基本信息
- 项目名称：
- 基于智能视觉技术医用药剂中可见异物自动化检测系统
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 针对国内人工药品检测的低效率、低准确率的不足，本团队按照国家行业标准设计了一套基于智能机器视觉的可见异物自动化检测系统。该系统主要包括机械传动模块、电气控制模块、图像识别与处理模块。根据异物运动连续性和噪声运动无序性等特点，提出了改进的二次差分算法来提取运动杂质，然后采用基于SIFT特征的MeanShift算法对杂质进行跟踪，最后检测出杂质情况，并由此判断出产品质量是否合格。
- 详细介绍：
- 针对国内人工药品检测的低效率、低准确率的不足，本团队按照国家行业标准设计了一套基于智能机器视觉的可见异物自动化检测系统。该系统主要包括机械传动模块、电气控制模块、图像识别与处理模块。根据异物运动连续性和噪声运动无序性等特点，提出了改进的二次差分算法来提取运动杂质，然后采用基于SIFT特征的MeanShift算法对杂质进行跟踪，最后检测出杂质情况，并由此判断出产品质量是否合格。本系统软件以Qt Creator 4.6.2为开发平台，借助了工业相机自带的成熟库函数包以及Intel公司支持的轻量级且高效开源的计算机视觉库OpenCV，稳定可靠且人机界面友好。用Qt的多线程类优化了主界面与复杂检测算法之间的资源竞争问题，系统响应快且运行效率高。软件功能丰富高效，包括有软件参数设置、历史信息查询、运动控制、智能数据处理等，满足了大多数工业检测的需求。测试表明，系统的检测分辨率达40μm，准确率达90%以上，满足企业要求，基本能替代人工检测。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 作品设计目的 在国内，由于国外检测设备价格昂贵，国内检测设备又普遍达不到要求，国内各透明药剂厂家几乎全部采用人工方法对产品进行检测，从而能够大大的节约劳动力和提高社会经济效益。 系统总设计基本思路 1、整体思路 针对国内人工药品检测的低效率、低准确率的不足，按照50-500ml玻璃瓶装透明药剂生产的国家标准和要求，基于图形处理算法，设计了一套基于机器视觉的自动化智能检测系统。 2、检测算法 获取的连续图像经预处理去除图像噪声后，通过运动目标提取出序列图中的运动异物。 3、软件架构 本系统软件以Qt Creator4.6.2为开发平台，用Qt的多线程类优化了主界面与复杂检测算法之间的资源竞争问题，系统响应快且运行效率高。 该系统的创新点是： 1) 旋转和急停使被检测物体在检测区实现了相对静止，冲击非常小，能够保证采集到的图像清晰，使得机器检测精度提高； 2) 可以按需要更换规格件，调整快，应用非常方便； 3) 采用高分辨率相机，将被检测物放大5倍，对可见异物的可视性更强，检测精度远远高于人工灯检； 指标： 1、使用范围：50-500ml透明瓶装药剂 2、检测项目：可见异物（玻璃屑、金属屑、纤维、白点、白块） 3、检测速度：20瓶/分钟 4、检测精度：40μm以上 6、电压：200V 7、压缩空气：标准大气压 8、外形尺寸：1500×1200×1000mm 9、静重：56Kg
科学性、先进性
- 作 品 的 科 学 性 先 进 性 与通常的视觉检测系统对比，透明药剂检测系统的优势主要体现在以下几个方面： (1) 检测精度高 (2) 检测速度快 (3) 更全自动化更卫生 (4) 适用性、移植性强 (5) 节约劳动力，经济效益巨大 与其他灯检机对比，该系统的特点与优势主要有： (1)设计新颖、结构简单，采用压瓶旋转急停装置、同步检测等技术，检查过程的破瓶率低； (2)旋转和急停使被检测物体在检测区实现了相对静止，冲击非常小，能够保证采集到的图像清晰，使得机器检测精度提高； (3)可以按需要更换规格件，调整快，应用非常方便； (4)能对透明瓶的液内可见异物进行在线高速检测，并能自动剔除不合格品； (5)采用多组光电检测装置，对被检药瓶内旋转液体影像经行多帧高速拾取，解决了光电检测与影像处理在透明药剂生产中异物检查的应用，检测分辨率高、速度快；
