基于机器视觉和单片机的瓶盖瑕疵检测系统.docx

摘要：本文根据包装瓶盖生产过程中所处的工作环境以及检测要求，研发设计了一套基于机器视觉和单片机的瓶盖瑕疵监测系统。瓶盖在饮品行业有着广泛的需求，同时也存在着更大层次的食品安全问题，本检测系统通过对瓶盖表面进行图像二值化、边缘轮廓检测等处理，结合工业相机以及单片机等硬件程序，使系统对瓶盖的检测在准确度以及速度上都达到了工业水平上的要求，真正的实现了自动检测和快速剔除，准确率已经达到95%以上。

根据要求完成瓶盖检测硬件系统的总体设计，包括对图像采集模块中相机、光学镜头以及灯光的选型，对电气设备的设计，并且按照需求完成了整个实验平台的搭建。

完成瓶盖瑕疵检测系统的系统设计，主要包括电气系统的基本理论，以及对项目的控制方案的完成，包括对单片机的选型和完成单片机程序的编制。 

完成对拍摄瓶盖图像的预处理，获得瓶盖图像的基本数据，并将图像数据进行二值化处理，进行目标定位分割，获得瓶盖轮廓。当达到图像预处理的完成，进一步对完成瓶盖瑕疵检测算法，主要包括计算出内部区域圆心以及半径，通过内外轮廓面积差变化的数据范围判断判断瓶盖是否符合合格标准。

   实验证明：该瓶盖瑕疵检测系统实时性好，准确率高，能够达到提高工业生产效率的要求。

关键词:  机器视觉 ； 瓶盖检测 ； 单片机系统 ； 表面检测

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 问题提出和研究意义-1

1.2 国内外研究现状和发展趋势-1

1.3 本文主要研究内容及章节安排-2

2 瓶盖瑕疵检测系统的总体设计-3

2.1 瓶盖瑕疵检测系统的结构设计-3

2.2 硬件选型-4

2.2.1相机的选型-4

2.2.2镜头的选型-5

2.2.3 光源的选型-6

2.2.4 触发器-8

2.2.5 传送模块-8

2.3 机器视觉系统的实验平台搭建-9

2.4本章小结-10

3 瓶盖瑕疵检测系统的软件设计-11

3.1图像预处理-11

3.1.1 图像滤波-11

3.1.2 阈值分割-14

3.1.3边缘检测-17

3.2 瓶盖瑕疵检测算法-19

3.2.1 瓶盖边缘瑕疵检测-20

3.2.2 瓶盖表面划痕检测-22

3.3本章小结-22

4 瓶盖瑕疵检测系统的硬件设计-24

4.1 单片机最小系统-25

4.1.1复位电路及时钟电路-26

4.1.2振荡器特性-26

4.1.3芯片擦除-26

4.2 传送带速度控制-26

4.2.1 PWM实现方式-27

4.2.2 速度控制模块-27

4.3 瑕疵瓶盖剔除-28

4.4本章小结-28

5 瓶盖瑕疵检测系统的调试-29

5.1图像采集-29

5.2瑕疵剔除-30

5.3 系统处理结果分析-31

5.4本章小结-31

6 总结与展望-32

6.1 工作总结-32

6.2工作展望-32

参 考 文 献-33

致谢-34