摘要
機器視覺識別係統的應用可以大幅降低檢驗成本，提高產品質量和效率，並使物流係統自動化程度得到進一步提升。
關鍵詞
儲具、機器視覺、照相機
隨著市場競爭日趨激烈，企業在強調生產效率的同時，對產品質量的要求也越來越高。嚴格檢測成為提高產品質量的重要手段之一。過去，嚴格檢測是通過增加檢測人員數量、加大檢測力度來實現的。但在生產力快速發展的今天，企業的產品普遍存在量大、輸送速度快的特點。質檢部門要想通過人工方式對每一件產品進行質檢基本上是不現實的。越來越多的企業需要一種係統(技術)，由它來代替人眼，對產品的質量進行監測。機器視覺識別係統的應用，在一定程度上滿足了這種需求。 機器視覺是一種具有眼睛係統的機器。它將計算機的快速性、可靠性、結果的可重複性與人類視覺的高度智能化和抽象能力結合在一起，通過對目標物體圖像的采集和處理得出分析結果，並上傳到控製係統。機器視覺識別係統的應用大幅降低了檢驗成本，提高了產品質量和效率，使物流係統自動化程度進一步提升。據了解，目前機器視覺識別係統已應用於製造工業、汽車、電子、食品、飲料、印刷、包裝、醫藥及煙草等行業。本文介紹該技術在煙草行業的應用。 在煙絲／煙葉箱式自動存儲係統中，為了保證成品煙絲的吸味純正，工藝要求煙絲／煙葉中不得有雜物，也不能混入其他品種的殘留物，因此對儲具(儲絲箱或儲葉箱)的清潔度要求較高。如果采用人工方式對儲具清潔度進行檢查，會大大降低自動化係統的運行效率，而且人工對儲具清潔度的誤辨率較高。另一方麵，工人長期工作在具有殘煙絲的環境，會嚴重影響其身體健康。為了解決以上問題，在煙絲／煙葉箱式自動存儲係統中使用了Siemens公司的機器視覺識別技術，並配合自動翻箱清掃裝置，對裝箱前的儲具內部進行清潔度識別，對不合格儲具進行翻箱清潔工作，以符合清潔度標準。工作流程如圖1所示。
係統構成
機器視覺識別係統一般包括光源、照相機係統、圖像處理單元、圖像處理組態軟件、監視設備、通訊輸入輸出單元等。其中，SIMATIC s7是係統的主控製器，具備以太網和PROFIBUS-DP接口。VS72X是機器視覺識別係統的主要部件，通過以太網與係統其他部件進行通訊。如圖2所示。 裝有SIMATIC Spectation及VSlink軟件的計算機作為組態工具，通過以太網對VS72X進行組態。HMI、監視器等作為監視設備接入。VSlink Profibus是機器視覺識別係統的網關，它將VS72X通過Profibus連接到主控製器，並通過自帶的VGA接口連接監視器。
實際應用結果
在煙絲／煙葉箱式自動存儲係統中，由於煙絲為深黃色，而且較吸光，因此使用機器視覺識別係統中的灰度識別功能對殘煙絲／煙葉進行識別。經過認真組態，係統對具有殘煙絲／煙葉的儲具能夠作出正確的評判(報告結果分為三種狀態：正常、報警和失敗)，識別率達到了95％以上。
目前，該係統已在上海卷煙廠、濟南卷煙廠、常德卷煙廠等煙絲／煙葉箱式自動存儲係統中得到應用。 機器視覺識別係統的使用，在一定程度上解放了人眼，同時減少了人工錯誤判斷對係統的影響，為自動化係統提供了新的發展方向。但同時，該係統又不可能完全代替人眼。在使用中發現，外界環境的改變將直接影響到係統識別的穩定性。首先，光源的變化會影響成像質量，在精度要求較高的情況下，將直接影響到識別效果。其次，照相機與待識別物之間的相對位置應盡量固定，位置的改變將導致捕獲的圖像有所偏移，直接影響識別效果，因此相機的固定非常重要。再者，由於是對物體的成像進行識別，儲具顏色應盡量與煙絲／煙片顏色區別開，近似的顏色及紋理不利於識別。另一方麵，由於儲具屬於循環使用，長時間使用後內部顏色會有所改變，對識別效果會造成一定影響。為了提高識別的準確性，係統應根據實際情況，並結合多種檢測手段進行識別(如重量、超聲波等)，並定期對儲具內部進行徹底清潔。 通過不斷的完善，不久的將來，機器識覺識別係統必將成為自動化係統的重要組成部分。