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基本信息
- 項(xiàng)目名稱(chēng)：
- 基于智能視覺(jué)技術(shù)醫(yī)用藥劑中可見(jiàn)異物自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類(lèi)：
- 信息技術(shù)
- 大類(lèi)：
- 科技發(fā)明制作A類(lèi)
- 簡(jiǎn)介：
- 針對(duì)國(guó)內(nèi)人工藥品檢測(cè)的低效率、低準(zhǔn)確率的不足，本團(tuán)隊(duì)按照國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)了一套基于智能機(jī)器視覺(jué)的可見(jiàn)異物自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要包括機(jī)械傳動(dòng)模塊、電氣控制模塊、圖像識(shí)別與處理模塊。根據(jù)異物運(yùn)動(dòng)連續(xù)性和噪聲運(yùn)動(dòng)無(wú)序性等特點(diǎn)，提出了改進(jìn)的二次差分算法來(lái)提取運(yùn)動(dòng)雜質(zhì)，然后采用基于SIFT特征的MeanShift算法對(duì)雜質(zhì)進(jìn)行跟蹤，最后檢測(cè)出雜質(zhì)情況，并由此判斷出產(chǎn)品質(zhì)量是否合格。
- 詳細(xì)介紹：
- 針對(duì)國(guó)內(nèi)人工藥品檢測(cè)的低效率、低準(zhǔn)確率的不足，本團(tuán)隊(duì)按照國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)了一套基于智能機(jī)器視覺(jué)的可見(jiàn)異物自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要包括機(jī)械傳動(dòng)模塊、電氣控制模塊、圖像識(shí)別與處理模塊。根據(jù)異物運(yùn)動(dòng)連續(xù)性和噪聲運(yùn)動(dòng)無(wú)序性等特點(diǎn)，提出了改進(jìn)的二次差分算法來(lái)提取運(yùn)動(dòng)雜質(zhì)，然后采用基于SIFT特征的MeanShift算法對(duì)雜質(zhì)進(jìn)行跟蹤，最后檢測(cè)出雜質(zhì)情況，并由此判斷出產(chǎn)品質(zhì)量是否合格。本系統(tǒng)軟件以Qt Creator 4.6.2為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，借助了工業(yè)相機(jī)自帶的成熟庫(kù)函數(shù)包以及Intel公司支持的輕量級(jí)且高效開(kāi)源的計(jì)算機(jī)視覺(jué)庫(kù)OpenCV，穩(wěn)定可靠且人機(jī)界面友好。用Qt的多線程類(lèi)優(yōu)化了主界面與復(fù)雜檢測(cè)算法之間的資源競(jìng)爭(zhēng)問(wèn)題，系統(tǒng)響應(yīng)快且運(yùn)行效率高。軟件功能豐富高效，包括有軟件參數(shù)設(shè)置、歷史信息查詢(xún)、運(yùn)動(dòng)控制、智能數(shù)據(jù)處理等，滿(mǎn)足了大多數(shù)工業(yè)檢測(cè)的需求。測(cè)試表明，系統(tǒng)的檢測(cè)分辨率達(dá)40μm，準(zhǔn)確率達(dá)90%以上，滿(mǎn)足企業(yè)要求，基本能替代人工檢測(cè)。
作品圖片
作品專(zhuān)業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 作品設(shè)計(jì)目的 在國(guó)內(nèi)，由于國(guó)外檢測(cè)設(shè)備價(jià)格昂貴，國(guó)內(nèi)檢測(cè)設(shè)備又普遍達(dá)不到要求，國(guó)內(nèi)各透明藥劑廠家?guī)缀跞坎捎萌斯し椒▽?duì)產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)，從而能夠大大的節(jié)約勞動(dòng)力和提高社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。 系統(tǒng)總設(shè)計(jì)基本思路 1、整體思路 針對(duì)國(guó)內(nèi)人工藥品檢測(cè)的低效率、低準(zhǔn)確率的不足，按照50-500ml玻璃瓶裝透明藥劑生產(chǎn)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和要求，基于圖形處理算法，設(shè)計(jì)了一套基于機(jī)器視覺(jué)的自動(dòng)化智能檢測(cè)系統(tǒng)。 2、檢測(cè)算法 獲取的連續(xù)圖像經(jīng)預(yù)處理去除圖像噪聲后，通過(guò)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)提取出序列圖中的運(yùn)動(dòng)異物。 