Teledyne DALSA 先进的智能视觉技术使一家中国公司充分发挥机器视觉的潜力。 山东明佳包装检测科技有限公司通过将加拿大公司的智能式多相机嵌入式机器视觉技术整合到其产品中，为客户提供检查回收的玻璃瓶和其他类型包装的高速系统。
        制造业的竞争日益激烈，一旦出现生产错误就可能付出高昂的代价。 为了提高效率和生产力，同时保持竞争力，现在许多公司都依赖于机器视觉的力量。
        由于其所具有的优势，全球食品和饮料行业是已经迅速采用此技术的一个领域。 例如，在中国（世界上排名第一的顶级制造出口国）这个领域的公司对于使用自动检测系统来监控生产流程正表现出越来越浓厚的兴趣。
        其中的一个特殊领域是回收使用玻璃瓶之前使用此类技术进行检查。 明佳是一家开发和销售包装检测设备的公司，而 Teledyne DALSA 是为各类工业、科研和医疗应用提供数字成像产品和系统的制造商，他们都同时看到了这一领域的巨大市场潜力。
        Teledyne DALSA 亚太市场销售总监（视觉系统）Steve Zhu 说： “啤酒在中国是很流行的饮品，据估计有 90–95% 的啤酒瓶被回收。 检查这些瓶子是否适合再利用这项任务可以由机器视觉快速有效地完成，同时这一应用代表了此项技术的主要市场。”
        明佳公司的创始人兼总经理张树君补充说： “一些公司正在使用他们从国外购买的机器视觉检测系统，但是大多数公司无法担负投资昂贵设备的成本。 在中国有大约 3000 条瓶装生产线，其中大多数运行缓慢 – 平均每小时 18000 到 24000 只瓶子 – 因为他们依靠的是人工检查。”
        为了实现上述速度，每条生产线需要雇用 18–20 名训练有素的工人，一天三班倒地检查快速移动的传送带上移动的瓶子。 人工检查属于劳动密集型的工作，而且会导致眼睛疲劳。 在中国的工厂中正在运行的大多数啤酒瓶装生产线以此速度运行，亟待需要进行升级。
        张先生继续说： “我们设计并构建了一个品牌的瓶子检测系统，用来提高中国啤酒行业的生产效率。 明佳的成立宗旨就是设计和开发企业负担得起的设备，来帮助中国的啤酒生产商采用机器视觉检测来代替人工手动检查啤酒瓶。”
        张先生在设立公司的两年之间以及在开发检查空瓶子的设备的初始阶段，经过多次对加拿大公司产品的测试与实验，明佳于 2008 年正式在其设备中采用 Teledyne DALSA 的智能式多相机视觉系统。
        该设计规定要多相机系统，能够从不同角度“看到”瓶子。 Teledyne DALSA 的 VA41 视觉设备是一个显而易见的选择，因为能够同时检测物体的不同部位（或者提供各个局部视图）。
        此紧凑型的机器视觉控制器最多支持六个相机 – 三个为模拟CONTROL ENGINEERING China版权所有，另外三个基于 IEEE 1394 串行总线接口。 每个部件还配备了工业级别的 I/O 接口，该接口被分为可拆卸的螺丝端子连接。 串行通信选项包括 RS-232、USB 和以太网，用于将控制器连接到工厂的网络。
        明佳 VA41 的配置使用四个模拟摄像头 (640x480)（来自日本的 OEM），运行 Teledyne DALSA 的 Sherlock 世界最先进，功能最强大的机器视觉软件之一，已使公司设备实现每小时多达 42000 只瓶子的检测速度。
        系统介绍
        在瓶装生产线上，明佳的检测设备放置在灌装机器之前。 尽管玻璃瓶(立在移动的传送带上)以很高的速度通过设备的检测室，但是连接到 VA41 的四个相机每一个执行一个特定的任务。
        在第 2 和 5 阶段，在检测室内放置的相机扫描和检查空瓶子侧壁的整个表面，查看是否有瑕疵、划痕和异物。 当瓶子被旋转 90° 后，在第 5 阶段继续沿传送带重复类似的过程。
        全身扫描也巧妙地利用反射镜来使所需的相机数量最少，从而确保检测过程以最佳速度完成。 三只反射镜(一只在瓶子后面，两只与相机成 45°角)使得可以查看并准确检查大约 160% 的瓶身。
        朱先生说： “综合看，这两个阶段可能‘重复成像’，但是这么做可以避免在显示的图像上出现由瓶子的边缘所造成的盲点。 通过采用此方法，可以完全覆盖整个瓶身。”
        检测的中间阶段查看瓶子的顶部、肩部和底部。 请再次参见该图，第 3 阶段的相机（位于瓶子的上方）扫描瓶子口是否有划痕、裂隙和缺口以及其他凹凸之处，在第 4 阶段另一相机检查瓶子底部。

