一种抽纸包装的易撕线的视觉检测系统的制作方法

本发明涉及一种视觉检测系统，具体涉及一种抽纸包装的易撕线的视觉检测系统，属于视觉检测领域。

背景技术：

日常生活中我们常用的抽纸的包装主要有塑料包装和纸盒包装，为了方便人们取用，一般都会在包装上设计易撕口或易撕线，常见的易撕口或易撕线的制作方法有：1.在包装盒或者包装袋的边缘位置冲打易撕口，用户可以沿着易撕线撕开包装；2.使用齿形刀在包装盒切割齿形边，客户沿着齿形边打开包装；但是以上两种做法都有缺陷，由于受外为作用容易在包装盒上留下印痕，并且不能保证打标的效果；还有一种现在比较常用的做法，用激光器在包装盒上切割出易撕线，这种做法可调整激光打标参数避免将包装膜打穿，不会在包装上留下印痕，以免影响包装美观，其步骤为：将设计的易撕口的图案输入到计算机系统中，用计算机系统控制激光切割系统在抽纸包装相应的位置雕刻或者切割相应造型的刻痕线，这种方法工序简单，自动化程度高，但是此方法在运行的时候有一个前提，就是产品进行激光切割的时候必须要保证其位置固定，否则易撕线的位置会有偏差，不能保证切割精度，但是在生产线上很难保证产品位置不变，或者有一些高精度要求的场合就不能采取上述方法；另外现有技术中，对于抽纸包装易撕口的质量检测，一般采用人工的方法进行检测，这种方法在一定程度上能够检测出一些不合格的产品，但这种方法不仅耗时耗力，成本高，而且会因为工人的各种不确定因素导致部分不合格产品和一些不太明显的缺陷产品未能被检测出来。

技术实现要素：

为了解决以上背景内容中提出的问题，本发明提供了一种抽纸包装的易撕线的视觉检测系统，通过图像采集系统获取图像信息并且传输给计算机，再通过计算机对采集的图像进行检测和处理，然后调整计算机系统中易撕线的打标的位置参数，从而控制激光打标系统的运动，采用本系统能够解决抽纸包装过程中因位置偏差带来的影响，并有效预防易撕线产生过程中出现的缺陷，提高易撕线的加工精度。

具体方案如下：

一种抽纸包装的易撕线的视觉检测系统，该系统包括：图像采集系统、激光打标系统、计算机和传送系统；所述图像采集系统获取图像信息并且传输给计算机，然后由计算机对图像进行检测和处理；通过计算机的图像处理模块对目标进行定位以准确的获取产品坐标，然后传递给激光打标系统，调整易撕线的打标的位置参数。

作为本发明进一步的限定，图像采集系包括：用于采集图像的相机，用于聚集光线并将拍摄目标的光学图像成像在相机的ccd/cmos传感器表面上的镜头，用于提供照明的光源和用于采集目标图像的图像采集卡。

作为本发明进一步的限定，图像采集系统和所述激光打标系统分别与计算机相连；所述图像采集系统中的光源、镜头和相机通过固定装置连接在固定支架上；所述光源采用发光二极管；所述抽纸包装通过传送系统传送至激光打标系统。

作为本发明进一步的限定，激光打标系统包括激光打标机和打标机控制器，所述打标机控制器根据接收到的信号控制激光打标机的位置。

作为本发明进一步的限定，计算机包括：控制与处理模块、光强检测模块、相机模块、图像缓存模块、图像处理模块、通信接口模块和上位机模块；所述光强检测模块、相机模块和图像缓存模块与所述的控制与处理模块电连接，所述通信接口模块与所述上位机模块电连接。

光强检测模块的输出端与所述相机模块的输入端相连，所述相机模块的输出端与所述图像缓存模块的输入端相连，所述图像缓存模块的输出端与所述图像处理模块的输入端相连，所述图像处理模块与所述通信接口相连。

控制与处理模块用于配置所述相机模块的参数，给所述光强检测模块输入信号并且通过检测反馈的光强信号配置所述相机模块的曝光时间，然后将所述相机模块采集的图像进行数据格式转换、缓存至所述图像缓存模块以及进行目标物检测，最后将检测结果通过通信接口模块上传至所述的上位机模块进行显示；

光强检测模块用于检测所述相机拍摄环境的光强并转换成对应的光强信号输入控制与处理模块；

相机模块用于将采集的图像转换成对应的图像数据输入至所述的控制与处理模块；所述相机模块采用多相机方式；所述目标图像首先通过相机对抽纸包装的三个面进行拍照，正面图像的定位是根据图像处理后目标面积的大小进行定位，左面和右面的图像定位是采用模板匹配的方法进行定位；

所述图像缓存模块用于缓存所述相机模块采集的图像的灰度化数据；

所述上位机模块，采用工业计算机，用于显示抽纸包装所在区域的位置和所述抽纸包装易撕线的打标区域；

所述图像处理模块部分包括：测量模块、控制模块、显示模块和统计分析模块；用于对目标图像的自动测量、自动定位和坐标统计分析；所述图像处理模块首先控制相机采集图像，然后对采集的图像进行图像处理，最终将处理结果显示出来，并且把结果反馈给激光打标机控制器。

作为本发明进一步的限定，图像处理具体为：当抽纸包装到达测量区域后，由传感器发出信号给计算机，计算机启动测量程序分别执行图像采集、预处理、特征边缘提取、参数计算后将测量数据存储到数据库中，并将测量结果输出给打标机控制器，由打标机控制器控制激光打标机进行易撕线的雕刻。

