1、白酒生产过程复杂，环节众多，因此必然会存在生产质量问题，尤其是在白酒罐装阶段，更是问题不断，包括白酒瓶不干净、白酒过滤系统不稳定等，这些都会导致白酒中混杂有玻璃残渣、毛发等杂质。如果这些含有杂质的白酒流入市场，必然会损害消费者的利益，给消费者带来损害，同时也会严重影响白酒生产企业的形象，最终影响白酒销量12。目前国内并没有合适的解决办法来避免这一问题的出现，白酒生产厂家常用的白酒杂质检测方法仍然是采取人工的检测方法3，即采取人工灯检法，采取这种方法存在很多缺点：效率低下。我国作为白酒的消费大国，每年销售如此多的白酒，一个检测杂质工人一天最多只能检测1000瓶白酒，这需要众多的工人来从事这项工作
2、，企业承受着人员压力，同时影响生产效率。错误率高。人工检测工人必然会存在疲惫问题，这就会导致漏检的出现，而且每个检测工人检测白酒的标准不同，也会导致检测结果的不同。影响检测人员健康。检测人员在噪声大的环境下工作，其听力和视力健康受到损害，长期的高度集中注意力的工作，也会使工人精神紧张，影响工人身心健康4。因此，急需合适的瓶装白酒杂质检测方法来弥补当前人工检测的缺陷。当前，机器视觉在线检测技术不断发展，在各行各业应用广泛，其维修成本低，系统稳定性高，准确率高5，尤其适合白酒检测这一恶劣环境工况。本文以泸州某白酒厂为例，提出应用机器视觉在线检测的方法来对瓶装白酒杂质进行检测。首先对本文所建立的机器
3、视觉在线检测系统进行介绍，并对系统中的各组成部分进行选型，根据白酒厂实际工况，采用合适的图像处理算法，并对算法的合理性进行实验研究6。1机器视觉在线检测系统介绍机器视觉在线检测瓶装白酒杂质主要原理是基于机器视觉技术7，利用工业相机捕捉瓶装白酒图像，依据相应算法判断是否有杂质的出现，我国规定白酒中的杂质不得大于50 m，依据这一数值设定机器视觉软件系统中的检测阈值。图1所示为机器视觉在线检测系统流程：系统启动后，光源自动打开，白酒通过传输线进入到翻转机构中，采取倒置翻转的方式可使得杂质相对白酒进行运动，工业相机对白酒进行拍摄；工业相机拍摄的图片会进入到计算机中，计算机依据设定的图像处理算法对拍摄
4、的图片进行处理，根据检测结果对白酒中是否有杂质进行判断8；依据判断结果，计算机会通过PLC控制器触发报警系统，决定白酒是否进入到下一生产环节。图1机器视觉在线检测系统流程2机器视觉在线检测系统选型根据酒厂实际工况需求，需对检测系统的各组成部分进行选型。包括光源类型、照射方式、酒瓶翻转机械结构、图像采集系统及工业计算机、PLC选型等。1）光源类型及照射方式选择。合理布局相机安装位置如图2所示。光源类型需要对光源的颜色、形状和类型进行选择。基于酒厂工人实际工作经验及工作习惯，本文选取LED白色光源，LED光源光强高，并且占地面积小，比较适合白酒检测这一复杂工况，基于机器视觉在线检测瓶装白酒杂质的研
5、究冯铃温培和赵平（四川化工职业技术学院智能制造学院，四川 泸州646300）On-line Detection of Impurities in Bottled Baijiu by Machine Vision摘要：以泸州某白酒厂为例，提出应用机器视觉在线检测的方法来对瓶装白酒杂质进行检测。对所建立的机器视觉在线检测系统进行了介绍，并对系统中的各组成部分进行了选型，根据白酒厂酒质监测系统设备实际工况，采用了合适的图像处理算法，并对算法的合理性进行了实验研究。实验结果表明，通过采取这种方法，能够实现瓶装白酒的准确检测，提高白酒厂家的生产效率，减少人员支出，增加企业利润。关键词：瓶装白酒；机器视觉
6、；图像处理；算法Abstract:Taking a Baijiu factory as an example,a method of machine vision on-line detection is proposed to detectthe impurities in bottled Baijiu in this paper.The machine vision on-line detection system is introduced,and the componentsof the system are selected.According to the actual worki
