【案例分享】关于透明物体丨机器视觉检测的难点和流程

一次性注射器是一种常见的医疗器械。由于它能有效地避免交叉感染，因此得到了广泛的推广和应用。如图1所示，一次性注射器主要由针筒和针管组成。注射器的字符缺陷对注射器的外观和使用有很大的影响。注射器字符缺陷的主要原因是印刷过程中出现的字符缺失、缺损等质量问题。

对于批量生产，通过人眼目视或触摸来检查字符缺陷，很容易产生视觉疲劳，甚至用针尖划伤手指。另一方面，手工检测效率低，容易漏检，难以保证产品质量，严重影响了一次性注射器的生产效率。

 一、检测难点及目的 

注射器针筒为透明圆柱体，在检测字符时不能一次完全检测。当使用线阵相机进行图像采集时，由于针筒的透明性，针筒两侧的字符会相互干扰检测。如图1所示，本实验中针筒上方的字符颜色是黑色和红色，在生产过程中应该考虑兼容性。

此案例旨在通过机器视觉检测，排除反光以及注射器上相对面的字符干扰，达到检测出针筒字符完整性的目的。

二、视觉检测硬件系统 

实验环境是自行搭建的模拟现场环境。如图2所示，本实验采用了印刷行业使用率较高的线扫描相机。它能在针筒的生产过程中连续、匀速地对针筒进行扫描，从而实现对针筒的整个表面的均匀检测。该镜头采用高清晰度1000万像素的定焦镜头。全视场的分辨率可达140lp/mm，保证了图像的清晰度。由于针筒字符的颜色分为黑色和红色，我们需要使用相同的照明方法来实现兼容性。

实验中，我们使用高亮度的线性光源从工件顶部斜射。这种照明方法能够使字符与背景形成清晰的对比，并且能够满足的兼容性。另外，由于针筒的形状是圆柱形的，如果只用一个前灯，就不能消除对侧字符的干扰，所以需要增加平行的背光来消除干扰。

三、获取图像 

通过以上照明方式和机器视觉硬件的合理搭配，不仅获得了清晰的图像，而且很好地实现了采集图像的兼容性。效果如下图：

四、软件处理效果  

在检测字符缺陷时，由于不同字符形态差异较大，且无固定形状，普通算法难以对其完整度进行有效检验。

机器视觉软件功能丰富，拥有图像、增强、定位、测量、检测、识别、通信、控制等功能。结合视觉开发包中的算法库(SDK)，用户还可以根据自己的需求灵活、定向开发应用程序。

如图6、图7所示， 使用机器视觉软件中二值化、旋转平移等图像增强功能，调整待检测图像与模板的位置，然后通过变量模型检测工具，将待检测字符图片与标准模板进行对比，计算出缺损字符的大小和位置。在字符精度极低的情况下，通过智能视觉软件SCI 也能精准定位出字符的缺损位置和尺寸。

 五、案例总结

本文以注射器作为透明物体的实验对象，使用机器视觉硬件，结合SciSmart智能视觉软件，克服了透明物品检测难点，实现了透明物体在实际生产过程中的检测兼容性。