获奖情况及鉴定结果
- 申请专利一项 专利号：201110054674.6
作品所处阶段
- 中试阶段
技术转让方式
- 前期为非商业性技术转让；中期采取完全转让或普通许可的转让形式，是产品的经济利用率达到最大值。
作品可展示的形式
- ■实物、产品 ■模型 ■现场演示 ■图片 ■样品
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 使用说明 由于软件平台非常人性化，操作也相应地容易入手操作。主要操作步骤如下： 【步骤1】开启软件，进入“配置摄像头”界面（如图5）。 【步骤2】串行端口设置。进入“基本设置”，选择“串口参数设置”(如图6)。由于波特率、数据位、停止位、校验位都已固定，因此只要选择串口号，然后点击“测试并保存”。 【步骤3】若需重新设置合格判断标准，则进入“基本设置”界面中的“合格标准配置” 【步骤4】如果机械平台的摄像头改变了原来的位置，即像素长度与实际长度之间的比例会发生改变，这时我们就需要重新进行比例尺的配置了。 【步骤5】到了这个步骤，系统已经可以正常工作来检测杂质了。接下来，用户还可以查询检测到的历史数据信息。 巨大的市场空间 透明药剂是我国医药行业重要产品之一，是临床上应用十分广泛的产品。透明药剂是医药产品的一个类别，由于具有迅速、高效、控释的特点，是医疗机构日常必须使用的药品，同时也是临床抢救药物和静脉治疗药物不可缺少的载体或溶酶，在现代临床上占据十分重要的地位。
同类课题研究水平概述
- 国外现状： 国外医药产品质量检测大都采用机器视觉的方法来进行，通过分析药液产品的实时图像，来对产品的质量进行判断。在药液异物的检测过程中，采用了旋转、急停法，也就是让医药容器高速旋转，药液中的异物会随液体一起运动，立即停止后，通过对灌装瓶中运动目标的检测，来判断药液中是否有异物存在。 国内现状： 在中国，机器视觉行业本身就属于新兴领域，加之产品与技术的普及不够，导致机器视觉在检测领域的研究和应用较少，因此在我国对工业机器视觉技术的研究，主要还是在理论研究和小型应用系统的开发上，而对集光、机、电、控制、图像检测于一体的视觉检测设备的研制几乎是空白。目前国内生产厂商中，仅有西安丰唐光电公司研制出全自动智能在线口服液灯检机样机，在检测正确率等方面还未能达到药品生产厂家的要求。我国还有一些公司在该领域进行了探索性研究，但对视觉检测中的关键技术还掌握不多，大部分还是停留在做国外产品的系统集成上，从而使得国产设备无法与国外同类设备相比，尤其在检测算法方面．国内对从生产线上在大量干扰背景下所获取的实时药液图像序列中分割出微小点目标，即识别药液中异物的技术很落后，检测识别问题目前尚无突破性进展，更缺乏实际方法的研究和系统的应用。 尽管机器视觉在中国的研究较国外落后，但国内各行各业对采用图像和机器视觉技术的工业自动化、智能化需求开始广泛出现，国内有关大专院校、研究所和企业近两年在图像和机器视觉技术领域进行了积极思索和大胆的尝试，逐步开始了工业现场的应用。其主要应用于制药、印刷、矿泉水瓶盖检测等领域。这些应用大多集中在如药品检测分装、印刷色彩检测等。真正高端的应用还很少，因此，以上相关行业的应用空间还比较大。当然，其他领域如指纹检测等等领域也有着很好的发展空间。
