CN111721774B 一种用于自动灯检机的灯检检测方法 （湖南正中制药机械有限公司）

(19)国家知识产权局(12)发明专利JP2001296251A,2001.10.26JP2012137324A,2012.07.19审查员和玉鹏地址410000湖南省长沙市长沙高新技术(72)发明人张丰周绍辉杜笑鹏所(普通合伙)43207本发明公布了一种用于自动灯检机的灯检于对可透光容器进行补光的光源和用于对可透21.一种用于自动灯检机的灯检检测方法，包括用于对可透光容器(1)进行补光的光源(3)和用于对可透光容器(1)采集图像的相机(4),其特征在于，包括如下检测步骤：1)光源(3)的光线照射到可透光容器(1)上，使得可透光容器(1)内的液体被光源照射的区域产生高亮，形成液体发光源(2),利用液体发光源(2)的光亮将可透光容器(1)内其他液体区域照亮；2)相机(4)对可透光容器(1)内非液体发光源(2)的区域进行图像采集，实现异物检测；所述光源(3)的照射面与相机(4)的拍摄面相互错开；所述光源(3)与相机(4)处于不同的高度位置；所述光源(3)至少设置有两个，呈间距分布，依次轮流发光；所述相机(4)至少设置一台；所述相机(4)检测对应液体发光源(2)照亮的上部或下部区域。2.根据权利要求1所述的一种用于自动灯检机的灯检检测方法，其特征在于，所述相机(4)为面阵相机。3.根据权利要求1所述的一种用于自动灯检机的灯检检测方法，其特征在于，所述可透光容器(1)为透明材料或半透明材料。4.根据权利要求1所述的一种用于自动灯检机的灯检检测方法，其特征在于，所述光源(3)的光通过棱镜或透镜或镜子改变光线方向后对可透光容器(1)补光。5.根据权利要求1所述的一种用于自动灯检机的灯检检测方法，其特征在于，所述光源(3)为条形或圆弧形。6.根据权利要求1所述的一种用于自动灯检机的灯检检测方法，其特征在于，所述光源(3)平行于水平面照射可透光容器(1)。7.根据权利要求1所述的一种用于自动灯检机的灯检检测方法，其特征在于，所述光源(3)向上或向下倾斜于水平面照射可透光容器(1)。3一种用于自动灯检机的灯检检测方法技术领域[0001]本发明属于制药设备技术领域，具体为一种用于自动灯检机的灯检检测方法。背景技术[0002]全自动灯检机用于制药厂生产的药品的可见异物检测。现有的灯检机针对液体药剂内部异物的检测基本均基于从瓶子底部打光，相机侧面拍照；或者瓶子背部打光，相机对面拍照的解决方案。这两个方案的优缺点分别如下：[0003]瓶子底部打光：光源照射到异物表面，异物会向外部反射光源，表现的图像特征比空白区域亮。该方案对微小异物和白块，纤毛等异物检出效果好。缺点是干扰太多和存在盲区。光源会在液体表面形成镜面效应，在液面晃动时，导致底部存在运动亮点；光源存在发散，无法控制刚好与瓶子直径一致，光源会扩展到周边瓶子，导致瓶子边界存在光干扰；由于是底部直接照射和液面的反射效应，成像一般是底部和液面附近高亮，而中间区域偏暗，这会导致液面附近和底部发白区域无法检测，中间区域又由于亮度不够，图像特征不够明[0004]瓶子背部打光：光源穿透瓶子时，如果存在异物时，会遮挡部分光源，表现的图像特征比空白区域暗。该方案的优点是抗干扰能力强，对深色异物的检测效果好。缺点是对纤毛、小玻璃、白块等异物的检测效果不好，因为这些异物非常纤细或者近视透明，在背光下会存在腐蚀导致完全不可见，或者光源可以直接穿透，与周边区域的对比不明显，从而导致发明内容[0005]针对以上问题，本发明提供一种用于自动灯检机的灯检检测方法，形成了一种全新的光学系统，实现了用背部光源做到底光照射的效果，在保证检测效果的同时，可有效避免干扰；同时基于该光学系统，提出了一种区域分层技术，可完全消除视场盲区，兼具背光抗干扰和底光对白色或透明杂质成像对比清晰的优势。[0007]一种用于自动灯检机的灯检检测方法，包括用于对可透光容器进行补光的光源和用于对可透光容器采集图像的相机，包括如下检测步骤：[0008]1)光源的光线照射到可透光容器上，使得可透光容器内的液体被光源照射的区域产生高亮，形成液体发光源，利用液体发光源的光亮将容器内其他液体区域照亮；[0009]2)相机对可透光容器内非液体发光源的区域进行图像采集，实现异物检测。[0010]作为本技术方案进一步的改进，所述相机采集图像前，先通过灯检机控制可透光容器自旋后，再停止旋转，使得里面的液体在惯性作用下继续运动，然后再通过相机对可透光容器内的液体进行图像采集。[0011]作为本技术方案进一步的改进，所述相机为面阵相机。