大输液中可见异物智能检测技术研究

论文摘要

大输液中可见异物智能检测系统以大输液中所含的可见异物为研究对象,实现了可见异物的智能在线检测。本文在分析了大输液中可见异物国内外研究背景的基础上,对整个系统的构架与开发作了详细的设计和阐述,重点研究了其中所涉及的视觉检测技术。首先,论述了机器视觉在工业检测过程中的应用,分析了目前存在的多种机器视觉系统,比较了各自的特点。之后,详细阐述了与大输液中可见异物检测有关的照明系统构建和相机镜头的选型并对刚刚兴起的智能相机做了简单的介绍。结合实际情况对设计智能大输液检测机器人所面临的困难做了详尽的分析,得出了该系统总体设计方案。整套系统在机械方面采用轮盘式传送,大输液瓶从生产线传送到导入星轮,由导入星轮调整大输液运行速度,在视觉检测模块,大输液经高速旋转后转低速旋转至相机拍摄工位时急停,此时,大输液瓶已停止旋转,瓶内液面停止振荡,可见异物因惯性作用在瓶内继续运动,相机采集此时的连续图像供视觉检测模块检测。检测完后的大输液瓶由导出星轮传至导出模块,摆动式剔除装置对不合格品进行分拣。其次,在检测算法环节,详细阐述了相机标定,运动检测和可见异物识别的处理过程。对于大输液中微小异物的运动检测,本文使用归一化的互相关系数作为评价图像差异的依据。以此通过背景相减检测出运动的微小目标。在可见异物识别这一环节,在灰度膨胀和二值化图像分割的基础上,运用改进后均值平移跟踪器识别出下落的可见异物。最后,在分析机器视觉软件编写特点的基础上,开发出一套大输液中可见异物智能检测实验软件,详细论述了系统软件的总体设计,软件总体结构及其实现。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 选题背景和意义
• 1.2 医用溶液杂质检测的研究现状及问题分析
• 1.3 本论文的主要内容简介
• 第2章 大输液中可见异物机器视觉检测系统
• 2.1 机器视觉工业检测系统概述
• 2.1.1 光源照明技术
• 2.1.2 光学镜头
• 2.1.3 工业相机
• 2.1.4 智能相机
• 2.2 可见异物智能检测系统模块分析
• 2.2.1 检测对象分析
• 2.2.2 可见异物智能检测系统视觉传动模块分析
• 2.2.3 可见异物智能检测系统照明系统设计
• 2.2.4 可见异物智能检测系统剔出模块设计分析
• 2.2.5 可见异物智能检测系统电气自动控制系统设计
• 2.3 可见异物智能检测系统总体设计
• 2.3.1 可见异物智能检测系统体系结构
• 2.3.2 可见异物智能检测系统工作原理
• 2.4 本章小节
• 第3章 大输液可见异物检测算法分析和设计
• 3.1 引言
• 3.2 成像系统标定
• 3.2.1 图像坐标系、相机坐标系与世界坐标系
• 3.2.2 针孔模型
• 3.2.3 线性模型相机标定
• 3.3 大输液中可见异物检测算法分析
• 3.3.1 小目标检测研究现状
• 3.3.2 运动检测
• 3.3.3 可见异物提取
• 3.4 算法实验
• 3.5 本章小节
• 第4章 大输液中可见异物检测软件开发与实现
• 4.1 软件设计对视觉系统性能影响
• 4.2 大输液中可见异物检测软件总体结构
• 4.3 大输液中可见异物检测软件实现
• 4.4 关键部分软件技术实现
• 4.4.1 系统中多线程模块设计
• 4.4.2 图像采集与回调函数
• 4.5 本章小节
• 结论
• 参考文献
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录
• 致谢