输液袋异物识别灯检系统

摘要

本发明公开一种输液袋异物识别灯检系统，涉及工业视觉检测技术领域，包括机架、工业相机、第一照射单元、第二照射单元以及第三照射单元；所述第一照射单元包括第一光源和第二光源，所述第一光源和所述第二光源发出的第一入射光线相对于所述相机的光轴镜像对称，所述第一入射光线为白光；所述第二照射单元包括第三光源和第四光源，所述第三光源和所述第四光源发出的第二入射光线相对于所述光轴镜像对称，所述第二入射光线为白光；所述第三照射单元包括第五光源和第六光源，所述第五光源和所述第六光源发出的第三入射光线相对于所述光轴镜像对称，所述第三入射光线为白光。本灯检系统成像中明显减少阴影、反光面积，有效克服和抑制杂散光问题。

权利要求

1.一种输液袋异物识别灯检系统，其特征在于，包括机架，所述机架设有工业相机、第一照射单元、第二照射单元以及第三照射单元；

所述工业相机与所述输液袋的正面相对应；

所述第一照射单元朝向所述输液袋的正面，所述第一照射单元包括第一光源和第二光源，在水平方向上，所述第一光源和所述第二光源发出的第一入射光线相对于所述工业相机的光轴镜像对称，所述第一入射光线为白光，所述第一入射光线与所述光轴间具有第一夹角；

所述第二照射单元朝向所述输液袋的正面，所述第二照射单元包括第三光源和第四光源，在水平方向上，所述第三光源和所述第四光源发出的第二入射光线相对于所述光轴镜像对称，所述第二入射光线为白光，所述第二入射光线与所述光轴间具有第二夹角，所述第二夹角大于所述第一夹角；

所述第三照射单元朝向所述输液袋的背面，所述第三照射单元包括第五光源和第六光源，在水平方向上，所述第五光源和所述第六光源发出的第三入射光线相对于所述光轴镜像对称，所述第三入射光线为白光，所述第三入射光线与所述光轴间具有第三夹角；

所述第一夹角、所述第二夹角和所述第三夹角均为锐角；

第一照射单元和第三照射单元的光源发出的入射光线均朝输液袋的中心方向斜射；

第二照射单元中光源发出的第二入射光线从输液袋两侧边较薄方向朝输液袋的中心方向斜射；

所述第一光源和所述第二光源为LED条光源，所述LED条光源的色温为5800‑7000k；

所述第三光源和所述第四光源为LED线光源，所述LED线光源的色温为5800‑7000k；

所述第五光源和所述第六光源为LED同轴光源，所述LED同轴光源的色温为5800‑

7000k；

照明视野大小：条光源>同轴光源>线光源；照明亮度方面：条光源<同轴光源<线光源。

2.根据权利要求1所述的输液袋异物识别灯检系统，其特征在于，所述第一光源、所述第二光源、所述第三光源和所述第四光源均设有滤光镜。

3.根据权利要求1所述的输液袋异物识别灯检系统，其特征在于，所述机架设有第一底座，所述第一底座可转动安装有第一安装座，所述第一光源设于所述第一安装座；

和/或，所述机架设有第二底座，所述第二底座可转动安装有第二安装座，所述第二光源设于所述第二安装座；

和/或，所述机架设有第三底座，所述第三底座可转动安装有第三安装座，所述第三光源设于所述第三安装座；

和/或，所述机架设有第四底座，所述第四底座可转动安装有第四安装座，所述第四光源设于所述第四安装座；

和/或，所述机架设有第五底座，所述第五底座可转动安装有第五安装座，所述第五光源设于所述第五安装座；

和/或，所述机架设有第六底座，所述第六底座可转动安装有第六安装座，所述第六光源设于所述第六安装座。

4.根据权利要求3所述的输液袋异物识别灯检系统，其特征在于，沿所述输液袋的径向方向，所述机架的表面开设有多个连接孔，所述第一底座、所述第二底座、所述第三底座、所述第四底座、所述第五底座和所述第六底座可拆卸连接于任一所述连接孔。

