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1、(10)申请公布号 CN 103611691 A (43)申请公布日 2014.03.05 CN 103611691 A (21)申请号 201310686444.0 (22)申请日 2013.12.17 B07C 5/34(2006.01) (71)申请人 江苏大学 地址 212013 江苏省镇江市学府路 301 号 (72)发明人 邹小波 洪兆鹏 石吉勇 赵杰文 黄晓玮 朱瑶迪 李志华 (74)专利代理机构 江苏纵联律师事务所 32253 代理人 戴勇 (54) 发明名称 一种渗油软胶囊在线检测装置 (57) 摘要 本发明公开了一种渗油软胶囊在线检测装 置， 包括送料模块、 多波段图像采集。
2、及处理模块、 渗油胶囊剔除模块和系统控制模块 ； 送料模块包 括振动上料机、 胶囊导管、 传送链、 胶囊收集装置 ； 多波段图像采集及处理模块包括计算机、 图像采 集摄像机、 光箱、 照明光源 ； 渗油胶囊剔除模块包 括光电感应传感器、 储气罐、 气动喷嘴 ； 所述系统 控制模块包括计算机、 PLC。 本发明通过光源设计、 图像采集过程， 用一个单色摄像机获取到多个波 段光源下的胶囊图像 ； 通过提取胶囊多个波段下 图像的特征参数， 并建立胶囊图像特征参数与渗 油胶囊之间的关系模型， 通过模型来识别胶囊的 合格与否 ； 通过高速的图像采集设备和图像处理 软件， 来达到胶囊的在线检测目的。 本发。
3、明可应用 于渗油软胶囊的在线快速检测。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 (10)申请公布号 CN 103611691 A CN 103611691 A 1/1 页 2 1. 一种渗油软胶囊在线检测装置， 其特征在于 ： 包括送料模块、 多波段图像采集及处 理模块、 渗油胶囊剔除模块和系统控制模块 ； 所述多波段图像采集及处理模块安装于送料 模块的上部 ； 渗油胶囊剔除模块安装于送料模块的后端 ； 所述送料模块、 多波段图像采集 及处理模块和渗油胶囊剔除模块。
4、均通过可编程控制器与系统控制模块相连。 2. 如权利要求 1 所述的一种渗油软胶囊在线检测装置， 其特征在于 ： 所述送料模块包 括振动上料机、 胶囊导管、 传送链、 胶囊收集装置 ； 胶囊导管一端连接于上料机的底部， 另一 端连接于传送连的前端 ； 胶囊收集装置与输送链的末端相连。 3. 如权利要求 1 所述的一种渗油软胶囊在线检测装置， 其特征在于 ： 所述多波段图像 采集及处理模块包括计算机、 图像采集摄像机、 光箱、 照明光源、 光电感应传感器 ； 光箱位于 传送链正上方， 图像采集摄像机和照明光源位于光箱内部， 图像采集摄像机与计算机相连， 照明光源与 PLC 相连 ； 光电感应传感。
5、器位于传送链齿轮两侧， 通过信号线与计算机相连。 4. 如权利要求 1 所述的一种渗油软胶囊在线检测装置， 其特征在于 ： 所述渗油胶囊剔 除模块包括储气罐、 气动喷嘴 ； 储气罐通过输气管与气动喷嘴相连， 气动喷嘴另一端与 PLC 相连。 5. 如权利要求 1 所述的一种渗油软胶囊在线检测装置， 其特征在于 ： 所述系统控制模 块包括计算机、 PLC ； 计算机输入端与图像采集摄像机、 光电感应传感器相连， 计算机输出端 与 PLC 相连 ； PLC 输入端与计算机相连， PLC 输出端与照明光源、 气动喷嘴相连。 权 利 要 求 书 CN 103611691 A 2 1/4 页 3 一种渗。
6、油软胶囊在线检测装置 技术领域 0001 本发明涉及一种软胶囊质量的在线检测装置， 具体涉及一种基于多波段图像技术 的渗油软胶囊在线检测的装置。 背景技术 0002 软胶囊又称作胶丸剂， 是继片剂、 硬胶囊、 丸剂、 针剂、 口服液等剂型后发展起来的 一种新剂型， 能将油状药物、 药物溶液或药物混悬液、 糊状物甚至药物粉末定量压注并包封 于胶膜内， 形成大小、 形状各异的密封胶囊。与其他剂型相比， 具备生物利用度高、 含量准 确、 均匀性好、 可掩盖药物等内容物异味、 外形美观、 提高药物稳定性等特点。具有杂质少、 主要成份多、 生物利用度高、 吸收快等优势， 非常适合药品、 保健品等的包装。。
