药品灌装生产线视觉检测技术及应用研究

汪淮胜

关键词：药品灌装生产线;视觉检測技术;应用

【中图分类号】 F763 【文献标识码】 A       【文章编号】2107-2306（2022）06--01

引言

药品质量是日常生活中不可或缺的特殊成分，对人们的健康直接至关重要，而且在生产和流通过程中特别容易受到湿度、微生物和污染等外部因素的影响。为此，各国出台了一系列规定严格管制药品生产的法规。随着制药业的爆炸式增长和药品生产的增加，对药品制造商自动化生产手段的需求也在增加。因此，开发自动化药物装置对于提高制药业的生产力和满足市场需求至关重要。

1视觉检测视原理简述

视觉识别系统的成像部分位于视觉识别系统的前端，直接影响所采集图像的质量、图像信号后处理的复杂性以及算法的选择。为此，光是决定表面检测系统的关键因素之一。选择光源时，不仅要考虑光源输出参数，而且要考虑高速对象的光源稳定性。成像系统不仅旨在实时捕获大量数据，而且还旨在预处理大量数据，这些数据必须传递给后处理系统以进行准确的实时处理，以便准确地实时处理问题区域。摄像机捕获的图像传输到中央处理器，消除图像噪声、图像增强、图像恢复、目标分割。在某些应用程序中，特定图像专门强调图像的一般或部分特征，最初不清楚这些特征是为了说明或强调某些有趣的特征，增加图像中不同对象特征之间的差异，抑制不感兴趣的元素，从而提高图像质量和信息量。重建质量下降的图像或恢复图像的方式与重建图像的方式相同。此外，目标区域会在影像中分割，以进行下一个步骤。识别算法包括特征提取、特征选择和图像识别。从图像像素中提取算法计算机来描述表示的范围，例如b .纹理、几何特征、颜色属性、因子特征等。以区分可靠区域中不同类型的错误。选择最适合在冗馀信息中进行分类的图元，并选择最佳的图元集来培训分类，以便正确地分类表面错误类型。

2视觉检测系统的优势

光学检测系统的优点包括节省时间、降低生产成本、优化物流、缩短机器停机时间、提高生产力和产品质量、减少测试人员和测试人员的工作量、减少次品数量和提高机器利用率。

3现有自动灌装设备存在的主要问题

医药行业使用的灌溉设施目前主要分为直线和回转。在线性灌溉装置中，容器主要执行周期性的直线运动，即一组跟随输送带的规定的瓶装水，用光学传感器监测瓶装水的位置，并在移动时填充多头填料。完成填充后，组将继续向前移动到下一部分。虽然基于线的自动浇口套结构简单，但可以节省空间，并且在灌溉过程中需要静态冷却，这大大降低了处理大量生产数据的工作效率。旋转装置具有较小的调节空间，并且需要连续加厚，即连续生产液体材料的装置，而滑轮跟随圆周运动。节省空间、提高生产力和强大性能，以满足大型灌溉系统的需求。但是，连续旋转灌溉体的结构复杂，需要很高的设计成本，仅适用于单类材料的灌嘴，即液体材料的灌嘴。

4视觉检测控制功能的关键技术

4.1控制功能实现的难点

照明和并行计算机系统的设计以及摄像机的录制速度与瓶装水的速度相匹配，是一个困难的仪器。系统采集频率由基于最大速度设置的触发格提前设置，工业摄像机采集由基于速度控制、工业摄像机控制和闪光灯照明的算法启动。表面检测通过图像准备、目标检测、故障特征、故障分类等步骤，将摄像机采集的图像信号传输到图像存储服务器，并行计算机系统使用图像服务器，处理和分析图像，以便在并行计算机系统中进行故障检测和分类。图像数据的并行处理是在多服务器系统上进行的。这种并行计算大大提高了系统的计算能力，从而满足了系统的在线要求。所有算法均通过软件在并行计算系统中实现，以便在处理后获得大小、节、类型、类等错误信息。并行计算系统通过千兆以太网将有关这些错误的信息传递给数据库服务器，并将其合并和存储在数据库服务器上。通过终端，操作员可以在线查看故障检测结果，并检索故障的历史数据进行分析。

4.2多帧序列图像目标链的建立

对多帧图像进行分类的方法不同于对单帧图像进行分类的常规方法，因为药物的可变性可能不以单帧图像为特征，以区别于其他非物质图像（如气泡或噪声）。因此，为了对药物进行视觉检查，必须在同一药物的多帧图像中识别运动变化的目标，并对其进行分类。如果同一药物的顺序图像处理接收到可变范围，则目标字符串可能是由噪波或气泡运动引起的连续帧中同一对象的变化范围形成的。在多帧图像中，选择开始帧中的更改区域作为对象。流体中可能存在多个扰动，但只有一个运动对象被识别为故障，以说明产品的故障状态。因此，运动对象按更改区域的面积排序，首先处理较大的目标。仪器设计为通过旋转和急停在同一体积的封闭容器中移动，从而限制目标位置在连续的两个短时间帧中的位置。根据上图中的目标位置创建方形搜索范围。搜索范围位于上一帧目标位置的中心，在2帧间隔内处于噪声的最大水平和垂直运动范围内。下图将搜索范围内的所有或部分修改区域列为可疑对象，并通过计算确定最接近可疑区域的对象。它描述了对象的属性，这些属性基于移动对象的面和灰度的变化，并导出了相应对象的相似性。相似性反映了区域之间特性的差异。可疑对象的相似度越低，它就越接近指定的运动对象，并且更有可能在对象上表现为最佳匹配范围。

5视觉检测系统的管理

首先，是技术人才的培养。只有技术能力高的操作人员和技术人员才能掌握系统的原理和维护技术，从而保证系统的正确使用和维护。其次，是良好的运营环境。目视检查设备对环境湿度和灰尘很敏感。湿度差或多尘的环境会影响设备的运行，甚至会对镜头等部件造成损坏。第三，是制定维修程序和计划。按照严格的规定和计划，目视设备是比较精致的，很多外界因素包括人为因素都会造成设备故障，需要经常维护和保养。

结束语

随着制药业的发展，制药产品对药品包装系列提出了更高的要求，以提高现有生产线的自动化、效率低下和准确性，简化药品包装的操作、可靠性和准确性，并向有关企业提供技术援助，服务当地经济。

参考文献：

[1]王海栋，赵巨峰，高秀敏.药品生产线瓶盖缝隙的视觉检测技术研究[J].光学仪器，2018，38（04）：283-287.