        朱先生解释说“检查瓶子底部比较具有挑战性，因为在扫描时，模压到瓶子底部边缘玻璃上的防滑表面纹理会产生不必要的信号并且生成给检查算法造成混乱的图像。”
        图像中存在的噪声使得全局分析软件很难分辨“棱纹”背景图案和颗粒状的灰尘或其他附着到玻璃上的污染物。 使用适当的光学设备和特殊照明（从上面和下面照射瓶子）可避免误警报并防止瓶子被误否决。
        由移动的传送带输送的瓶子在沿生产线前进时越容易发生移位或倾倒，这给机器视觉系统带来了另一挑战控制工程网版权所有，即难以可靠地捕捉图像。
        “通常在视野内的瓶子部分可能只有部分被相机捕捉到。 因为瓶子会瞬间发生倾斜或移位，所以在图像中看到的局部可能显示为黑色并且因此导致其被错误地拒绝，”朱先生继续说CONTROL ENGINEERING China版权所有，“通过优化处理系统的整体机器控制，确保传送带运行平稳，以及将照明策略性地放在检查室内，明佳的工程师已经将此类问题最小化。”
        优势和好处
        “采用 Teledyne DALSA 的智能视觉技术并将其用在我们的系统中有许多好处，”张先生表示。
        “我们不仅在开发产品时节省了大量时间，而且由于它的易于使用，我们能够通过更快速的开发、更少量的维护以及更快地推向市场，降低整体成本。 更重要的是，我们客户的满意度水平有了显著提升。”
        “越来越多的公司表示有兴趣采用我们的包装瓶检测系统，因为他们对 Teledyne DALSA 的视觉技术更有信心。 通过与该公司合作（使用 Sherlock，业界先进的视觉软件和 Vision Appliances 智能多相机视觉系统）我们更接近实现我们的目标，即为在中国市场上经营的公司提供既有成本优势，性能又强大的检测系统。”
        系统升级
        明佳继续追求更快的运行速度和更高的生产能力。
        张先生表示，现在正期待着将瓶子检测系统的机器视觉硬件从 VA41 升级为 GEVA，但是将保留 Sherlock 应用软件 – 该系统的核心部件。
        “GEVA 是 Teledyne DALSA 的最新基于千兆网技术的工业智能视觉检测系统，多相机，性价比高。 这是一个集处理、显示、图像捕捉、网络传输、通信和工业 I/O 功能的集成平台。 该系统装在铝制机壳中，为强大的工业视觉系统提供基础。”张先生说。
        与 VA41 使用模拟和 IEEE 1394 串行总线架构不同，GEVA 提供可扩展的千兆以太网 (GigE) 相机接口，可显著降低系统的成本。 该平台的核心是双核处理器，配有高速内存资源，可应对最严苛的应用。
        该控制器具有两个专用的相机端口，每个端口配有足够的带宽来支持八个 640x480 单相机同时执行检测程序。 作为升级的一部分www.cechina.cn，明佳还计划将目前正在使用的第三方相机更换为 Teledyne DALSA 的 Genie 系统。 这些相机利用 GigE 技术 – 通过标准 CAT-5e 和 CAT-6 电缆传输数据。
        朱先生说： “与 VA41 相比CONTROL ENGINEERING China版权所有，GEVA 快了很多。 每个 GigE 端口具有专门的 PCI Express (PCIe)‘航道’，理论限值最高可达 250-MB/s。 这为需要高清晰度的图像或使用多相机的应用提供了显著的改良。”
        张先生补充说： “GEVA 比 VA41 快大约 2.5 倍。 此升级将使明佳大幅提高检测速度。 我们预计将达到每小时 64000 只瓶子，甚至可能达到 72000 只。”
        总结
        机器视觉还将帮助明佳瞄准其他包装领域。
        在其设备中应用机器视觉来检测瓶子的充满水平，这将可以减少产品浪费并且提高灌装生产线的工作效率，还可以用来检查标签是否粘贴正确。
        最近机器视觉正在被用于生产 PET 瓶，包括监控预成型过程以及检查模制容器的最终形状和结构。
        张先生说： “我们也期待使用 Teledyne DALSA 的多核的 BOA 智能相机来检查标签（使用光学字符识别）以及检查瓶子 的填充水平。 这是一款高度集成的智能相机，内嵌 iNspect 应用软件并使用将任务有效地分工的多个处理引擎。”