一种基于机器视觉的透明瓶装液位检测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于机器视觉的透明瓶装液位检测方法包括如下步骤：1、选取多幅标准液位图像并将其转换为灰度图像；2、通过模板匹配法获取每幅标准液位灰度图像的参考高度值；3、通过一维测量法获取每幅标准液位灰度图像的实际高度值；4、对步骤2中获取的参考高度值求均值，并对步骤3中获取的实际高度值求均值，计算标准高度值；5、获取待测液位图像并将其转换为灰度图像；6、对待测液位灰度图像通过一维测量获取其实际高度值，计算待测液体图像与标准液位图像的高度误差；如果高度误差小于等于可容忍误差，则判定待测液位图像中的液位合格，否则判定液位不合格。本发明专利技术公开的方法可以准确测量出液体液位的高度，并结合生产要求判断产品是否合格。

Method for detecting liquid level of transparent bottle based on machine vision

The invention discloses a method comprises the following steps of transparent bottled liquid level detection method based on machine vision: 1, selected pieces of standard level image and convert it to grayscale image; 2, using the template matching method to obtain each level gray image of the reference height; the actual height of 3, through one-dimensional measurement method to obtain each standard level gray image value; 4, to obtain the reference value in step 2 average height, average height and the actual value obtained in step 3, calculate the standard height value; 5, to obtain liquid level measurement image and convert it to grayscale image; 6, to test the level of gray image to obtain the actual height value by one dimension measurement, calculate the height error of the measured liquid level image and standard image; if the height error is less than or equal to the tolerable error, then judging whether the detected level level in the image quality Or determine the level of substandard. The method disclosed by the invention can accurately measure the height of the liquid level and judge whether the product is qualified according to the production requirements.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于机器视觉
，具体涉及一种基于机器视觉的透明瓶装液位检测方法。
技术介绍
液位检测是指一定的方法和技术手段对液体的高度进行测量。这种技术被广泛的应用于液态食品生产检测、药品制造与检测、液态化学品检测等领域。由于人工的误判和检测设备对体测液体的损伤都会严重影响产品的质量，尤其对药品和危险化学品，容量的精确性直接关系到产品质量好坏。目前的液位检测多采用压差法、传感器、人工目测等，这些检测方法对硬件设备要求高，设备价格高，机械损耗大，易受外部环境因素影响，人工干预多，因而检测速度和精度不高。在食品药品制造业中因环境卫生要求很高，生产现场人员过多很难保证生产环境的整洁。尤其在药品行业中药量的准确度是一个极为重要的指标，精度低的检测设备和方法，难以达到高精度的标准。
技术实现思路
专利技术目的：针对现有技术中存在的问题，本专利技术公开了一种基于机器视觉的透明瓶装液位检测方法，通过图像处理技术可以准确测量出液体液位的高度，并结合生产要求判断产品是否合格。技术方案：本专利技术公开了一种基于机器视觉的透明瓶装液位检测方法包括如下步骤：(1)选取多幅标准液位图像，进行灰度变换转换为灰度图像；(2)通过模板匹配法获取每幅标准液位灰度图像的参考高度值；(3)通过一维测量法获取每幅标准液位灰度图像的实际高度值；(4)对步骤(2)中获取的多个参考高度值求均值并对步骤(3)中获取的多个实际高度值求均值计算标准高度值Hs，如下： H s = | H ‾ t - | H ‾ r - H ‾ t | | - - - ( 1 ) ]]>(5)获取待测液位图像，进行灰度变换转换为灰度图像；(6)对待测液位灰度图像通过一维测量获取其实际高度值Ht，计算待测液体图像与标准液位图像的高度误差Δ：Δ＝|Ht-Hs| (2)如果Δ小于等于可容忍误差，则判定待测液位图像中的液位合格，否则判定液位不合格。具体地，模板匹配法获取液位图像的参考高度值包括如下步骤：(21)在标准液位灰度图像中选择一块包含瓶底的矩形区域，以此作为模板图像；(22)对模板图像进行sobel滤波，得到模板图像中所有像素点pi＝(xi,yi)的梯度Gi＝(Gxi,Gyi)，将模板图像及其梯度作为匹配模板，其中xi,yi表示模板图像中像素i的行坐标和列坐标；(23)对待测液位图像进行sobel滤波，得到待测液位图像中所有像素点的梯度G(u,v)＝(Gx(u,v),Gy(u,v))，其中u表示待测液位图像的行坐标，v表示待测图像的列坐标；(24)用匹配模板在待测液位图像上按像素从左到右后再从上到下遍历，对待测液位图像区域与模板图像区域进行相似度匹配，相似度计算如下： s ( u , v ) = ( 1 / n ) Σ i = 1 n ( Gx i . G x ( u + x i , v + y i ) ) + ( Gy i . G y ( u + x i , v + y i ) ) Gx i 2 + Gy i 2 . G x ( u + x i , v + y i ) 2 + G y ( u + x i , v + y 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于机器视觉的透明瓶装液位检测方法，其特征在于包括如下步骤：(1)选取多幅标准液位图像，进行灰度变换转换为灰度图像；(2)通过模板匹配法获取每幅标准液位灰度图像的参考高度值；(3)通过一维测量法获取每幅标准液位灰度图像的实际高度值；(4)对步骤(2)中获取的多个参考高度值求均值并对步骤(3)中获取的多个实际高度值求均值计算标准高度值Hs，如下：Hs=|H‾t-|H‾r-H‾t||]]>(5)获取待测液位图像，进行灰度变换转换为灰度图像；(6)对待测液位灰度图像通过一维测量获取其实际高度值Ht，计算待测液体图像与标准液位图像的高度误差Δ：Δ＝|Ht‑Hs|如果Δ小于等于可容忍误差，则判定待测液位图像中的液位合格，否则判定液位不合格。