5.根据权利要求1所述的输液袋异物识别灯检系统，其特征在于，所述机架设置有拍照工位，所述拍照工位的表面开设有通孔，当所述输液袋被输送到所述通孔上方时，所述工业相机与所述输液袋的正面相对应。

6.根据权利要求1所述的输液袋异物识别灯检系统，其特征在于，所述机架的表面包覆有哑光材料层。

7.根据权利要求1至6任一所述的输液袋异物识别灯检系统，其特征在于，所述机架还设有遮光板，所述遮光板位于所述工业相机的两侧。

8.根据权利要求1至6任一所述的输液袋异物识别灯检系统，其特征在于，所述工业相机为高速线阵CCD相机。

说明书

输液袋异物识别灯检系统

技术领域

[0001] 本发明涉及工业视觉检测技术领域，特别涉及一种输液袋异物识别灯检系统。

背景技术

[0002] 工业视觉检测设备中，常使用高强度LED白光作为背光源，直射与其正对的液体包装物，例如玻璃瓶或输液袋，CCD相机从包装物的正面拍照，得到内含玻璃屑、胶塞屑、铝屑、色点、白块、纤维、毛发等微小不溶性异物的水液照片。但背光源光照强度大，在水液中，光强越强，杂散光现象越明显，即使肉眼能看到水液中的异物，但工业相机拍不到水液中的异物，得到的图像中呈现出亮度极高的白光。而使用环形光源，从多角度进行照射时，由于存在结构限制，只能从包装物的上方或下方进行照射，若从包装物下方照射，则得到的照片中，包装物的顶部区域会有阴影，相反地，若从包装物上方照射，则得到的照片中，包装物的底部区域会有阴影。

[0003] 现有技术中，输液袋在生产线上快速移动，对于其装满水液后异物检测过程中，还存在以下技术问题：

[0004] 1、输液袋质软可变形，灌满水液后，表面凹凸不平，使用背光源直射，会在任意凹陷或凸起区域与镜头形成反光角度，在照片中形成大量反光点，加之杂散光问题，检光面积减少，工业相机无法有效拍到水液内异物；

[0005] 2、输液袋在灌满水液后，中间部分鼓起，两侧边较薄，通过直射光源照射，得到的照片中，输液袋的亮度高，而两侧边有阴影黑边，如图1所示，形成光照死角；

[0006] 3、对于输液袋中间鼓起区域，照片中图像很亮，没有看到异物，但极有可能是因为光源在水液存在衰减、穿透率不足的问题，而没有照到异物，从而无法在照片中呈现异物特征。

发明内容

[0007] 本发明的目的在于提供一种输液袋异物识别灯检系统，旨在解决光源直射造成的成像有阴影、反光，和克服抑制杂散光的技术问题。

[0008] 为实现上述目的，本发明提出的输液袋异物识别灯检系统，包括机架，所述机架设有工业相机、第一照射单元、第二照射单元以及第三照射单元；

[0009] 所述工业相机与所述输液袋的正面相对应；

[0010] 所述第一照射单元朝向所述输液袋的正面，所述第一照射单元包括第一光源和第二光源，在水平方向上，所述第一光源和所述第二光源发出的第一入射光线相对于所述工业相机的光轴镜像对称，所述第一入射光线为白光，所述第一入射光线与所述光轴间具有第一夹角；

[0011] 所述第二照射单元朝向所述输液袋的正面，所述第二照射单元包括第三光源和第四光源，在水平方向上，所述第三光源和所述第四光源发出的第二入射光线相对于所述光轴镜像对称，所述第二入射光线为白光，所述第二入射光线与所述光轴间具有第二夹角，所述第二夹角大于所述第一夹角；

[0012] 所述第三照射单元朝向所述输液袋的背面，所述第三照射单元包括第五光源和第六光源，在水平方向上，所述第五光源和所述第六光源发出的第三入射光线相对于所述光轴镜像对称，所述第三入射光线为白光，所述第三入射光线与所述光轴间具有第三夹角；