[0012]作为本技术方案进一步的改进，所述可透光容器为透明材料或半透明材料。4[0013]作为本技术方案进一步的改进，所述光源的光通过棱镜或透镜或镜子改变光线方向后对可透光容器补光。[0014]作为本技术方案进一步的改进，所述光源与相机错位设置。[0015]作为本技术方案进一步的改进，所述光源与相机处于不同的高度位置。[0016]作为本技术方案进一步的改进，所述光源至少设置有两个，呈间距分布，依次轮流发光；所述相机至少设置一台；所述相机检测对应液体发光源照亮的上部或下部区域。[0017]作为本技术方案进一步的改进，所述光源为水平设置的条状结构。[0018]作为本技术方案进一步的改进，所述光源的发光面为平面或圆弧形。[0019]作为本技术方案进一步的改进，所述光源(3)平行于水平面照射可透光容器(1)。[0020]作为本技术方案进一步的改进，所述光源(3)向上或向下倾斜于水平面照射可透光容器(1)。[0021]与现有技术相比，本发明的优点在于：[0022]1.条形背光布局可以机械固定在任意高度，等效于可以在待检样品的任意高度位置安装底光，结合多层布局后做到瓶身无任何死角；[0023]2.改变光照方式，液面无光直接照射，可消除镜面效应；瓶底无液面明显反光，可有效消除误检；在采用底光时，液面附近无法检测的过曝盲区，也可检测；[0024]3.具备底光，在检测微小异物、半透明异物上的优势；对纤毛、小玻璃、白块等异物检测效果明显；[0025]4.无发散的光源照射到左右两边的瓶子，从而异物检测存在干扰；附图说明[0026]图1为两光源一相机时，上部光源启动的实施例示意图；[0027]图2为两光源一相机时，下部光源启动的实施例示意图；[0028]图3为两光源两相机时，上部相机拍摄的实施例示意图；[0029]图4为两光源两相机时，下部相机拍摄的实施例示意图；[0030]图5为250ml玻璃瓶大输液中存在的2mm左右白色纤毛缺陷检测效果图。具体实施方式[0032]为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。[0033]请参阅图1至图5,在一种具体的实施方式中，[0034]一种用于自动灯检机的灯检检测方法，包括用于对可透光容器1进行补光的光源3和用于对可透光容器1采集图像的相机4,包括如下检测步骤：[0035]1)光源3的光线照射到可透光容器1上，使得可透光容器1内的液体被光源照射的区域产生高亮，形成液体发光源2,利用液体发光源2的光亮将容器1内其他液体区域照亮；如图1所示，液体发光源2的背景为白色，而液体发光源2上下区域的背景为黑色。[0036]2)相机4对可透光容器1内非液体发光源2的区域进行图像采集，实现异物检测。相5机4对被液体发光源2照亮的区域拍摄时，由于是黑色背景，而区域内的异物在光照下为白色，因此相机拍摄的图像能够清晰的显示出异物，可以提高准确性。如图5所示，为250ml玻璃瓶大输液中存在的2mm左右白色纤毛缺陷检测效果图。[0037]优选的一个实施例，所述相机4采集图像前，先通过灯检机控制可透光容器1自旋后，再停止旋转，使得里面的液体在惯性作用下继续运动，然后再通过相机4对可透光容器1内的液体进行图像采集。[0039]为了使得光源的光能照射进容器内的液体中，优选的一个实施例，所述可透光容器1为透明材料或半透明材料。[0040]优选的一个实施例，所述光源3的光通过棱镜或透镜或镜子改变光线方向后对可透光容器1补光。光源3的光只需要能照射进容器内的液体中即可，通过特殊的棱镜、透镜、或光学器件改变光源方向，最终实现与本方案一致的效果也在本专利保护之列。[0041]本光源不受相机组合限制，如采用左右或上下分布多台相机、或者单台或多台相机成角度照射、或者采用线阵相机采图均在本专利保护之列。[0042]本专利的检测区域不受限制，液面，瓶底、瓶身的表面和内部异物均在本方案保护范围之列。[0043]为了防止光源3直射相机造成图像背景泛白，优选的一个实施例，所述光源3与相机4错位设置。[0044]为了便于检测，优选的一个实施例，所述光源3与相机4处于不同的高度位置。光源3与相机4也可以处于不同的竖直平面内。[0045]如图1-2所示，优选的一个实施例，所述光源3至少设置有两个，呈间距分布，依次轮流发光；所述相机4至少设置一台；所述相机4检测对应液体发光源2照亮的上部或下部区域。不同的相机4拍摄对应液体发光源2上下部区域位置的图像后，再全部通过计算机整合到一起。主要针对于体积较大的可透光容器进行采集，提高对大可透光容器异物的检测准[0046]优选的一个实施例，所述光源3为水平设置的条状结构。