一种基于计算机视觉的圆柱体表面质量检测装置的制作方法

本申请涉及仪器仪表测量技术领域，尤其涉及一种基于计算机视觉的圆柱体表面质量检测装置。

背景技术：

卷烟在生产过程中，需要对烟支表面出现的污迹(包括杂物、粘胶、黄斑、油溃等)、孔洞、钢印缺陷(包括漏印、残缺、颜色模糊、位置漂移、字体不符等)、褶皱、变形、色差等表面质量问题进行检测。

依靠计算机视觉可对物体进行表面质量检测。计算机视觉是人工智能的重要分支，是指通过摄像机和电脑模拟人类视觉对目标进行识别、跟踪、测量等的机器视觉，并通过识别和分析做进一步图形处理的技术。摄像机等图像采集设备是影响计算机视觉技术处理结果的重要因素。

对烟支进行基于计算机视觉的表面检测需要在卷烟机的多个鼓轮之间安装ccd相机对烟支进行拍摄，另外还应安装辅助光源以照亮烟支表面、安装遮挡玻璃防止烟支散落的烟丝污染相机镜头。然而，卷烟机的鼓轮之间的空间较为狭小，难以安装上述多个装置，多个装置之间也容易形成遮挡，影响拍照效果，易造成误检。

技术实现要素：

本申请提供了一种基于计算机视觉的圆柱体表面质量检测装置，以解决卷烟机烟支检测效果较差的问题。

本申请提供了一种基于计算机视觉的圆柱体表面质量检测装置，该装置包括安装盒和设置在所述安装盒内的连接板、固定座、四个相机组件、四个光源和至少两块光学玻璃，其中，

所述安装盒的一个侧部沿高度方向开设有检测口，所述安装盒顶部和所述安装盒底部之间设置有所述连接板，所述连接板朝向所述检测口中心轴线弯曲，所述连接板中心处垂直设置有所述固定座；

所述固定座的上方两侧、下方两侧分别对称设置有一个所述相机组件，所述相机组件固定在所述连接板上，且朝向所述检测口；

每个所述相机组件的前方平行设置有一个所述光源，所述光源一端与所述固定座连接，另一端与所述安装盒顶部或所述安装盒底部连接；

所述固定座上方的两个所述光源前方平行设置有至少一块所述光学玻璃，所述光学玻璃一端与所述固定座密封连接，另一端与所述安装盒顶部或所述安装盒底部密封连接。

优选地，所述安装盒设置有所述检测口的侧部为凹弧形，所述检测口为凹弧形检测口。

优选地，所述凹弧形所在的圆形与卷烟机的鼓轮为同心圆。

优选地，还包括阻尼板和进气口，其中，

所述安装盒在所述连接板远离所述检测口的一侧开设有进气口，所述固定座沿与所述检测口垂直的方向开设有通孔；

所述阻尼板包括t形板，所述阻尼板的底部固定嵌设在所述通孔靠近所述检测口的一端，且与所述通孔设置有间隙，所述阻尼板的顶部两端分别朝向所述固定座两侧的所述光学玻璃。

优选地，还包括风机，所述风机与所述进气口连通。

优选地，还包括两个定位板，两个所述定位板分别与所述安装盒顶部和所述安装盒底部可拆卸连接，所述连接板、光源和光学玻璃均安装在所述定位板上。

优选地，还包括固定安装板，所述安装盒包括顶板、底板、后盖板和侧板，所述顶板和底板相平行，所述顶板和底板之间垂直连接有所述后盖板和侧板，所述后盖板与所述检测口相对，所述固定安装板与所述后盖板垂直固定连接，所述固定安装板上设置有固定连接件。

优选地，所述固定安装板包括l形连接板，所述l形连接板一边固定在所述后盖板上，另一边设置有所述固定连接件。

优选地，所述相机组件与所述固定座之间连接有支撑件。

优选地，所述相机组件中心轴线与所述固定座中心轴线的夹角α计算公式为：α＝360/z，其中，z为卷烟机的鼓轮槽数。

本申请提供的基于计算机视觉的圆柱体表面质量检测装置的有益效果包括：

本申请提供的基于计算机视觉的圆柱体表面质量检测装置，通过在一个安装盒内设置四个相机，能够对烟支的二分之一表面进行初检和复检双重检测，检测效果好，利用两个基于计算机视觉的圆柱体表面质量检测装置分别设置在大鼓轮和小鼓轮两侧，可完成对一支烟的完整检测；本申请实施例提供的基于计算机视觉的圆柱体表面质量检测装置，还具有结构紧凑、易于在狭小空间安装等优点。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种基于计算机视觉的圆柱体表面质量检测装置的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种初检相机组件的主视图；

