基于机器视觉的贴标机用品质检测方法及装置与流程

本发明涉及视觉检测，具体为基于机器视觉的贴标机用品质检测方法及装置。

背景技术：

1、传统的产品标签由人工进行粘贴，但是人工粘贴的标签由于每个人操作熟练程度不同，会导致产品标签粘贴位置准确度和一致性不高；随着自动化技术兴起，发展出贴标机，其用于将标签准确的贴在产品表面，能够有效的提高贴标效率和贴标一致性；

2、目前的贴标机为了适应高速生产，通常都是在高速生产环境中进行贴标操作，这种高负荷的长时间工作会降低贴标机的精度，致使产品上的标签品质无法得到有效保障。

技术实现思路

1、本发明提供了基于机器视觉的贴标机用品质检测方法及装置，用于解决上述的技术问题。

2、本发明第一方面提供了基于机器视觉的贴标机用品质检测方法，包括以下步骤：p1：采集标签信息，其中标签信息包括产品图像、贴标头上各监测点处的压力；

3、p2：基于标签信息对贴标操作的贴标尺寸、形态、外观和附着受力分别进行监测分析以得到贴标操作对应的品质参数，其中品质参数包括尺寸偏差值、形态偏差值、外观表现值和压力表现值；

4、p3：基于品质参数进行综合分析以得到贴标操作的检测结果，依据检测结果对贴标机进行累计分析以判断其贴标的操作性能，并执行对应的控制策略；具体过程为：

5、步骤一：调取品质参数，其中品质参数包括尺寸偏差值、形态偏差值、外观表现值和压力表现值，并将其进行加权计算得到检测值；当检测值大于或等于设定的检测阈值时，则输出“标签粘贴不合格”的检测结果；当检测值小于设定的检测阈值时，则输出“标签粘贴合格”的检测结果；由此可得各贴标机每次贴标操作对应的检测结果；

6、步骤二：获取各贴标机的贴标记录，其中贴标记录包括贴标操作次数记为d1以及每次贴标操作对应的检测结果、开始贴标时刻和结束贴标时刻；将每次贴标操作对应的开始贴标时刻和结束贴标时刻进行时间差值计算得到每次贴标操作对应的贴标时长，并将其进行均值计算得到操作均长记为d2；

7、步骤三：当贴标操作的检测结果为“标签粘贴不合格”时，则累计一次不合格；当贴标操作的检测结果为“标签粘贴不合格”时，则累计一次合格；分别统计贴标机的合格累计次数和不合格累计次数，并将其分别记为d3和d4；

8、步骤四：将贴标操作次数d1、操作均长d2、合格累计次数d3和不合格累计次数d4代入设定的公式进行计算得到贴标操作值dg，其中g1、g2、g3分别为设定的权重因子，其取值由本领域技术人员依据实际需求自行设置；当贴标操作值大于操作区间中的最大值时，则将其进行下线处理，并更换备用贴标机；当贴标操作值处于设定的操作区间时，则获取该贴标机的编号，并生成检修指令发送至对应的的工程师。

9、可选的，贴标尺寸监测分析的具体过程为：

10、设定存在一个标准贴标图，识别产品图像和标准贴标图中的产品中心点，并将其分别于产品图像和标准贴标图中进行标记，利用边缘检测算法提取产品图像和标准贴标图中的标签边缘和中心点得到产品图像对应的标签边缘图以及标准贴标图对应的标准边缘图，分别计算标签边缘图和标准边缘图中的标签所占面积得到标签面积和标准面积，并将其分别记为s1和s2，设定的公式进行计算得到尺寸偏差值sa，其中a1为校正因子，其取值由本领域人员依据实际需要进行自行设置。

11、可选的，贴标形态监测分析的具体过程为：

12、将标签边缘图和标准边缘图进行重合比对，其中标签边缘图和标准边缘图中的中心点重合，计算标签边缘图和标准边缘图的并集面积和交集面积，并将其分别记为y1和y2，代入设定的公式进行计算得到形态偏差值ha，其中a2为设定的校正因子，其取值由本领域人员依据实际需要进行自行设置。