7、 0003 在软胶囊制作过程中， 胶囊填充物 （药品、 保健品等） 经填充泵推动， 落入两片胶片 内表面之间， 软胶囊的填充物具有一定的黏性， 胶囊填充物容易部分掉落至胶片的外表面 进而形成渗油胶囊。 同时软胶囊在生产过程中温度过高， 致使胶片在压片时出现破损， 造成 内容物渗漏 ； 或者温度过低， 导致两个胶片之间黏合不好， 在软胶囊胶片接缝处存在孔洞， 造成渗油现象。对于油丸的剔除， 生产厂商一般采用人工手工检测的方式， 不仅劳动成本 高， 而且速度慢。现有一些胶囊检测装置， 如相关专利 “基于计算机视觉的软胶囊质量在线 检测的装置与方法” （申请号 ： CN200610096741.X）。
8、 描述了应用机器视觉检测软胶囊的质量 ； 相关专利 “透明胶囊检测机” （申请号 ： CN201220101158.4） 描述了透明胶囊的检测装置， 应 用范围有限， 且上述 2 个专利无法有效地表征渗油胶囊的特征。 发明内容 0004 本发明的目的在于提供一种渗油软胶囊在线检测装置， 以实现渗油软胶囊的快 速、 在线检测。 0005 为解决以上技术问题， 本发明采用的具体技术方案如下 ： 一种渗油软胶囊在线检测装置， 其特征在于 ： 包括送料模块、 多波段图像采集及处理模 块、 渗油胶囊剔除模块和系统控制模块 ； 所述多波段图像采集及处理模块安装于送料模块 的上部 ； 渗油胶囊剔除模块安装于。
9、送料模块的后端 ； 所述送料模块、 多波段图像采集及处 理模块和渗油胶囊剔除模块均通过可编程控制器与系统控制模块相连。 0006 所述送料模块包括振动上料机、 胶囊导管、 传送链、 胶囊收集装置 ； 胶囊导管一端 连接于上料机的底部， 另一端连接于传送连的前端 ； 胶囊收集装置与输送链的末端相连。 0007 所述多波段图像采集及处理模块包括计算机、 图像采集摄像机、 光箱、 照明光源、 光电感应传感器 ； 光箱位于传送链正上方， 图像采集摄像机和照明光源位于光箱内部， 图像 采集摄像机与计算机相连， 照明光源与 PLC 相连 ； 光电感应传感器位于传送链齿轮两侧， 通 过信号线与计算机相连。 。
10、0008 所述渗油胶囊剔除模块包括储气罐、 气动喷嘴 ； 储气罐通过输气管与气动喷嘴相 连， 气动喷嘴另一端与 PLC 相连。 说 明 书 CN 103611691 A 3 2/4 页 4 0009 所述系统控制模块包括计算机、 PLC ； 计算机输入端与图像采集摄像机、 光电感应 传感器相连， 计算机输出端与 PLC 相连 ； PLC 输入端与计算机相连， PLC 输出端与照明光源、 气动喷嘴相连。 0010 本发明的工作过程如下 ： (1) 光照箱中的光源可以针对不同的软胶囊对象， 选择合适的光源频谱和空间位置， 并使摄像机的视场内的光照均匀一致。光源发出 N 个不同波段的光线并投射至胶囊。
11、表面， 胶囊以单粒的形式依次排列在的输送辊子间缝隙处的工位上， 使得每个工位上至多只有一 个胶囊。 0011 (2) 摄像机采集到的图像视野中至少 N 个传送链链路间凹坑。在光电触发感应器 的输出信号作用下， 某个波段的光源闪烁一次， 与此同时摄像机进行图像采集动作， 采集到 该波段下的胶囊图像 ； 当光电触发感应器再次发出信号时， 另一个波段的光源闪烁一次， 同 时摄像机采集下此波段下的图像， 这时相对于上一张图像， 此时图像中胶囊的位置已经前 进了一个链轮的距离， 一个胶囊进入了摄像机视野， 同时前端的一个胶囊以被输送链移出 了视野 ； 这样依次进行下去。 一个软胶囊在传送链上经过检测装置。