3、軟件架構(gòu) 本系統(tǒng)軟件以Qt Creator4.6.2為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，用Qt的多線程類(lèi)優(yōu)化了主界面與復(fù)雜檢測(cè)算法之間的資源競(jìng)爭(zhēng)問(wèn)題，系統(tǒng)響應(yīng)快且運(yùn)行效率高。 該系統(tǒng)的創(chuàng)新點(diǎn)是： 1) 旋轉(zhuǎn)和急停使被檢測(cè)物體在檢測(cè)區(qū)實(shí)現(xiàn)了相對(duì)靜止，沖擊非常小，能夠保證采集到的圖像清晰，使得機(jī)器檢測(cè)精度提高； 2) 可以按需要更換規(guī)格件，調(diào)整快，應(yīng)用非常方便； 3) 采用高分辨率相機(jī)，將被檢測(cè)物放大5倍，對(duì)可見(jiàn)異物的可視性更強(qiáng)，檢測(cè)精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于人工燈檢； 指標(biāo)： 1、使用范圍：50-500ml透明瓶裝藥劑 2、檢測(cè)項(xiàng)目：可見(jiàn)異物（玻璃屑、金屬屑、纖維、白點(diǎn)、白塊） 3、檢測(cè)速度：20瓶/分鐘 4、檢測(cè)精度：40μm以上 6、電壓：200V 7、壓縮空氣：標(biāo)準(zhǔn)大氣壓 8、外形尺寸：1500×1200×1000mm 9、靜重：56Kg
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 作 品 的 科 學(xué) 性 先 進(jìn) 性 與通常的視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)比，透明藥劑檢測(cè)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： (1) 檢測(cè)精度高 (2) 檢測(cè)速度快 (3) 更全自動(dòng)化更衛(wèi)生 (4) 適用性、移植性強(qiáng) (5) 節(jié)約勞動(dòng)力，經(jīng)濟(jì)效益巨大 與其他燈檢機(jī)對(duì)比，該系統(tǒng)的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)主要有： (1)設(shè)計(jì)新穎、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，采用壓瓶旋轉(zhuǎn)急停裝置、同步檢測(cè)等技術(shù)，檢查過(guò)程的破瓶率低； (2)旋轉(zhuǎn)和急停使被檢測(cè)物體在檢測(cè)區(qū)實(shí)現(xiàn)了相對(duì)靜止，沖擊非常小，能夠保證采集到的圖像清晰，使得機(jī)器檢測(cè)精度提高； (3)可以按需要更換規(guī)格件，調(diào)整快，應(yīng)用非常方便； (4)能對(duì)透明瓶的液內(nèi)可見(jiàn)異物進(jìn)行在線高速檢測(cè)，并能自動(dòng)剔除不合格品； (5)采用多組光電檢測(cè)裝置，對(duì)被檢藥瓶?jī)?nèi)旋轉(zhuǎn)液體影像經(jīng)行多幀高速拾取，解決了光電檢測(cè)與影像處理在透明藥劑生產(chǎn)中異物檢查的應(yīng)用，檢測(cè)分辨率高、速度快；
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 申請(qǐng)專(zhuān)利一項(xiàng) 專(zhuān)利號(hào)：201110054674.6
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 前期為非商業(yè)性技術(shù)轉(zhuǎn)讓?zhuān)恢衅诓扇⊥耆D(zhuǎn)讓或普通許可的轉(zhuǎn)讓形式，是產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)利用率達(dá)到最大值。
作品可展示的形式
- ■實(shí)物、產(chǎn)品 ■模型 ■現(xiàn)場(chǎng)演示 ■圖片 ■樣品
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 使用說(shuō)明 由于軟件平臺(tái)非常人性化，操作也相應(yīng)地容易入手操作。主要操作步驟如下： 【步驟1】開(kāi)啟軟件，進(jìn)入“配置攝像頭”界面（如圖5）。 【步驟2】串行端口設(shè)置。進(jìn)入“基本設(shè)置”，選擇“串口參數(shù)設(shè)置”(如圖6)。由于波特率、數(shù)據(jù)位、停止位、校驗(yàn)位都已固定，因此只要選擇串口號(hào)，然后點(diǎn)擊“測(cè)試并保存”。 