图3为本申请实施例提供的一种初检相机组件的俯视图；

图4为本申请实施例提供的一种烟支表面检测原理示意图；

图5为本申请实施例提供的一种基于计算机视觉的圆柱体表面质量检测装置的正面安装示意图；

图6为本申请实施例提供的一种基于计算机视觉的圆柱体表面质量检测装置的侧面安装示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

参加图1，为本申请实施例提供的一种基于计算机视觉的圆柱体表面质量检测装置的结构示意图，如图1所示，本申请实施例提供的一种基于计算机视觉的圆柱体表面质量检测装置，包括安装盒和固定安装板12。

具体的，安装盒包括顶板13、底板14、后盖板15和侧板(未示出)，顶板13和底板14相平行，顶板13和底板14之间设置有后盖板15和侧板，后盖板15分别与顶板13和底板14垂直连接，具体可通过螺钉连接，具有稳固性好、便于装配等优点，后盖板15两侧分别与侧板连接。

安装盒的一个侧部沿高度方向开设有检测口6，本实施例中，开设有检测口6的侧部为与后盖板15相对的侧部，且为凹弧形侧部，检测口6优选为凹弧形检测口。

安装盒内设置有连接板1、固定座2、相机组件3、光源4、光学玻璃5、阻尼板7和定位板11。

在安装盒内设置有两个相同的定位板11，一块通过螺钉固定在顶板13上，另一块通过螺钉对应固定在底板14上。通过螺钉固定定位板11和安装盒，具有固定结实、便于装配等优点。

连接板1包括一个朝向检测口6中心轴线弯曲的弧形板，连接板1的两端分别与两块定位板11连接，具体可为嵌接，将连接板1卡进定位板11中可实现连接板1的固定。连接板1中心处垂直设置有固定座2。连接板1上对称设置有四个相机组件3，四个相机组件3均朝向检测口6中心轴线，其中，固定座2上方设置有两个相机组件3(图中这两个相机组件3位置重合)，这两个相机组件3称为初检相机组件；固定座2下方设置有两个相机组件3(图中这两个相机组件3位置重合)，这两个相机组件3称为复检相机组件。相机组件3优选为面阵相机，检测视野大，检测效果好。

四个相机组件3的对称是指固定座2上方的两个初检相机组件以固定座2为对称轴对称，固定座2下方的两个复检相机组件以固定座2为对称轴对称，固定座2上方的初检相机组件和下方的复检相机组件以固定座2为对称轴对称。相机组件3与固定座2之间连接有支撑件16，支撑件16用于对相机组件3进行支撑，支撑件16可选为螺钉。

每个相机组件3的前方平行设置有一个光源4，光源4一端与固定座2连接，另一端与安装盒顶部设置的定位板11或安装盒底部的定位板11连接，具体可为嵌接。光源4用于对相机组件3进行照明。每个光源4前方平行设置有一块光学玻璃5，光学玻璃5一端与固定座2密封连接，另一端与安装盒顶部的定位板11或安装盒底部的定位板11密封连接，具体可为嵌接，固定座2上方的两块光学玻璃5(图中这两块光学玻璃5位置重合)密封连接，固定座2下方的两块光学玻璃5(图中这两块光学玻璃5位置重合)密封连接。本实施例中，选择将两块光学玻璃5进行密封连接，使相机组件3、光源4和光学玻璃5能成套在安装盒内装配，提高了装配便利性，当然，也可选择固定座2上方设置一块光学玻璃5对两个光源4和两个相机组件3进行遮挡，在固定座2下方设置一块光学玻璃5对两个光源4和两个相机组件3进行遮挡，整体性较强，易于实现更好的密封效果。

固定座2沿与检测口6垂直的方向开设有贯穿的通孔9，使固定座2靠近后盖板15一侧的腔体内空气与固定座2靠近检测口6处的空气能够流通。安装盒在连接板1远离检测口6的一侧开设有进气口8，安装盒外界空气经进气口8可流入到固定座2靠近后盖板15一侧的腔体内，经通孔9流到检测口6。

通孔9靠近检测口6的一端设置有阻尼板7，阻尼板7用于将通孔9流出的空气转向后流向光学玻璃5，以吹走光学玻璃5上的灰尘。为实现上述功能，本申请实施例中的阻尼板7包括t形板，t形板包括底部和顶部，底部包括一个柱状体，嵌入到通孔9内中间位置，与通孔9固定连接且沿上下两侧设置有空隙，通孔9内的空气可沿空隙流出，阻尼板7的顶部两端分别朝向固定座2两侧的光学玻璃5。