13、可选的，贴标外观监测分析的具体过程为：

14、利用视觉识别技术识别产品图像中的标签，对标签部位进行切割和提取得到标签附着图；再利用视觉识别技术识别标签附着图中的褶皱部位和气泡部位，并将其于标签附着图上标注，计算各褶皱部位的褶皱面积，以及各气泡部位的气泡面积；

15、将褶皱部位和气泡部位对应的褶皱面积和气泡面积分别进行比对分析得到褶皱系数和气泡系数，并将其分别记为zα和zβ；

16、将标签附着图中各褶皱部位和气泡部位对应的褶皱面积和气泡面积分别进行求和计算得到褶皱总面积和气泡总面积，并将其分别记为y1和y2；

17、将褶皱系数zα、气泡系数zβ、褶皱总面积y1和气泡总面积y2代入设定的公式进行计算得到外观表现值ya，其中a3、a4分别为设定的权重因子，其取值由本领域技术人员依据实际需求自行设置。

18、可选的，褶皱面积和气泡面积分别进行比较分析的具体过程为：

19、褶皱面积与设定的褶皱区间进行比较分析以将褶皱面积对应的褶皱部位分为高度褶皱、中度褶皱和低度褶皱，分别统计高度褶皱、中度褶皱和低度褶皱的累计数量，并将其分别记为z1、z2、z3，代入设定的公式进行计算得到褶皱系数zα，其中b1、b2、b3分别为设定的权重因子，其取值由本领域技术人员依据实际需求自行设置；

20、同理，将气泡部位对应的气泡面积与设定气泡区间进行比较分析得到气泡系数记为zβ。

21、可选的，贴标附着受力监测分析的具体过程为：

22、调取标签头上各监测点的压力，并将其沿着垂直于贴标头面板和平行于贴标头面板进行分解分别得到垂直分量和平行分量，取垂直分量的模长记为垂直力，由此可得各监测点的垂直力记为ni，其中i=1，2，3……i，i取值为正整数，i表示的是标签头上监测点的总数，i表示的是标签头上其中任意一个监测点的序号；

23、设定存在一个标准作用力，取标准作用力的模长记为标准力bn，通过设定的公式进行计算得到各监测点的压力偏差值nai，其中a5为设定的校正因子，其取值由本领域技术人员依据实际需求自行设置；

24、将压力偏差值与设定的偏差区间进行比较分析以将压力偏差值对应的监测点分为高度偏差、中度偏差和低度偏差，分别统计高度偏差、中度偏差和低度偏差的累计数量，并将其分别记为c1、c2、c3，代入设定的公式进行计算得到压力表现值ca，其中为各监测点的垂直力均值，a6、a7、a8、a9分别为设定的权重因子，其取值由本领域技术人员依据实际需求自行设置。

25、本发明第二方面提供了基于机器视觉的贴标机用品质检测装置，该装置包括：以使得所述基于机器视觉的贴标机用品质检测装置执行上述的基于机器视觉的贴标机用品质检测方法，该装置包括：数据采集模块、品质检测模块和安全控制模块；

26、数据采集模块用于采集标签信息，其中标签信息包括产品图像、贴标头上各监测点处的压力；

27、品质检测模块基于标签信息对贴标操作的贴标尺寸、形态、外观和附着受力分别进行监测分析以得到贴标操作对应的品质参数，其中品质参数包括尺寸偏差值、形态偏差值、外观表现值和压力表现值；

28、安全控制模块基于品质参数进行综合分析以得到贴标操作的检测结果，依据检测结果对贴标机进行累计分析以判断其贴标的操作性能，并执行对应的控制策略；具体过程为：

29、步骤一：调取品质参数，其中品质参数包括尺寸偏差值、形态偏差值、外观表现值和压力表现值，并将其进行加权计算得到检测值；当检测值大于或等于设定的检测阈值时，则输出“标签粘贴不合格”的检测结果；当检测值小于设定的检测阈值时，则输出“标签粘贴合格”的检测结果；由此可得各贴标机每次贴标操作对应的检测结果；

