1 前言
目前啤酒生产企业越来越重视产品质量，越来越多的企业在灌装生产线上使用了各种自动检测设备，以期提高检测的可靠性。传统的灌装线空瓶检验方式是人工灯光检测。但在现代高速灌装线上，由于视觉疲劳等原因，仅靠传统的人工类光检测不能保证可靠性，而且啤酒瓶的两个重要部位——瓶口和瓶底无法检测，造成部分漏气瓶和瓶底赃物瓶流入市场，给企业形象造成损害。
目前国外基于图像处理技术的空瓶在线检测系统已相对成熟且有大量产品投放市场，如：德国的MIHO系统、HEUFT系统；美国INDUSTRIALDYNAMICSCOMPANY，LTD的OMNIVISIONI系统。我国在这方面则比较落后，现在仅有四通公司与广州大元公司利用日本的视觉系统建立了实验系统，尚未投入市场。
当前我国多数啤酒生产厂家正在向每小时四万瓶以上的生产线方向发展，在这种速度下依靠人工检测将变得异常困难，他们急需大量的空瓶在线检测设备。而国外产品售价过高且维护困难，对于多数中小啤酒厂而言门槛过高。
2 系统设计目标的确定
在参考国外各公司机型的基础上，分析当前中国企业需要和目前我们的技术力量的情况，确定了本系统设计的目标是：
(1)将瓶底检测与瓶口检测模块作为系统的基本模块，首先保证完成；将外壁检测模块、内壁检测模块、残留液检测模块、透明物检测模块作为附加模块，留待以后扩展。
(2)系统检测速度为：瓶径64mm时为42000瓶/h。
(3)瓶底检测分辨率及剔除率为：无标志和无磨损瓶：大小为2.5mm×2.5mm时，剔除率98%；大小为3.0mm×3.0mm时，剔除率99%。有标志、磨损、深色、色差时：大小为3.5mm×3.5mm时，剔除率98%；大小为4.0mm×4.0mm时，剔除率99%。
(4)可对混色瓶或深色瓶进行处理。
3 系统设计方案的确定
3.1 系统总方案选择
本系统有3种方案可供选择：一种方案是直接购买国外的机器视觉系统，在该系统的基础上进行二次开发；第二种方案是采用图像卡加工业控制计算机，并配以自我研制的控制软件，考虑到处理速度的需要，需采用多系统的工业控制计算机；第三种方案是采用分级控制系统，即以工业控制机完成上层的控制管理工作，下层配以由DSP芯片为核心的系统，完成图像采集与图像处理工作。
第一种方案虽然开发速度快，但一来系统昂贵，且以后每生产一台都必须支付软件注册费，二来能够达到速度要求的现成视觉系统也几乎不存在，故该方案被放弃。第三种方案由于开发周期过长，不利于占领市场且该方案建立在算法已经完全成熟的基础上，因而，该方案被作为未来完善的方向而推迟采用。最终，第二种方案在现阶段被采用。
3.2 系统总体方案确定
待检测的空瓶由传送带送来。到达混瓶与色差补偿光源位置时，该光源闪光，混瓶与色差传感器对透射光进行检测，并把检测结果送色差补偿电路以便对瓶底检测时光源亮度进行补偿。当空瓶到达瓶底检测位置时，在色差补偿电路与摄像机光源同步电路的作用下，光源闪光且快门打开，通过成像系统使摄像机成像。所成图像经图像采集卡送入瓶底计算机进行处理，处理后如有污物，则通过32路I/O卡送出剔除信号，该信号经放大，控制剔除机构将该瓶推离传送带。当空瓶进入瓶口处理位置时，进行瓶口处理，处理过程与瓶底基本相似。瓶底处理总控管理计算机与瓶口处理计算机通过串口进行状态通讯，以保证系统协调工作。双系统公用同一触摸屏进行显示与操作，通过触摸屏切换电路完成两系统之间的切换工作。