[0013] 所述第一夹角、所述第二夹角和所述第三夹角均为锐角。

[0014] 可选地，所述第一光源、所述第二光源、所述第三光源和所述第四光源均设有滤光镜。

[0015] 可选地，所述第一光源和所述第二光源为LED条光源，所述LED条光源的色温为5800‑7000k；

[0016] 所述第三光源和所述第四光源为LED线光源，所述LED线光源的色温为5800‑7000k；

[0017] 所述第五光源和所述第六光源为LED同轴光源，所述LED同轴光源的色温为5800‑7000k。

[0018] 可选地，所述机架设有第一底座，所述第一底座可转动安装有第一安装座，所述第一光源设于所述第一安装座；

[0019] 和/或，所述机架设有第二底座，所述第二底座可转动安装有第二安装座，所述第二光源设于所述第二安装座；

[0020] 和/或，所述机架设有第三底座，所述第三底座可转动安装有第三安装座，所述第三光源设于所述第三安装座；

[0021] 和/或，所述机架设有第四底座，所述第四底座可转动安装有第四安装座，所述第四光源设于所述第四安装座；

[0022] 和/或，所述机架设有第五底座，所述第五底座可转动安装有第五安装座，所述第五光源设于所述第五安装座；

[0023] 和/或，所述机架设有第六底座，所述第六底座可转动安装有第六安装座，所述第六光源设于所述第六安装座。

[0024] 可选地，沿所述输液袋的径向方向，所述机架的表面开设有多个连接孔，所述第一底座、所述第二底座、所述第三底座、所述第四底座、所述第五底座和所述第六底座可拆卸连接于任一所述连接孔。

[0025] 可选地，所述机架设置有拍照工位，所述拍照工位的表面开设有通孔，当所述输液袋被输送到所述通孔上方时，所述相机与所述输液袋的正面相对应。

[0026] 可选地，所述机架的表面包覆有哑光材料层。

[0027] 可选地，所述机架还设有遮光板，所述遮光板位于所述工业相机的两侧。

[0028] 可选地，所述工业相机为高速线阵CCD相机。

[0029] 本发明的技术方案中，第一照射单元和第二照射单元中的光源用于照射输液袋的正面，第三照射单元用于照射输液袋的背面，且第一照射单元和第三照射单元的光源发出的入射光线均朝输液袋的中心方向斜射，该类结构设置，有别于单向强光源照射输液袋，第一照射单元的光源与第三照射单元中的光源相互形成补充光，光在水液中形成散射，充分利用散射光对水液内异物进行照亮，使工业相机可有效捕捉到输液袋内的异物特征；第二照射单元中光源发出的第二入射光线专用于从输液袋两侧边较薄方向朝输液袋的中心方向斜射，从侧边进行光强补射，用于进一步照亮水液中的异物，同时解决输液袋两侧边照明有黑边、阴影和死角问题。本发明中，第一照射单元、第二照射单元和第三照射单元的组合打光方式，用于照亮装满水液鼓起、表面凹凸不平的输液袋时，工业相机中得到的图像中阴影、反光面积明显减少，有效照亮输液袋中的异物，使工业相机高效率地捕捉异物特征并成像，满足生产线上对连续快速移动输液袋的拍照检测需求。实际应用中，利用本申请公开的灯检系统照亮输液袋，通过三组不同形式光源的组合互补，使输液袋水液内异物呈现高强度反光状态的技术效果，同时，还可克服输液袋表面印刷的有色字体对异物特征捕捉过程的影响。

