基于机器视觉的酒瓶检测系统设计任务书.doc

大 学

本科毕业设计任务书

题目: 基于机器视觉酒瓶检测系统设计

学生姓名 届 届
学院（系） 专业
指导老师 职称
下达任务日期

一、 毕业设计内容及要求
本课题范围属于机器视觉中视觉检测领域。
中国是生产和消费大国, 尤其是酒业生产己经成为国民经济关键组成部分。对于酒类生产过程中, 对于酒瓶瑕疵和酒瓶液位检测, 传统方法是采取人工检测, 但人眼观察存在以下缺点:
(1) 人眼长久观察轻易疲惫, 难免产生遗漏
(2) 人眼感觉难以量化, 标准难以掌握
(3) 因人反应速度有限, 一旦发觉啤酒体积不符合要求, 也难以立刻剔除, 需中止酒水生产线运行, 这么对生产线速度及其连贯性有一定限制。
伴随罐装速度不停提升, 传统人眼检测己难以确保正确性。机器视觉系统采取高分辨率摄像技术, 光学照明技术, 机电控制技术以及实时图像处理技术, 很好满足了检测实时性与正确性要求。采取机器视觉方法, 能够有效克服人眼检测不足, 提升生产线自动化程度与效率。
本课题即研究基于机器视觉, 利用图像处理技术进行酒瓶瑕疵和液位情况相关检测。此设备应用到酒类生产线上, 可替换传统人眼检测, 将不合格产品剔除。含有高速度, 高精度, 无接触, 无污染, 智能自动化特点。
基于机器视觉进行酒瓶检测基础工作原理是: 在生产线上, 被测酒瓶经光源照射, 经光学系统聚焦后成像于CCD工业相机CCD像面上; 用图像采集卡采集相机图像信息, 然后由计算机算法程序软件完成对酒瓶瑕疵和液位信息自动检测。
本课题关键目标有三方面:
(1) 视觉检测系统器件选型
对于一个经典机器视觉检测系统, 其硬件系统组成关键包含光源、 镜头、 芯片和相机、 图像采集卡、 计算机。光源是机器视觉系统第一步, 尤其对于酒瓶类易透射和反射光被测物, 选择何种光源非常关键。光源对能否进行稳定、 清楚、 高对比度成像起着关键作用, 而稳定、 清楚、 高对比度成像对确保结果正确和可靠性起着关键作用。镜头（成像透镜）把被测物成像于CCD传感器光敏面上, 以达成非接触式测量放大或缩小被测物目。相机是机器视觉系统关键器件, 多年来, 伴随科学技术发展, 相机和图像采集卡得到了快速发展, 多种型号、 尺寸、 速率、 应用领域相机和采集卡层出不穷。所以, 依据本课题测量需求, 怎样选择光源、 镜头、 相机等, 是本课题一个研究内容。
(2) 测量系统结构组成
不一样光照方法, 会使图像产生不一样效果, 怎样避免酒瓶玻璃透射和反射光, 怎样避免酒瓶颜色影响, 突出酒瓶瑕疵和液位情况, 形成利于检测图像, 有待于本课题研究。
(3) 图像处理算法设计
图像处理算法包含两个方面, 首先是为了改善图像质量图像增强算法; 其次是为了实现检测目图像分析。
原始采集到图像因为多个原因影响, 比如说光学系统失真、 相机噪声等, 往往会产生一定图像质量下降, 如噪声点严重, 边缘模糊、 对比度低等。降质图像不利于后续分析和处理, 甚至会造成检测结果失败。所以, 为了改善图像质量, 要在图像处理前要进行一定图像增强算法处理。
改善图像质量后, 对于酒瓶检测来说, 其关键图像处理算法是缺点分割、 判别及液位高度检测等算法。缺点分割能够基于灰度差异来进行, 边缘提取是若干特征参数提取前提条件。边缘提取常见方法是模板滤波法, 学生依据研究能够提出不一样方案。
推荐图像处理算法基于Matlab软件或Visual C++软件进行。
本毕业设计要完成任务目标是:
(1) 掌握视觉检测工作原理;
(2) 掌握图像处理编程语言软件环境;
(3) 查阅资料, 依据设计目标, 进行光源、 镜头、 相机、 图像采集卡等器件选型;
(4) 针对酒瓶检测需要, 设计视觉视觉检测系统架设结构, 尤其是光源照射方法设计, 方便采集到清楚可靠酒瓶液位图像。
(5) 设计图像缺点分割、 判别算法和液位检测算法, 实现酒瓶检测。
设计完成时须提交内容是:
(1) 检测系统硬件器件选型情况（光源、 镜头、 相机、 图像采集卡等）;
(2) 整体检测系统结构方案, 包含光照方法、 物像距尺寸等（图、 表、 文字说明等）;
(3) 图像处理算法方案;
(4) 图像处理程序;
(5) 毕业设计说明书一份。
参考文件:
[1] Carsten Steger著, 杨少荣等译. 机器视觉算法与应用. 清华大学出版社, 11月第1版
[2] 冈萨雷斯著, 阮秋琦等译. 数字图像处理(汉字版). 电子工业出版社, 第2版, 第7次印刷
[3] 朱秀昌等著. 数字图像处理与图像通信. 北京邮电大学出版社, 5月
[4] 吴斌, 胡彦彦, 肖爱民等. 基于计算机视觉空瓶检测系统. 北京工业大学学报, 第2期  
[5] 梁敏敏. 在线高速智能空瓶检测系统研究与开发. 山东大学硕士学位论文,

二、 毕业设计进度计划及检验情况统计表

序号

起止日期

计划完成内容

实际完成内容
检验日期
检验人署名
1
.11.10～.2.28
查阅资料, 调研, 准备开题汇报

2
3. 1～3.15
学习并掌握视觉检测基础原理

3
3.16～3.31
学习并掌握图像处理编程语言软件环境

4
4.1～4.15
毕业实习

5
4.16～4.30
进行视觉检测系统结构设计, 实现图像采集

6
5.1～5.15
进行编程, 实现图像分析算法

7
5.16～5.31
系统调试, 实现酒瓶检测

8
6.1～6.20
总结设计, 写毕业设计论文、 答辩

注: （1）表中“实际完成内容”、 “检验人署名”栏目要求用笔填写, 其它各项均要求打印。
（2）毕业设计（论文）任务书一式二份, 一份学院系留存, 一份发给学生, 任务完成后装订在毕业设计说明书（毕业论文）内。