12、的过程中， 会有N个不同 波段的光源照亮， 并由摄像机采集下该波段下图像并保存。 把一幅图像中的多个胶囊分割， 就得到一个胶囊在 N 个波段下的 N 幅图像。 0012 (3). 利用数字图像技术对一个胶囊的 N 个不同波段下的图像进行处理， 提取特征 参数， 此过程包括对图像的去噪声、 去背景、 特征提取、 参数储存等过程， 利用智能识别软件 建立判别模型来判断是否为渗油胶囊。 0013 (4). 对于那些渗油胶囊， 控制模块发出指令给渗油胶囊剔除模块， 渗油胶囊剔除 模块的气动喷嘴发出喷气动作， 将渗油胶囊从输送链上吹落到废品胶囊收集箱。 0014 本发明具有有益效果。 本发明通过光源设计。
13、、 图像采集过程， 实现了用一个单色摄 像机获取到多个波段光源下的胶囊图像 ； 本发明提取胶囊多个波段下图像的特征参数， 并 建立胶囊图像特征参数与渗油胶囊之间的关系模型， 通过模型来识别胶囊的合格与否 ； 本 发明通过高速的图像采集设备和图像处理软件， 来达到胶囊的在线检测目的， 设计胶囊检 测速度为1015个/秒， 按一个工作日8个小时来算， 可以分拣28.843.2万粒软胶囊。 附图说明 0015 图 1 是本发明的渗油软胶囊分选装置示意图 ； 图 2 是本发明的光照箱细节部分示意图 ； 图 3 是本发明的输送链局部放大图 ； 图 4 是本发明的图像分割序列图像示意图。 0016 图中 。
14、： 1- 振动送料机， 2- 胶囊导管， 3- 图像采集摄像机， 4- 传送链， 5- 气动喷嘴， 6- 胶囊收集装置， 7- 待检测胶囊 A， 8- 传送链动力转轮， 9- 光电感应传感器， 10- 计算机， 11- 储气罐， 12-PLC， 13- 传送链上的链轮， 14- 光箱， 15- 照明光源， 16- 待检测胶囊 B， 17- 传送链上的链轮， 18- 分割出的胶囊图像 A， 19- 分割出的胶囊图像 B， 20- 传送链上的链 轮， 21- 待检测胶囊 C， 22- 分割出的胶囊图像 C， 23- 波段 A 光源， 24- 波段 B 光源， 25- 波段 C 光源， 26- 波段。
15、 A 下 1 号工位上胶囊， 27- 波段 A 下 2 号工位上胶囊， 28- 波段 A 下 3 号工 位上胶囊， 29- 波段 B 下 1 号工位上胶囊， 30- 波段 B 下 2 号工位上胶囊， 31- 波段 B 下 3 号 说 明 书 CN 103611691 A 4 3/4 页 5 工位上胶囊， 32- 波段 C 下 1 号工位上胶囊， 33- 波段 C 下 2 号工位上胶囊， 34- 波段 C 下 3 号工位上胶囊。 具体实施方式 0017 如图 1 所示， 本发明所述检测装置由胶囊下料装置、 胶囊传送装置、 胶囊检测装置 和废品剔除装置组成。振动送料机安置在传送链的前端， 其作用是。
16、实现胶囊 7 成单列顺序 输出， 通过安装在其上部的导管与输送链 4 连接， 并将胶囊 7 一粒一粒依次落在输送链 4 链 轮间的凹槽处， 具体结构如图 3 所示。 0018 图像采集摄像机、 照明光源和传送链的位置关系如图2所示， 摄像机3在输送链的 正上方， LED 光源在摄像机的两侧。胶囊 7 在输送链的驱动下经过摄像机 3 下方， 在不同波 谱段光源的照明下由摄像机采集下胶囊图像。本装置可以采集到胶囊的多个波谱段图像， 为使描述简单， 这里设为 3 个波谱段光源， 摄像机采集图片中有 3 个链轮凹坑。图像采集摄 像机3的图像采集方式为间歇式采集， 即每当输送链向前移动一个链轮的距离， 。
17、摄像机3就 采集到一幅图像。 0019 图 3 为摄像机采集到的一幅图像， 图像中包含 3 个胶囊。为提取每个胶囊在此波 段光照下的特征参数， 需要把胶囊单独分割开来。利用图像处理软件实现图 3 中的 3 个虚 线框分割， 然后单独提取图像特征， 这样就得到了 3 个胶囊在此波谱段光源下特征参数。 0020 本发明中单相机采集多个波谱段下图像的具体实现过程如图 4 所示。图 4 左侧为 3 个不同光源， 波段 A 光源 23、 波段 B 光源 24， 波段 C 光源 25， 右侧是 3 幅摄像机采集的连 续图像。具体实施步骤为 ： 在某时刻， 在光电触发感应器的输出信号作用下， 波段 A 光源。