附图说明

[0030] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

[0031] 图1为现有技术中照光后工业相机所拍输液袋照片；

[0032] 图2为本发明输液袋异物识别灯检系统一实施例的平面结构示意图；

[0033] 图3为本发明输液袋异物识别灯检系统照光后工业相机所拍输液袋照片（输液袋容量500ml）；

[0034] 图4为本发明输液袋异物识别灯检系统照光后工业相机所拍输液袋照片（输液袋容量100ml）；

[0035] 图5为输液袋横切面示意图；

[0036] 图6为第一照射单元的照明原理示意图；

[0037] 图7为第二照射单元的照明原理示意图；

[0038] 图8为第三照射单元的照明原理示意图。

[0039] 附图标号说明：

[0040] 标号 名称 标号 名称1 机架 15 第一底座
11 工业相机 16 第二底座
12‑A 第一光源 17 第三底座
12‑B 第二光源 18 第四底座
13‑A 第三光源 19 第五底座
13‑B 第四光源 20 第六底座
14‑A 第五光源 21 连接孔
14‑B 第六光源 22 通孔

[0041] 本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

[0042] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0043] 需要说明，本发明实施例中所有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

[0044] 另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

[0045] 如图2所示，在本发明实施例中，该输液袋异物识别灯检系统，包括机架1，所述机架1设有工业相机11、第一照射单元、第二照射单元以及第三照射单元；所述相机与所述输液袋的正面相对应；所述第一照射单元朝向所述输液袋的正面，所述第一照射单元包括第一光源12‑A和第二光源12‑B，在水平方向上，所述第一光源12‑A和所述第二光源12‑B发出的第一入射光线相对于所述工业相机11的光轴(图中未画出)镜像对称，所述第一入射光线为白光，所述第一入射光线与所述光轴间具有第一夹角；所述第二照射单元朝向所述输液袋的正面，所述第二照射单元包括第三光源13‑A和第四光源13‑B，在水平方向上，所述第三光源13‑A和所述第四光源13‑B发出的第二入射光线相对于所述光轴镜像对称，所述第二入射光线为白光，所述第二入射光线与所述光轴间具有第二夹角，所述第二夹角大于所述第一夹角；所述第三照射单元朝向所述输液袋的背面，所述第三照射单元包括第五光源14‑A和第六光源14‑B，在水平方向上，所述第五光源14‑A和所述第六光源14‑B发出的第三入射光线相对于所述光轴镜像对称，所述第三入射光线为白光，所述第三入射光线与所述光轴间具有第三夹角；所述第一夹角、所述第二夹角和所述第三夹角均为锐角。

[0046] 为实现快速拍照功能，本发明的技术方案中，所述工业相机11为高速线阵CCD相机。

[0047] 本发明的技术方案中，第一照射单元和第二照射单元中的光源用于照射输液袋的正面，第三照射单元用于照射输液袋的背面，且第一照射单元和第三照射单元的光源发出的入射光线均朝输液袋的中心方向斜射，该类结构设置，有别于单向强光源照射输液袋，第一照射单元的光源与第三照射单元中的光源相互形成补充光，光在水液中形成散射，充分利用散射光对水液内异物进行照亮，使工业相机11可有效捕捉到输液袋内的异物特征；第二照射单元中光源发出的第二入射光线专用于从输液袋两侧边较薄方向朝输液袋的中心方向斜射，从侧边进行光强补射，用于照亮水液中的异物，同时解决输液袋两侧边照明有黑边、阴影和死角问题。本发明中，第一照射单元、第二照射单元和第三照射单元的组合打光方式，用于照亮装满水液鼓起、表面凹凸不平的输液袋时，工业相机11中得到的图像中阴影、反光面积明显减少，有效照亮输液袋中的异物，使工业相机11高效率地捕捉异物特征并成像，满足生产线上对快速移动输液袋的拍照检测需求。实际应用中，利用本申请公开的灯检系统照亮输液袋，通过三组不同形式光源的组合互补，使输液袋水液内异物呈现高强度反光状态的技术效果，同时，还可克服输液袋表面印刷的有色字体对异物特征捕捉过程的影响。如图3和图4所示，图3中照片中上部泛白的点即是被照亮的异物，图4中输液袋的底部且靠近输液袋两侧边位置，泛白的点即是被照亮的异物。