指的是光源3在水平面内为长条形，这样的光源照射可透光容器后可以在可透光容器内形成较薄的一层发光层，减少白色背景带来的光噪影响。[0047]优选的一个实施例，所述光源3的发光面为平面或圆弧形。[0049]优选的一个实施例，所述光源3平行于水平面照射可透光容器1。当光源3平行于水平面照射可透光容器1时，产生的液体发光源2可以将液体内上部和下部区域都照亮，因此上部和下部区域都可以通过相机拍照进行异物检测。[0050]优选的一个实施例，所述光源3向上或向下倾斜于水平面照射可透光容器1。当光源3向下倾斜于水平面照射可透光容器1时，比如倾斜角度为10度时，产生的液体发光源2可以将液体内下部区域都照亮，而上部区域则处于全黑状态，可以屏蔽上部分区域的液面的干扰。[0051]当光源3向上倾斜于水平面照射可透光容器1时，比如倾斜角度为10度时，产生的液体发光源2可以将液体内上部区域都照亮，而下部区域则处于全黑状态，可以屏蔽上部分6区域的液面的干扰。[0052]优选的一个事实，还可以通过修改光源与检测物的夹角，控制液体光源的发光方向。屏蔽部分区域如液面的干扰；比如使得光源倾斜于水平面向下照射容器，可以使得位于液体发光源2上部的区域处于全黑状态，因此可以屏蔽上部分区域的液面的干扰。[0053]本发明的设计原理：[0054]本发明设计了一种全新的光学系统，实现了用背部光源做到底光照射的效果，在保证检测效果的同时，可有效避免干扰；同时基于该光学系统，提出了一种区域分层技术，可完全消除视场盲区。[0055]如图1所示，其中，光源是条形或其它形状较窄的背光；中间区域是待检测的液体[0056]检测时，背部光源调到较高的亮度，平行照射到检测瓶上，液体区域被光源照射的地方会高亮，自身就相当于是一个与瓶体直径一致的面光源，后称呼液体发光源。该液体发光源会向上和向下照射光，其自身等效于在该区域安装了一个瓶体直径大小的底光。被该液体发光源照射到的异物会向外部反射光源，表现为高亮特征，在结合灯检机的旋停检测[0057]右边相机接收到图像后，液体发光源所在区域不检测，只检测被液体发光源照射到的上下区域；因为液体发光源在图像上表现为全白，该区域是无法检测的。[0058]相机采集图像前，先通过灯检机控制可透光容器自旋后，再停止旋转，使得里面的液体在惯性作用下继续运动，然后再通过相机对可透光容器内的液体进行图像采集。将两个区域组合后可以实现瓶身全区域覆盖，无任何死角。[0060]方案二：竖直方向上布局多台相机，每台相机只采集部分区域的图像，多台相机组合成全区域覆盖，如图3-4所示；上光源与下相机，下光源与上相机组成两套光学采集系统。可以实现检测区域的全覆盖。[0061]本方案相机与光源之间没有逻辑关系，并不局限于一对一，他们之间的配对关系是任意的，具体可以根据实际应用场景动态配置：[0062]多个光源对一个相机：为保证瓶子某一区域的光照充足，可能在该区域的上、下区域均设置有光源，光源同时亮灭，来保证光照充分[0063]一个光源对多个相机：以图1布局为例，可以在左边设置有一个光源，在右边设置有2台相机，一台相机平视检测内部异物，另外一台斜视检测液面异物，做到一个光源同时对应多台相机。[0064]多个光源对多台相机：综合多个光源对一个相机与一个光源对多个相机的使用方法，对于相对复杂的应用场景，可以采用多个光源对多台相机，光源与相机间通过自由组合实现检测目的。[0065]对于容量大，高度大的瓶子，在2个光源无法满足要求时；可通过在不同的高度层添加更多的条形光源，采用更高帧率的相机，或者更多的相机实现全覆盖。[0066]1.本专利检测目标的材质不局限于玻璃，所有能透光或半透光的材料，如：玻璃、7塑料、薄膜制品等，均在本专利保护之列。[0067]2.本专利不限于液体药剂，检测目标的种类和行业不受限制，典型产品如：安瓿、口服液、玻璃大输液、塑料瓶大输液、软袋大输液、联排药水、各种水类饮料、酒类饮料、保健饮品等均在本专利保护之列。[0068]3.背部光源形状不受限制，各种形状、各种参数的各种光源均在本专利保护之列；[0069]4.光源控制方式不受限制，常亮、频闪、定时触发等各种光源控制方式均在本专利保护之列；[0070]5.光源分层不受限制，多个光源照射对容器内液体进行分层，将检测区域分为一到多层均在本专利保护之列；[0071]6.本专利不受光源颜色和波长限制，各种波长和光源颜色均在本专利保护之列；[0072]7.本光源不受相机组合限制，如采用左右或上下分布多台相机、或者单台或多台相机成角度照射、或者采用线阵相机采图均在本专利保护之列；[0073]8.本专利的检测区域不受