7、ng conditions of Baijiu factory,the appropriate image processingalgorithm is adopted,and the rationality of the algorithm is experimentally studied.The experimental results show that thismethod can realize the accurate detection of bottled Baijiu,improve the production efficiency of Baijiu manufactu
8、rers,reducepersonnel expenditure and increase enterprise profits.Keywords:bottled Baijiu,machine vision,image processing,algorithm图2相机布局基于机器视觉在线检测瓶装白酒杂质的研究14工业控制计算机2023年第36卷第1期而且价格便宜。不同光源形状适合不同的应用场景，根据白酒检测这一工况，选取面光源作为光源形状，面光源适合检测液体内部杂质。根据白酒中杂质特点，照射方式选择背光照射。2）图像采集系统选型。根据目前的工业相机发展水平和实际工况，选择CMOS相机，像素10
9、00万，可支持连续拍摄。镜头选择焦距10 mm，最高支持像素2000万。3）酒瓶翻转机械结构设计。酒瓶翻转是为了让沉积在酒瓶底部的杂质运动起来，便于工业相机拍摄图像供计算机处理。酒瓶翻转机械结构如图3所示：图3酒瓶翻转机械结构示意图3白酒杂质机器视觉在线检测算法依据机器视觉原对白酒杂质进行检测主要包括以下几个部分：对工业相机拍摄的照片进行图像处理，在降噪滤波的同时保护图像信息，以及进行图像增强；研究白酒杂质特征，对相应特征进行提取，获取目标特征轮廓，实现杂质的有效检出。图像滤波可依据以下公式：O（i，j）=m，nI（i+m，j+n）K（m，n）（1）式中：K为滤波器，本文采用均值滤波器。阈值分
10、割依据如下公式：g（x，y）=1，f（x，y）Tg（x，y）=0，f（x，y）T（2）本文采用最大类间方差法进行图像分割。图像增强是图像处理最关键的环节，本文采用直方图均衡化的方法对图像进行增强。至此，经过图像滤波、阈值分割和图像增强过程，完成了工业相机拍摄图像的预处理，下面进行特征提取。本文采用一种改进的二次充分算法对杂质特征进行提取，通过间隔的图像二次差分的方式，对运动特征进行提取，流程如图4所示：图4图像特征提取流程示意图依据如下公式计算相邻两帧绝对灰度值：d（t-n，t）=f（x，y，t）-f（x，y，t-n）d（t，t+n）=f（x，y，t）-f（x，y，t+n）（3）假设连续帧图像
11、背景不变，则d（t-n，t）（x，y）保留了t和t+n帧图像。之后对图像进行二次差分。图5传统特征提取方法图6二次差分特征提取方法通过图5和图6的对比可以看出，经过二次差分的图像灰度值较没有经过二次差分的高7。4白酒杂质机器视觉在线检测实验研究目前图像处理多采用Visual Studio中的Halcon图像处理算法库，添加Halcon到Visual Studio软件工程中，如图7所示。程序命令调用如图8所示。图7插件添加图8Halcon程序调用依据上文的图像处理算法，设计相应的白酒杂质检测模块，并实现PLC与各模块的通讯，如图9所示。为了验证本文提出方法的可行性，我们在UBUNTU18.04操
12、作系统和Visual Studio软件环境下，对泸州某白酒厂某品牌的500 mL圆形透明玻璃瓶装白酒进行了检测7。由于实验条件有限，主要针对白酒瓶中出现的黑色毛发进行检测，重复实验100次进行测试，经图像处理后的白酒瓶中的黑色毛发放大图如图10所示，并且黑色毛发检出率达到99%，结果表明本文所采用检测方法在检测瓶装白酒中存在的可见异物具有可行性。5结束语本文以泸州某一白酒厂为例，提出了应用机器视觉在线检测的方法来对瓶装白酒杂质进行检测。实验结果表明，通过采取这种方法，可以实现瓶装白酒的准确检测，提高白酒厂家的生产15（上接第13页）磅委托信息，需要通知相关经营管控系统人员编制下发，若是纸质委托
