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基于机器视觉的水银体温计自动检测系统
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时间:2016-03-23 14:56:52

 

        在水银体温计中,水银存储于末端的水银球内,当水银遇热时,会发生膨胀,然后沿着玻璃管上升,所以,体温的细微变化会导致玻璃管内水银液柱的大幅升降。体温测量完毕后,甩动体温计可是水银回到水银球内,可重新进行体温测量。它具有测量精度高、价格低廉、使用方便等优点。目前来讲,水银体温计依然是使用最为广泛的体温测量工具,是医疗卫生系统以及家庭必备的医疗器械。

        在水银体温计的生产过程中,产品的检定是必不可少的。具体做法是将体温计放在固定温度的温水箱中一段时间后,取出进行读数检查。在传统的检测过程中,往往是通过质检工人进行人工目测,然后去除不合格产品。由于水银体温计的三菱玻璃管结构容易导致读数困难,长时间工作人员容易疲劳。

        随着工业生产规模的扩大化和技术水平的不断提高,机器代替人工进行自动化生产检测已成为工业发展的趋势。因此生产厂商迫切需要开发一套基于机器视觉的水银体温计自动检测系统,可作为防呆装置检出不合格的产品,并及时进行剔除,以实现高效自动化生产的目的。

        我们根据水银体温计自动检测系统的设计要求,提出总体设计方案,包括硬件平台的设计、软件系统的开发。对于科学级相机采集的产品图像,为了保证检测算法能够更稳定地运行,对其进行相关预处理。

        首先,对图像进行纵向拉伸消除不同产品图像中水银柱之间显示效果的差异性以及强化被采集的体温计图像中刻度区域显示效果的一致性。然后通过自适应阈值化操作有效突出刻度线区域与背景之间的区分性,以便于实现后续对刻度线区域的识别和定位。对本系统中的视觉检测算法进行研究,提出一种基于剪枝算法的检测方案,即由刻度线和水银液柱升降端的相对位置关系计算体温计的示数。关于刻度线区域的识别和定位,分别对基于模板和局部特征的图像匹配算法进行研究,另一方面,针对水银柱升降端的识别和定位,除了基于模板匹配算法的图像识别方法以外,又提出一种纵向扫描端点查找的图像算法,可有效实现水银柱升降端顶部端点的定位。根据设计的水银体温计检测系统,在VC++编译环境下,基于Open CV进行项目开发,此外,为程序设计了简易友好的交互界面。在实验环境对该检测系统进行测试,测试的数据表明该系统性能满足设计要求。

        本系统不借助外部测量仪器对产品示数进行检测,检测过程由软件自动处理,智能化水平较高,可有效提高检测效率,同时降低了劳动力成本,具有较好的工业应用前景。

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