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纸杯缺陷快速检测技术研究

高雅  
【摘要】:一次性纸杯由于价格低廉、使用方便,在日常生活中被广泛使用。质监部门对用作盛放饮用水或饮料的纸杯产品有明确的质量要求。这类纸杯在生产时要求百分之百进行质量检验。随着高速制杯机产品的逐步成熟,传统的手工检杯方式越来越不适应纸杯生产的需要。本文针对这一问题,开展了基于机器视觉的纸杯缺陷快速检测技术研究,以达到提高检杯速度和质量,降低人工成本的目的。在对机器视觉技术及其应用进行系统调研的基础上,重点关注了机器视觉技术在纸杯缺陷检测方面的技术发展情况。根据典型高速制杯机的检杯需求,制定了基于机器视觉的纸杯缺陷快速检测系统总体技术方案。在缺陷检测算法方面,研究了纸杯区域划分算法,对纸杯各区域进行区域标识,将纸杯分为杯口区、侧壁区及杯底区,针对纸杯产品的污渍、杯口变形及月牙底三种常见缺陷,开展了缺陷算法研究,给出了三种算法的原理及实现方法。论文介绍了纸杯缺陷检测实验系统的搭建过程,开展了实验室环境下和实际生产现场的纸杯缺陷自动检测实验,获得了缺陷检测实验数据。实验结果表明,本文所提出的三种缺陷检测算法,可以实现纸杯月牙底、杯口变形和内壁污渍的自动检测,检测速度和准确率可以满足高速制杯机的自动检杯需求。论文工作的关键点有以下两方面:(1)由于机器运转及传输数据需要耗时,因此在编程过程中利用了多线程并行的方法,将相机采集图像及算法处理过程并行操作,解决了耗时问题,有效加快了算法实现速度。(2)对于LED光源采用间歇性曝光的方式,提高了LED光源的使用寿命。设计出了纸杯缺陷检测系统平台,并成功与生产线制杯设备进行了联机测试,通过大量的实验与调试,满足了纸杯缺陷检测要求。本课题研究结果,对于高速制杯机自动检杯技术的发展具有重要意义。


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