广州市慧眼电气产品有限公司供稿

目前机器视觉行业应用广泛，在中国，制造业的高速发展以及随之带动的产业自动化升级，对机器视觉而言无疑是一个充满机遇和挑战的黄金期。在这个大背景下，不仅机器视觉的应用行业领域在不断延伸和拓宽，而且机器视觉技术本身也在推陈出新，朝着“高效、快速、智能”的方向不断发展。

在机器视觉最早开始应用的包装行业外观检测领域，如圆柱体或类圆柱体产品的外观检测，要实现产品侧面外观全检，传统的做法是在产品四周放置多台相机（一般是4台，如图1所示），通过各个相机从不同角度拍照来获取产品侧面外观的全部信息。该方式虽能实现检测目的，但由于采用多台相机，在成本、检测速度及使用维护等方面都具有一定的局限性。

图1：传统的圆柱体产品外观检测方案。

慧眼360°外观检测系统

（一）系统简介

如何简化相机数量以及检测流程，实现圆柱体产品侧面360°的简单快速检测呢？

基于以上思路，广州市慧眼电气产品有限公司推出了“慧眼360°外观检测系统”，其基于公司自主开发的LS2D专业图像识别系统，于业内首创采用线扫描相机实现圆柱体产品或类圆柱体产品全周360°图像的高速采集，并拼接展开成一幅完整的平面图像，进而精确检测圆柱体产品或类圆柱体产品表面及相关区域的重要检测要素。

该系统主要由以下几个部分组成：高速线扫描相机、光源组件、工控系统、产品旋转机构、不良品剔除机构等（见图2）。

图2：“慧眼360°外观检测系统”设备组成。

（二）工作流程

如图2所示，待检产品由传送带运送，整个检测过程如下：

①    待检产品到达检测工位，并通过该工位的旋转机构使产品自转；

②    在产品自转过程中，线扫描相机对产品侧面进行连续高速扫描；

③    通过慧眼自主开发的LS2D专业图像识别系统，对采集的连续图像进行分析拼接，并展开成一幅完整的平面图像；

④    利用LS2D系统的视觉检测工具，对侧面图像上的外观信息进行分析处理，完成后续相关检测；

⑤    系统检测出的良品流入下一道工序，不良品经剔除机构剔除。

（三）线扫描相机

在上述系统中，很关键的一步就是通过线扫描相机采集圆柱体产品图像，在此基础上拼接展开得到360°侧面图像。这个过程什么要使用线扫描相机呢？

线扫描相机，也叫线阵相机，顾名思义其像素是呈“线”状排列的，虽然也是二维图像，但其极长，达几K的长度，而宽度却只有几个象素而已。与面阵工业相机相比，线阵相机的传感器只有一行感光元素，因此使高扫描频率和高分辨率成为可能。当其工作时，被检测的物体通常匀速运动，利用一台或多台工业相机对其逐行连续扫描，以达到对被检测物体整个表面的均匀检测。

（四）系统优势

图3：“慧眼360°外观检测系统”运行界面。

与以往的圆柱体产品外观检测方案相比，“慧眼360°外观检测系统”的优势主要体现在以下几方面：

l  结构简单，检测时产品无需方向性定位，且产品表面标签无需正对相机，解决以往圆柱体产品采用多相机同时检测的冗杂问题；

l  采用独家开发的LS2D专业图像识别系统， 实现产品表面360°全周图像无缝拼接，整个产品无死角检测；

l  产品进入旋转机构后，自动定位，无需对原有输送线进行改造便可加装；

l  配合高速旋转系统，在多项目检测模式下，最高检测速度可达300件/分钟。

应用领域及前景展望

基于“以高速扫描进行图像采集，之后通过图像拼接得到360°完整侧面图像”的解决方案，慧眼360°外观检测系统可实现多种圆柱体产品外观检测功能，包括：

A、标签位置&偏斜/标签内容正误/标签外观识别

B、生产日期/条码&二维码/批次编码校验

C、液位/瓶盖密封性/瓶盖位置&偏斜/瓶盖有无检测

D、产品颜色&产品内容物颜色检测

E、相似产品的细部差异检测，混料生产模式下的在线检测

F、包装外观质量检测

圆柱体或类圆柱体产品作为最常见的容器，广泛应用于各行各业的产品加工储存及运输等环节，在其相对应的产品外观检测领域，“慧眼360°外观检测系统”都将能很好地得到应用，包括饮料、食品、药品、日化等行业。

“慧眼360°全方位检测系统”，采用一台线扫描相机就能完成高速检测，在降低系统成本的同时也提高了检测速度，而且系统的操作和维护也更加简单。此外，该系统在加装时基本上无需改造原有产线机构，使得系统在兼容性方面也颇具优势。辅以相应的视觉检测工具，该系统能实现各行业外观检测应用中的多方面高速检测要求。