【技术特征摘要】
1.一种基于机器视觉的透明瓶装液位检测方法，其特征在于包括如下步骤：(1)选取多幅标准液位图像，进行灰度变换转换为灰度图像；(2)通过模板匹配法获取每幅标准液位灰度图像的参考高度值；(3)通过一维测量法获取每幅标准液位灰度图像的实际高度值；(4)对步骤(2)中获取的多个参考高度值求均值并对步骤(3)中获取的多个实际高度值求均值计算标准高度值Hs，如下： H s = | H ‾ t - | H ‾ r - H ‾ t | | ]]>(5)获取待测液位图像，进行灰度变换转换为灰度图像；(6)对待测液位灰度图像通过一维测量获取其实际高度值Ht，计算待测液体图像与标准液位图像的高度误差Δ：Δ＝|Ht-Hs|如果Δ小于等于可容忍误差，则判定待测液位图像中的液位合格，否则判定液位不合格。2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的透明瓶装液位检测方法，其特征在于：所述模板匹配法获取液位图像的参考高度值包括如下步骤：(21)在标准液位灰度图像中选择一块包含瓶底的矩形区域，以此作为模板图像；(22)对模板图像进行sobel滤波，得到模板图像中所有像素点pi＝(xi,yi)的梯度Gi＝(Gxi,Gyi)，将模板图像及其梯度作为匹配模板，其中xi,yi表示模板图像中像素i的行坐标和列坐标；(23)对待测液位图像进行sobel滤波，得到待测液位图像中所有像素点的梯度G(u,v)＝(Gx(u,v),Gy(u,v))，其中u表示待测液位图像的行坐标，v表示待测图像的列坐标；(24)用匹配模板在待测液位图像上按像素从左到右后再从上到下遍历，对待测液位图像区域与模板图像区域进行相似度匹配，相似度计算如下： s ( u , v ) = ( 1 / n ) Σ i = 1 n ( Gx i . G x ( u + x i , v + y i ) ) + ( Gy i . G y ( u + x i , v + y i ...

【专利技术属性】
技术研发人员：李锋，顾益兰，郭书生，丁超，王颖，吴加凤，陈功明，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32