[0048] 值得举例说明是，现有技术中，单向直射高强度白光源照射输液袋时，肉眼能看到输液袋内后半部分（即靠近背光源）的异物，但由于出现杂散光现象，工业相机11并不能将异物特征捕捉到，即没法在图像中呈现异物特征，所以本申请为解决上述问题，在输液袋的正面和背面均设置照射光源，充分利用光在水液中的散射，照亮水液中的异物，使输液袋内不同位置上的异物被充分照亮，以便工业相机11高效识别捕捉。

[0049] 实际应用中，工业相机11与输液袋的正面相对应，通过平摄方式拍照，得到输液袋完整的正面照，减少相机镜头与输液袋表面存在的反光角度。

[0050] 第一光源12‑A和第二光源12‑B发出的第一入射光线相对于工业相机11的光轴镜像对称，第一入射光线为白光，第一入射光线与所述光轴间具有第一夹角。

[0051] 该类结构设置，第一光源12‑A和第二光源12‑B镜像对称式设置于机架1，第一光源12‑A与第二光源12‑B之间留有安装间距，用于供工业相机11对输液袋进行拍照。第一入射光线与光轴间具有第一夹角，该类结构设置，使第一入射光线斜射入输液袋，增加光线照射到异物上的散射效果。

[0052] 在水平方向上，所述第三光源13‑A和所述第四光源13‑B发出的第二入射光线相对于所述光轴镜像对称，所述第二夹角大于所述第一夹角。

[0053] 该类结构设置，第三光源13‑A和第四光源13‑B镜像对称式设置于机架1，第三光源13‑A与第四光源13‑B之间留有安装间距，用于供工业相机11对输液袋进行拍照。第二夹角大于第一夹角，该类结构设置，使第二入射光线从靠近输液袋两侧边方向斜射入输液袋，解决输液袋两侧边照明有黑边、阴影和死角问题，并可增加光线照射到异物上的散射效果。

[0054] 在水平方向上，所述第五光源14‑A和所述第六光源14‑B发出的第三入射光线相对于所述光轴镜像对称，所述第三入射光线为白光，所述第三入射光线与所述光轴间具有第三夹角。

[0055] 该类结构设置，第五光源14‑A和第六光源14‑B镜像对称式设置于机架1，使第三入射光线斜射入输液袋，增加光线散照射到异物上的射效果。

[0056] 本发明的技术方案中，所述第一光源12‑A、所述第二光源12‑B、所述第三光源13‑A和所述第四光源13‑B均设有滤光镜。

[0057] 该类结构设置，第一照射单元和第二照射单元中的光源所设滤光镜可有效克服和抑制杂散光现象。

[0058] 本发明的技术方案中，所述第一光源和所述第二光源为LED条光源，所述LED条光源的色温为5800‑7000k；所述第三光源和所述第四光源为LED线光源，所述LED线光源的色温为5800‑7000k；所述第五光源和所述第六光源为LED同轴光源，所述LED同轴光源的色温为5800‑7000k。

[0059] 实际应用中，输液袋是挂在输送链或传送带上的，输液袋袋口以下悬空，各LED光源沿竖向设置与输液袋相对，且光源的高度覆盖输液袋的高度，以保证白光充分覆盖照射在输液袋表面。

[0060] 本发明的技术方案中的LED条光源的特点是光线均匀性好，视野宽；LED线光源的特点是指向性高，亮度高，视野小；LED同轴光源的特点是均匀性好，亮度高，有一定视野。LED条、线和同轴光源相对来说，照明视野大小：条光源>同轴光源>线光源，条光源视野最大，线光源最小，同轴光源居中；照明亮度方面：条光源<同轴光源<线光源，线光源最亮，条线最小，同轴光源居中。本发明的技术方案利用光源视野大小和亮度不同，通过合理组合照明，使拍照图像达到清晰效果。

