基于機器視覺的葡萄糖藥液質(zhì)量檢測系統(tǒng)設計

　　對于葡萄糖藥液里面的微小的玻璃屑、橡膠屑或其他的一些不溶性顆粒，在靜止的情況下一般都沉淀在瓶底或懸浮在藥瓶的上端，人工檢測需要葡萄糖液體倒置，使其液體發(fā)生運動，同時也帶動固體雜質(zhì)的運動，雜質(zhì)隨著藥體運動到中心區(qū)域，此時再觸發(fā)攝像機采集圖像可以拍攝清晰的次品圖像，也可以通過判斷運動目標的方式來判斷是否存在雜質(zhì)?；谶@樣的檢測原理，本實驗系統(tǒng)設計了一個高速的旋轉(zhuǎn)平臺，旋轉(zhuǎn)平臺可以帶動藥瓶做高速的旋轉(zhuǎn)然后劇停，從而帶動雜質(zhì)運動到檢測區(qū)域。

　　3.1 平臺的硬件結(jié)構(gòu)圖

　　如圖2所示，待檢測的葡萄糖藥瓶被卡在轉(zhuǎn)床上，轉(zhuǎn)床旋轉(zhuǎn)的時候帶動藥瓶高速旋轉(zhuǎn)，用于機器視覺的專用LED光源安裝在如圖所示的光源盒內(nèi)，CCD攝像機將拍攝到的圖像傳輸?shù)焦た貦C。下面對硬件平臺作詳細的介紹。

圖2 葡萄糖雜質(zhì)檢測裝置結(jié)構(gòu)圖

　　(1)把手：按照上圖所示的方向轉(zhuǎn)動把手可以帶動瓶卡上下運動，以便放置藥瓶；

　　(2)電機：普通的交流電機，帶動轉(zhuǎn)床的主軸高速轉(zhuǎn)動；

　　(3)上端瓶卡：將葡萄糖瓶卡在底座上，當轉(zhuǎn)動把手時瓶卡作上下運動方便放置藥瓶；

　　(4)光源盒：光源盒里放置一環(huán)形紫外光源，透過瓶底向上照射藥體；

　　(5)CCD攝像機：負責拍攝運動的藥體；

　　(6)工控機：負責處理CCD攝像機拍攝到的圖像序列；

　　3.2工作過程

　　(1) 轉(zhuǎn)動把手將上端瓶卡向上提起，放置待檢測的葡萄糖藥瓶于底座上；

　　(2) 放下把手，將其卡緊，開啟轉(zhuǎn)床，轉(zhuǎn)床的主軸帶動瓶卡高速轉(zhuǎn)動，由于摩擦力的作用瓶卡帶動藥瓶也做高速的轉(zhuǎn)動；

　　(3) 停止轉(zhuǎn)床，瓶卡停止轉(zhuǎn)動，葡萄糖藥瓶停止轉(zhuǎn)動，但藥液在慣性的作用下繼續(xù)轉(zhuǎn)動之后緩慢停止；

　　(4) 在此過程中連續(xù)拍攝7幅圖像，在這一序列的運動圖像中，對運動目標進行識別；

　　(5) 當識別到的目標超過規(guī)定的容許指標時，判斷此瓶藥液為不合格

　　3.3 視覺成像系統(tǒng)配置

　　圖像采集部分將完成流水線上的運動圖像獲取，圖像采集部分采集圖像質(zhì)量的好壞將直接影響整個檢測效率[3]。圖像采集部分主要由CCD攝像機完成。CCD攝像機攝取圖像信號，由圖像采集卡將圖像信號采集進來。本套實驗裝置選用兩個方位的攝像機對待檢測物體進行檢測，一個俯拍位一個側(cè)拍位，對有些待檢測物體可以進行多方位的檢測。攝像機采用的是Pulnix公司的TM6703[4]，采集卡選用的是Matrox公司的Cornora2[5]。

　Matrox Corona Ⅱ 是Matrox Graphics Inc., 生產(chǎn)的圖像控制器，可采集隔掃描/逐行掃描的分量RGB信號和單/雙路黑白模擬視頻信號； 3路10bit A/D轉(zhuǎn)換器；24-bit RS-422/LVDS 數(shù)字接口；模擬情況下采集率達到30MHz，RS-422數(shù)字模式下達到25 MHz，LVDS數(shù)字模式下達到40 MHz ；連接2個RGB或6個模擬黑白視頻信號； 32-bit/33MHz PCI總線主模式 ；擴展板上實時采集存儲 ；可同時支持模擬VGA和獨立的數(shù)字VGA或TV輸出[4]。

　　Pulnix公司的TM6703是1/2寸，648*484，快門速度為1/60~1/32000 秒，同時帶有異步重置功能。當VINIT脈沖發(fā)生作用時，重置攝像機的掃描清除CCD。當在異步模式下和外部VINIT高電平信號的作用下，異步功能將自動被選擇，信號讀出會被禁止直到有觸發(fā)。下面是攝像機異步重置的三種模式：

　　1）控制脈沖寬度的外部VINIT：快門速度有脈沖寬度來控制；

　　2）快速內(nèi)部觸發(fā)模式：當VINIT的下降沿和外部HD是一樣的時候，信號抓取沒有延時，否則，會有0-1HD的延時；