偏心桶智能视觉定位灌装控制系统研究与开发.pdf

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1、2010正仪表技术与2010第l0期InstrumentTechniqueNo．10偏心桶智能视觉定位灌装控制系统研究与开发李颖(湖南信息职业技术学院机电工程系，湖南长沙410200)摘要：研究了一种偏心桶智能视觉定位灌装控制系统。概述了偏心桶灌装机的现状及缺陷，提出了一种基于机器视觉的偏心桶定位灌装控制系统方案，给出了视觉定位算法流程，研究了一种保持边缘滤波方法，重点研究了偏心桶顶盖图像的OTSU区域分割，提出了一种逐次逼近曲线拟合定位算法定位顶盖圆心，最后提出了拟合圆伸缩算法，得到加注口定位点。分析和验证了算法的有效性和系统可行性。关键词：偏心桶；视觉定位；灌装控制；

2、逐次逼近中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：1002—1841(2010)10—0060—03ResearchandDevelopmentonFillingControlSystemofBungholeBasedonMachineVisionLIYing(HunanCollegeofInformation，Changsha410082，China)Abstract：Afillingcontrolsystemofthebungholebasedonmachinevisionwaspresented．Anoverviewofthecurrentfillingmach

3、ineofthebungholeandthelimitationweredescribed．Thefunctionsandfeaturesofthisfillingcontrolsystemwereillustrated．Theprocessofthealgorithmwaspresented．ThealgorithmofOTSUimagesegmentation，edgeextractionandthemouthpositioningwereresearchedindetail．ThefillingcontrolsystembasedonIPCispresented．E

4、xperimentsdemonstratethatthedetectionalgo-rithmiSefeetiveandthedeviceiSfeasible．Keywords：bunghold；machinevision；fillingcontrol；successiveapproximationlocation0引言偏心桶定位灌装控制系统是以机器视觉技术为基础，集光液体全自动灌装技术已经广泛应用于石油、化工、饮料和机电、计算机技术等于一体。系统根据摄像机拍摄偏心桶顶面医药等众多生产领域中，全自动灌装机已经成为现代工业自动图像，由计算机进行数字图像处理，得到灌装口的位置

5、，经过坐化水平的重要标志之一。现行绝大部分灌装容器的加注口在标变换，将加注1：3的位置坐标从图像像素逻辑坐标转换到空间容器的正中心，灌装机只需要根据容器的尺寸和位置进行简单坐标，控制电机运转，利用步进驱动系统与机械传动系统将灌的机械定位即可完成自动灌装。然而对于灌装容器为偏心桶装头带动到灌装口上方，实现自动定位灌装。时，简单的机械或光电无法完成对加注口的准确定位。1系统功能及特点偏心桶是指加注口不在容器正中心的灌装容器，如铁罐油基于机器视觉的偏心桶自动灌装系统涉及到机器视觉技桶等。针对灌装容器为偏心桶的情况，由于机械定位只能定位术、数字图像处理技术、电机控制技术等，从系统

6、功能上说主要容器的位置，而加注口出现的位置存在很大的随机性，因此，目分为视觉信息处理部分和控制部分，其中视觉自动定位灌装是前国内外灌装机械绝大部分采用半自动方式，即人工方式定位系统的关键部分。系统结构如图1所示。加注口后再灌装。该方法存在很大的弊端，如劳动强度大、效系统工作原理如下：当偏心桶进入灌装区域时，光电传感器率很低，而且一些有毒或危险性液体的灌装时可能由于人工操给摄像机触发信号，摄像机获取加注台上偏心桶顶面的图像，经作的不当产生严重的后果。过图像采集卡实时传输进入工控机。经过工控机里软件进行实在国外，主要有意大利、美国和德国等开发的的偏心桶自时数字图像处理，快速判

7、断加注口在X—Y平面上的准确位置，动灌装机，其灌装速度较快、定位精度较高。但国外设备价格同时，由于偏心桶高度已知，因此，确定了加注口在—Y—z三高、维修费用昂贵、服务周期过长，尤其国内的偏心桶类型各维坐标中的空间位置，工控机通过三轴运动控制卡控制步进电异，国外设备适应性不强，偏心桶自动灌装已经成为灌装机械机运转，使加注枪准确到达加注位置，实现自动定位加注。生产、应用厂家普遍关注和亟待解决的热点问题，各厂家迫切2关键技术研究需要一种高速度、高精度、高度自动化的偏心桶自动灌装机代2．1视觉定位流程替人工定位灌装。视觉定位流程如图2