13、，则需要由司磅员通过选择物资索引或直接录入物料信息。若过磅重量、间隔时长超出规定范围，由计量大厅司磅员判定是否允许过磅，并在自助终端报警显示。过磅完成后系统将自动清理作业任务，集中作业画面自动退出，并发送信息到磅房终端提示随车人员过磅完成，车辆可以离磅。根据司磅员权限，可以手动补录重量完成过磅作业。对于车辆误上磅、司机点错按钮等特殊情况，司磅员可以强制中断或删除作业。3.4过磅委托调度根据过磅委托需求将委托信息分配到相关磅房终端，同时也可以根据不同情况调整对应的磅房。系统自动接收处理过磅委托数据，根据委托信息将委托分发到相应的磅房终端。若委托对应的磅房异常(如设备故障、检修、暂停使用)不能进行
14、过磅作业时，根据系统设定的规则自动分配到其他磅房终端。司磅员可以强制将委托分配到指定磅房。3.5现场无人智能过磅正常情况下系统自动完成过磅作业。车辆上磅，据红外判断车辆位置是否正确，若不正确语音提示司机。扫描RFID卡或司机刷卡读取车号，若不能读取车号可由司机输入或请求司磅员远程协助。根据当前车号以及重量自动判断当前称重的重量类型是毛重还是皮重，若不能识别可由司机选择或请求司磅员远程协助。若过磅重量、间隔时长超出规定范围，由计量大厅司磅员判定是否允许过磅，并在自助终端报警显示。司磅作业完成后，司机根据语音提示取磅单，之后根据语音提示下磅。4经济效益分析1）降低人力及管理成本。2）提高工作效率，
15、计量时间由以前的一辆车35分钟时间，缩短为半分钟到1分钟时间，效率大大提高。3）便于公司领导层透明化管理，数据及时共享，随时掌握生产和销售情况，实时、准确、高效的传输对提高财务核算、物流控制、销售管理有着重要的意义，为生产调度和领导决策提供及时、强大的统计分析和报表功能，为领导决策提供可靠的数据支持。4）降低劳动强度，提高工作效率，产能加大。5结束语通过智能司磅系统的实施将各物资计量点、料场或仓库与物资计量中心有机联合，杜绝各种计量作弊，提高计量人员工作效率，降低人力及管理成本。系统使各种信息及时沟通、共享，各部门之间的业务处理更加高效，整体提高物资计量的运行效率和服务水平，形成信息化、智能化
16、、无人化的新型计量管理系统，提高企业信息化管理水平。参考文献1汪素娟，汪洋.汽车衡远程集中司磅计量系统的开发与应用J.宝钢技术，2020（6）：71-782吴锐家.多媒体技术在无人值守计量系统中的应用J.现代计算机（专业版），2012（33）：48-503邵卫军，朱龙江.钢铁企业智能司磅技术应用C/全国冶金自动化信息网2011年年会论文集，2011：591-5954刘鑫.物资计重集中管理系统的设计与实现D.沈阳：东北大学，20155沈俊安，李俊，孟飞.汽车衡无人值守智能电子地磅系统在宝钢集团新疆八钢公司的设计和运用J.科技风，2017（23）：72-736杨帆，李全钢.远程集中计量系统的开发J
17、.电子世界，2017（11）：1477薛丹，夏炜.汽车衡无人值守系统的开发及应用J.衡器，2012，41（9）：15-18收稿日期：2022-06-30效率，减少人员支出，增加企业利润。参考文献1乐文锋.一种基于机器学习的白酒杂质自主鉴别装置：CN110716020AP.202001212李刚.基于机器视觉的白酒液体杂质检测系统研究D.太原：太原理工大学，20193刘仁杰.基于机器视觉的口服液智能灯检机研究与设计D.长沙：中南大学，20144刘一鸿.基于机器视觉技术的白酒杂质检测系统研究D.西安：西安工业大学，20215于海亮.基于机器视觉的饮料灌装后杂质检测系统的研究与设计D.济南：山东大学，20116王义文，董百川，付鹏强，等.一种基于机器视觉的钢球表面缺陷差分检测的新型算法：CN106914428AP.201707047邵志敏，张意，张卫华，等.基于机器视觉的瓶装白酒杂质检测J.四川大学学报（自然科学版），2019，56（2）：2352408张意，邵志敏，周激流.一种基于机器视觉的瓶装白酒杂质检测方法及系统：CN108896574BP.20200317收稿日期：2022-06-25图10实验测试效果基于机器视觉在线检测瓶装白酒杂质的研究图9通讯系统16