30、步骤二：获取各贴标机的贴标记录，其中贴标记录包括贴标操作次数记为d1以及每次贴标操作对应的检测结果、开始贴标时刻和结束贴标时刻；将每次贴标操作对应的开始贴标时刻和结束贴标时刻进行时间差值计算得到每次贴标操作对应的贴标时长，并将其进行均值计算得到操作均长记为d2；

31、步骤三：当贴标操作的检测结果为“标签粘贴不合格”时，则累计一次不合格；当贴标操作的检测结果为“标签粘贴不合格”时，则累计一次合格；分别统计贴标机的合格累计次数和不合格累计次数，并将其分别记为d3和d4；

32、步骤四：将贴标操作次数d1、操作均长d2、合格累计次数d3和不合格累计次数d4代入设定的公式进行计算得到贴标操作值dg，其中g1、g2、g3分别为设定的权重因子，其取值由本领域技术人员依据实际需求自行设置；当贴标操作值大于操作区间中的最大值时，则将其进行下线处理，并更换备用贴标机；当贴标操作值处于设定的操作区间时，则获取该贴标机的编号，并生成检修指令发送至对应的的工程师。

33、本发明提供的技术方案中，与现有技术相比，有益效果是：

34、1、通过产品图像和标准贴标图的比对，能够及时检测贴标尺寸、形态、外观和施力的偏差进行监测分析得到尺寸偏差值、形态偏差值、外观表现值和压力表现值，能够有效评估每次贴标操作并得到品质参数，据此能够输出准确的品质检测结果，为后续贴标操作的优化控制提供重要的数据支持；

35、2、通过综合分析品质参数，提供实时的贴标质量评估，并输出相应的检测结果，有助于及时发现标签粘贴质量问题，避免不合格产品进入下游生产流程，确保产品的标签质量；同时，通过深化分析每台贴标机的工作状态，并采取相应的控制策略，提高贴标机的稳定性、精度和效率，从而有效降低产品标签质量风险和故障风险，为产品提供持续的高质量标签服务。

技术特征：

1.基于机器视觉的贴标机用品质检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的贴标机用品质检测方法，其特征在于，贴标尺寸监测分析的具体过程为：

3.根据权利要求1所述的基于机器视觉的贴标机用品质检测方法，其特征在于，贴标形态监测分析的具体过程为：

4.根据权利要求1所述的基于机器视觉的贴标机用品质检测方法，其特征在于，贴标外观监测分析的具体过程为：

5.根据权利要求4所述的基于机器视觉的贴标机用品质检测方法，其特征在于，褶皱面积和气泡面积分别进行比较分析的具体过程为：

6.根据权利要求1所述的基于机器视觉的贴标机用品质检测方法，其特征在于，贴标附着受力监测分析的具体过程为：

7.基于机器视觉的贴标机用品质检测装置，其特征在于，应用于如权利要求1-6中任一项所述基于机器视觉的贴标机用品质检测方法，该装置包括：数据采集模块、品质检测模块和安全控制模块；

技术总结
本发明公开了基于机器视觉的贴标机用品质检测方法及装置，涉及视觉检测技术领域；通过产品图像和标准贴标图的比对，能够及时检测贴标尺寸、形态、外观和施力的偏差进行监测分析得到尺寸偏差值、形态偏差值、外观表现值和压力表现值，能够有效评估每次贴标操作并得到品质参数，据此能够输出准确的品质检测结果，为后续贴标操作的优化控制提供重要的数据支持；通过综合分析品质参数，提供实时的贴标质量评估，并输出相应的检测结果，确保产品的标签质量；同时，通过深化分析每台贴标机的工作状态，并采取相应的控制策略，提高贴标机的稳定性、精度和效率，从而有效降低产品标签质量风险和故障风险，为产品提供持续的高质量标签服务。

技术研发人员：李文科,赵阳,曾风平,何杰
受保护的技术使用者：深圳市磐锋精密技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23