18、 23 点亮， 将 A 波长的光 照射在波段 A 下 1 号工位上胶囊 26， 波段 A 下 2 号工位上胶囊 27， 波段 A 下 3 号工位上胶 囊 28 共 3 个胶囊上， 此时摄像机启动图像采集动作， 得到第 M 张图像， 图像采集结束后波段 A 光源 23 熄灭， 计算机对采集到的图像实施存储、 分割、 提取特征、 特征参数存储等步骤， 这 样就得到了波段 A 下 1 号工位上胶囊 26， 波段 A 下 2 号工位上胶囊 27， 波段 A 下 3 号工位 上胶囊 28 三个胶囊在 A 波段下的特征参数。若此时波段 A 下 1 号工位位置 26 无胶囊， 则 在后续处理中， 对该位置不。
19、再进行图像分割、 特征提取等操作， 计算机将该位置标记为空， 废品剔除装置将略过此位置， 不再给出喷气动作。 0021 输送链匀速前进， 当输送链前进了一个链轮的距离时， 光电触发感应器输出信号， 波段 B 光源 24 点亮， B 波长下的光照射在摄像机视野内， 摄像机启动图像采集动作， 采集到 图像 ； 相较于第 M 张图像， 第 M+1 张图像的同样位置依然是三个胶囊， 不同之处在于， 波段 A 下 1 号工位上胶囊 26 移动到了波段 B 下 2 号工位上胶囊 30 位置， 波段 A 下 2 号工位上胶 囊 27 移动到了波段 B 下 3 号工位上胶囊 31 位置， 波段 A 下 3 号。
20、工位上胶囊 28 移出了摄像 机的视野， 波段 B 下 1 号工位上胶囊 29 则移动进入了摄像机视野。图像采集动作结束后， 波段 B 光源 24 关闭。第 N+1 张图像经存储、 分割、 提取特征、 特征参数存储等过程处理， 就 得到三个胶囊在 B 波段下的特征参数。 0022 在下次输送链前进一个链轮距离的时候， 波段C光源25点亮， C波长的光照射在摄 像机下方的输送链上， 摄像机采集到第 M+2 张图像， 然后波段 C 光源 25 关闭。与第 N+1 张 图像相比， 波段 B 下 1 号工位上胶囊 29 移动到波段 C 下 2 号工位上胶囊 33 位置， 波段 B 下 说 明 书 CN。
21、 103611691 A 5 4/4 页 6 2 号工位上胶囊 30( 波段 A 下 1 号工位上胶囊 26) 移动到波段 C 下 3 号工位上胶囊 34 位 置， 波段 B 下 3 号工位上胶囊 31( 波段 A 下 2 号工位上 27) 移出摄像机视野范围， 波段 C 下 1 号工位上胶囊 32 则进入到视野内。第 N+2 张图像经计算机一系列处理， 就得到胶囊波段 C 下 1 号工位上胶囊 32， 波段 C 下 2 号工位上胶囊 33， 波段 C 下 3 号工位上胶囊 34 三个胶 囊在波段 C 下的特征参数。 0023 经过上述步骤， 一个胶囊在传送链移动下进入图像采集摄像机视野范围内。
22、， 波段 A 下 1 号工位上胶囊 26 得到胶囊在 A 波段下的特征参数， 波段 B 下 2 号工位上胶囊 30 处得 到胶囊在 B 波段下的特征参数， 在波段 C 下 3 号工位上胶囊 34 处得到胶囊在 C 波段下的特 征参数。这样， 就实现了利用单个摄像机实现胶囊的多个光源谱段特征的获得。 0024 将每个胶囊的 A、 B、 C 三个波谱段光源下的特征参数整合， 利用模式识别软件判断 其是否合格， 并由计算机将判定结果发送给废品剔除装置。 若胶囊不合格， 喷气喷嘴发出喷 气动作， 从输送链上剔除该胶囊， 若胶囊合格， 让胶囊通过， 最后由胶囊收集装置 6 收集合 格胶囊。 说 明 书 CN 103611691 A 6 1/2 页 7 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103611691 A 7 2/2 页 8 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 103611691 A 8 。