【步驟3】若需重新設(shè)置合格判斷標(biāo)準(zhǔn)，則進(jìn)入“基本設(shè)置”界面中的“合格標(biāo)準(zhǔn)配置” 【步驟4】如果機(jī)械平臺(tái)的攝像頭改變了原來(lái)的位置，即像素長(zhǎng)度與實(shí)際長(zhǎng)度之間的比例會(huì)發(fā)生改變，這時(shí)我們就需要重新進(jìn)行比例尺的配置了。 【步驟5】到了這個(gè)步驟，系統(tǒng)已經(jīng)可以正常工作來(lái)檢測(cè)雜質(zhì)了。接下來(lái)，用戶(hù)還可以查詢(xún)檢測(cè)到的歷史數(shù)據(jù)信息。 巨大的市場(chǎng)空間 透明藥劑是我國(guó)醫(yī)藥行業(yè)重要產(chǎn)品之一，是臨床上應(yīng)用十分廣泛的產(chǎn)品。透明藥劑是醫(yī)藥產(chǎn)品的一個(gè)類(lèi)別，由于具有迅速、高效、控釋的特點(diǎn)，是醫(yī)療機(jī)構(gòu)日常必須使用的藥品，同時(shí)也是臨床搶救藥物和靜脈治療藥物不可缺少的載體或溶酶，在現(xiàn)代臨床上占據(jù)十分重要的地位。
同類(lèi)課題研究水平概述
- 國(guó)外現(xiàn)狀： 國(guó)外醫(yī)藥產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)大都采用機(jī)器視覺(jué)的方法來(lái)進(jìn)行，通過(guò)分析藥液產(chǎn)品的實(shí)時(shí)圖像，來(lái)對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量進(jìn)行判斷。在藥液異物的檢測(cè)過(guò)程中，采用了旋轉(zhuǎn)、急停法，也就是讓醫(yī)藥容器高速旋轉(zhuǎn)，藥液中的異物會(huì)隨液體一起運(yùn)動(dòng)，立即停止后，通過(guò)對(duì)灌裝瓶中運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的檢測(cè)，來(lái)判斷藥液中是否有異物存在。 國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀： 在中國(guó)，機(jī)器視覺(jué)行業(yè)本身就屬于新興領(lǐng)域，加之產(chǎn)品與技術(shù)的普及不夠，導(dǎo)致機(jī)器視覺(jué)在檢測(cè)領(lǐng)域的研究和應(yīng)用較少，因此在我國(guó)對(duì)工業(yè)機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的研究，主要還是在理論研究和小型應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)上，而對(duì)集光、機(jī)、電、控制、圖像檢測(cè)于一體的視覺(jué)檢測(cè)設(shè)備的研制幾乎是空白。目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)廠商中，僅有西安豐唐光電公司研制出全自動(dòng)智能在線口服液燈檢機(jī)樣機(jī)，在檢測(cè)正確率等方面還未能達(dá)到藥品生產(chǎn)廠家的要求。我國(guó)還有一些公司在該領(lǐng)域進(jìn)行了探索性研究，但對(duì)視覺(jué)檢測(cè)中的關(guān)鍵技術(shù)還掌握不多，大部分還是停留在做國(guó)外產(chǎn)品的系統(tǒng)集成上，從而使得國(guó)產(chǎn)設(shè)備無(wú)法與國(guó)外同類(lèi)設(shè)備相比，尤其在檢測(cè)算法方面．國(guó)內(nèi)對(duì)從生產(chǎn)線上在大量干擾背景下所獲取的實(shí)時(shí)藥液圖像序列中分割出微小點(diǎn)目標(biāo)，即識(shí)別藥液中異物的技術(shù)很落后，檢測(cè)識(shí)別問(wèn)題目前尚無(wú)突破性進(jìn)展，更缺乏實(shí)際方法的研究和系統(tǒng)的應(yīng)用。 盡管機(jī)器視覺(jué)在中國(guó)的研究較國(guó)外落后，但國(guó)內(nèi)各行各業(yè)對(duì)采用圖像和機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的工業(yè)自動(dòng)化、智能化需求開(kāi)始廣泛出現(xiàn)，國(guó)內(nèi)有關(guān)大專(zhuān)院校、研究所和企業(yè)近兩年在圖像和機(jī)器視覺(jué)技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行了積極思索和大膽的嘗試，逐步開(kāi)始了工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用。其主要應(yīng)用于制藥、印刷、礦泉水瓶蓋檢測(cè)等領(lǐng)域。這些應(yīng)用大多集中在如藥品檢測(cè)分裝、印刷色彩檢測(cè)等。真正高端的應(yīng)用還很少，因此，以上相關(guān)行業(yè)的應(yīng)用空間還比較大。當(dāng)然，其他領(lǐng)域如指紋檢測(cè)等等領(lǐng)域也有著很好的發(fā)展空間。