固定安装板12用于将安装盒安装到卷烟机上。本申请实施例中，固定安装板12包括l形连接板，l形连接板一边与后盖板15平行，固定连接在后盖板15上，具体可通过螺钉连接；l形连接板另一边通过固定连接件21固定到卷烟机上。固定连接件21可选为螺钉。

为对本申请实施例提供的基于计算机视觉的圆柱体表面质量检测装置的工作原理做进一步说明，本申请实施例还提供了初检相机组件的主视图和俯视图，参见图2，为初检相机组件的主视图，图2中，两个相机组件3位置重叠，相机组件3前方依次平行设置有光源4、光学玻璃5，将烟支17放置在相机组件3正前方，则两个相机组件3可检测烟支17二分之一的表面。参见图3，为初检相机组件的俯视图，图3中，两个相机组件3前方依次平行设置有光源4、光学玻璃5，将烟支17放置在相机组件3正前方，则两个相机组件3可检测烟支17图2中二分之一表面的二分之一，即两个相机组件3各检测四分之一表面，通过后期数据处理可将这两个四分之一表面的图像合并成图2中阴影部分所示的二分之一表面图像。

复检相机组件与初检相机对称设置，因此，图2-图3也可用于说明复检相机的检测。

为保障初检相机和复检相机均能够正对烟支进行拍摄，本申请实施例还提供了一种烟支表面检测原理示意图，参见图4，安装盒的检测口6为凹弧形，凹弧形所在的圆形与卷烟机的鼓轮18为同心圆，且相机组件3中心轴线与固定座2中心轴线相交于鼓轮18的圆心。相机组件3中心轴线与固定座2中心轴线的夹角α计算公式为：α＝360/z＝360m/d，其中，z为卷烟机的鼓轮槽数，m为鼓轮模数，d为鼓轮中径。上述实施方式保障了初检相机和复检相机均能够正对烟支17进行拍摄，且能够拍摄烟支17的二分之一表面。

鼓轮18上设置有多个鼓轮槽19，烟支17放置在鼓轮槽19中，图4中，鼓轮18逆时针转动，安装盒内上方的相机组件3为初检相机，对烟支17的二分之一表面进行检测，安装盒内下方的相机组件3为复检相机，对初检相机检测的二分之一表面进行再一次的检测，根据初检相机和复检相机两侧的检测图表可减小检测误差。

进一步的，本申请实施例提供的一种基于计算机视觉的圆柱体表面质量检测装置还包括风机10，风机10与进气口8连通，用于向进气口8内吹入一定压强的气体，使阻尼板7流出的气体能够吹开附着在光学玻璃5上的烟丝等杂物，保障相机组件3的拍摄效果。当然，也可选用其他气源向进气口8内吹入气体。

参见图5，为本申请实施例提供的一种基于计算机视觉的圆柱体表面质量检测装置的正面安装示意图，如图5所示，烟支在相邻的大鼓轮和小鼓轮之间进行传动，基于计算机视觉的圆柱体表面质量检测装置的数量为2个，分别安装在大鼓轮和小鼓轮两侧之间，共有8个相机组件(图中每个相机组件3处均重合了一个相机组件3)完成对烟支17的360度拍摄。

参见图6，为本申请实施例提供的一种基于计算机视觉的圆柱体表面质量检测装置的侧面安装示意图，如图6所示，鼓轮18正对检测口6，安装盒可设置为t形盒，t形盒包括安装头部和与安装头部垂直的检测口部，安装头部靠近固定安装板12连接，安装头部安装在卷烟机鼓轮18旁，安装头部侧面相较整个安装盒的侧面面积更小，减小了安装空间，有利于安装。

由上述实施例可见，本申请实施例提供的基于计算机视觉的圆柱体表面质量检测装置，通过在一个安装盒内按照一定角度设置四个相机，能够对烟支的二分之一表面进行初检和复检双重检测，检测效果好，利用两个基于计算机视觉的圆柱体表面质量检测装置分别设置在大鼓轮和小鼓轮两侧，可完成对一支烟的完整检测；本申请实施例提供的基于计算机视觉的圆柱体表面质量检测装置还设置有进风口和阻尼板，能够对相机组件前方的光学玻璃进行除尘，保障了拍摄效果；本申请实施例提供的基于计算机视觉的圆柱体表面质量检测装置，还具有结构紧凑、易于在狭小空间安装等优点。

由于以上实施方式均是在其他方式之上引用结合进行说明，不同实施例之间均具有相同的部分，本说明书中各个实施例之间相同、相似的部分互相参见即可。在此不再详细阐述。

需要说明的是，在本说明书中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的电路结构、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种电路结构、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，有语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的电路结构、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的公开后，将容易想到本申请的其他实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由权利要求的内容指出。

以上所述的本申请实施方式并不构成对本申请保护范围的限定。