[0061] 图5是输液袋横切面示意图。50ml 500ml液袋最厚处约在10 40mm范围，呈现中间~ ~鼓然后过度到两侧倾斜，表面总体为曲面形状。

[0062] 图6是第一照射单元照明示意图。条光源视野宽，均匀性好，用于照亮异物的正面，提高异物的亮度。正面照射强度要适中，不容易形成反射光，同时加上滤光镜，对于输液袋表面不平形成的反射光进行抑制。

[0063] 图7是第二照射单元照明示意图（图为输液袋左侧补光，右侧相同）。利用线光源的高指向性和高亮度特性解决输液袋边沿过渡照明的不均匀性。如图所示，左侧光源照射到斜面上时由于光的反射，进入输液袋内的光线较弱，不利于拍照，而右侧光源从右侧射入进行补光，使拍照光线达到较好的亮度，解决拍照黑边问题。

[0064] 图8是第三照射单元照明示意图。利用同轴光源的发光宽度和强度照亮液袋厚度，进而照亮输液袋内异物边沿。锐角照明有利于提高异物边沿光的散射，提升异物对比度。

[0065] 通过第一、第二和第三照射单元组合光源照射，以及光强度的搭配，液袋内异物被照亮，液袋边沿无遮挡，无黑边，表面无反光，获得清晰图像。

[0066] 本发明的技术方案中，所述机架1设有第一底座15，所述第一底座15可转动安装有第一安装座（图中未画出），所述第一光源12‑A设于所述第一安装座；和/或，所述机架1设有第二底座16，所述第二底座16可转动安装有第二安装座（图中未画出），所述第二光源12‑B设于所述第二安装座；和/或，所述机架1设有第三底座17，所述第三底座17可转动安装有第三安装座（图中未画出），所述第三光源13‑A设于所述第三安装座；和/或，所述机架1设有第四底座18，所述第四底座18可转动安装有第四安装座（图中未画出），所述第四光源13‑B设于所述第四安装座；和/或，所述机架1设有第五底座19，所述第五底座19可转动安装有第五安装座（图中未画出），所述第五光源14‑A设于所述第五安装座；和/或，所述机架1设有第六底座20，所述第六底座20可转动安装有第六安装座（图中未画出），所述第六光源14‑B设于所述第六安装座。

[0067] 该类结构设置，可根据实际需要，任意变换第一光源12‑A和第二光源12‑B、第三光源13‑A、第四光源13‑B、第五光源14‑A和第六光源14‑B的照射角度，以得到不同成像效果，增加使用灵活性。实际应用中，第一底座15可安装转盘结构（图中未画出），第一安装座安装于转盘结构上，同理地，第二底座16与第二安装座及其他各底座参照上述结构设置，本文不再赘述，也不限于转盘结构。

[0068] 本发明的技术方案中，沿所述输液袋的径向方向，所述机架1的表面开设有多个连接孔21，所述第一底座15、所述第二底座16、所述第三底座17、所述第四底座18、所述第五底座19和所述第六底座20可拆卸连接于任一所述连接孔21。

[0069] 该类结构设置，用于沿输液袋径向方向变化底座及其上光源的安装位置和照射角度，进一步提高光照角度调节灵活性。上述各底座可通过螺钉（图中未画出）拆卸连接于任一连接孔21。

[0070] 本发明的技术方案中，所述机架1设置有拍照工位，所述拍照工位的表面开设有通孔22，当所述输液袋被输送到所述通孔22上方时，所述工业相机11与所述输液袋的正面相对应。

[0071] 如上所述，输液袋是挂在输送链或传送带上的，输液袋底部悬空，为了避免光源照明时的杂光反射干扰，机架1的拍照工位设置通孔22，输液袋的下方不存在结构反光问题。

[0072] 为进一步减少或防止杂光反射干扰，本发明的技术方案中，所述机架1的表面包覆有哑光材料层（图中未画出）。实际应用中，哑光材料层可为PET薄膜。

[0073] 为减少或避免杂光干扰相机拍摄效果，本发明的技术方案中，所述机架1还设有遮光板（图中未画出），所述遮光板位于所述工业相机11的两侧。

[0074] 以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。