作为本发明进一步的限定，传送系统包括：电机、传送带、皮带、传动辊和支撑架，所述电机的输出轴通过皮带带动传动辊转动，从而使传动带进行匀速运动，所述皮带覆盖于传动辊上方，所述传动辊安装在支撑架上。

有益效果

1.本发明采用机器视觉技术结合激光打标技术，通过图像处理时对目标进行定位，可以准确的获取产品坐标，然后传递给激光打标系统，调整易撕线的打标的位置及参数，保证易撕线的位置不会有偏差，提高易撕线的加工精度。

2.本发明采用视觉的方法代替人工定位，图像处理与达标过程无需停止传送带进行静止打标，极大的提高了生产效率。

3.本发明通过实时检测，能有效预防易撕线产生过程中出现的缺陷，提高了抽纸包装易撕线的生产质量，减少了人工检测的成本以及因人工检测的各种不确定因素导致的部分不合格产品和一些不太明显的缺陷产品未能被检测出来的问题。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定；在附图中：

图1本发明所述的一种抽纸包装易撕线的视觉检测系统的硬件部分连接结构示意图。

图2本发明所述的一种抽纸包装易撕线的视觉检测系统的部分连接结构方框图。

图3本发明所述的一种抽纸包装易撕线的视觉检测系统的目标图像标定位的方框图。

附图标记说明：1.图像采集系统；2.激光打标系统；3.计算机；4.相机；5.镜头；6.图像采集卡；7.固定支架；8.光源；9.传感器；10.抽纸包装；11.传送系统；12.激光打标机；13.打标机控制器。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的一些实施方式做详细说明。

实施一

针对现有技术中因抽纸包装位置不固定，易撕线切割有偏差，以及人工检测耗时耗力，成本高，而且会因为工人的各种不确定因素导致部分不合格产品和一些不太明显的缺陷产品未能被检测出来的问题，本发明提出了抽纸包装的易撕线的视觉检测系统，通过图像采集系统1获取图像信息并将获取的图像信息传输给计算机系统3，然后对图像进行检测和处理，通过图像处理时对目标进行定位，获取产品坐标传递给激光打标系统2；本发明采用机器视觉技术结合激光打标技术，调整易撕线的打标的位置及参数，保证易撕线的位置不会有偏差，提高易撕线的加工精度。

参照图1，所述抽纸包装的易撕线的视觉检测系统包括：图像采集系统1、激光打标系统2、计算机3和传送系统11；所述图像采集系统1获取图像信息并且传输给计算机3，然后由计算机3对图像进行检测和处理；通过图像处理对目标进行定位以准确的获取产品坐标，然后传递给激光打标系统，调整易撕线的打标的位置参数。

所述图像采集系统1包括：用于采集图像的相机4，用于聚集光线并将拍摄目标的光学图像成像在相机的ccd/cmos传感器表面上的镜头5，用于提供照明的光源8和用于采集目标图像的图像采集卡6。

所述图像采集系统1和所述激光打标系统2分别与计算机3相连；所述图像采集系统1中的光源7、镜头4和相机3通过固定装置连接在固定支架6上；所述光源7采用发光二极管；所述抽纸包装通过传送系统11传送至激光打标系统2。

所述图像采集系统1中的镜头5和相机4搭配起来，用于产品的成像；所述图像采集卡6将图像传感器所接收到的光学图像转化为计算机系统3所能处理的电信号；所述抽纸包装易撕线检测视觉检测系统是一个实时检测系统，即目标图像通过所述系统的图像采集系统1获取并且传输给计算机3，然后由计算机3的图像处理模块部分对图像进行处理和检测。

所述激光打标系统2包括激光打标机12和打标机控制器13，所述打标机控制器13根据接收到的信号控制激光打标机12的位置。

所述计算机3包括：控制与处理模块、光强检测模块、相机模块、图像缓存模块、图像处理模块、通信接口模块和上位机模块；所述光强检测模块、相机模块和图像缓存模块与所述的控制与处理模块电连接，所述通信接口模块与所述上位机模块电连接；所述光强检测模块的输出端与所述相机模块的输入端相连，所述相机模块的输出端与所述图像缓存模块的输入端相连，所述图像缓存模块的输出端与所述图像处理模块的输入端相连，所述图像处理模块与所述通信接口相连。

所述控制与处理模块用于配置所述相机模块的参数，给所述光强检测模块输入信号并且通过检测反馈的光强信号配置所述相机模块的曝光时间，然后将所述相机模块采集的图像进行数据格式转换、缓存至所述图像缓存模块以及进行目标物检测，最后将检测结果通过通信接口模块上传至所述的上位机模块进行显示；

所述光强检测模块用于检测所述相机4拍摄环境的光强并转换成对应的光强信号输入控制与处理模块；

所述相机模块用于将采集的图像转换成对应的图像数据输入至所述的控制与处理模块；所述相机模块采用多相机方式；所述目标图像首先通过相机4对抽纸包装10的三个面进行拍照，正面图像的定位是根据图像处理后目标面积的大小进行定位，左面和右面的图像定位是采用模板匹配的方法进行定位，所述系统目标图像定位方框图参见图3；

所述图像缓存模块用于缓存所述相机模块采集的图像的灰度化数据；

所述上位机模块，采用工业计算机，用于显示抽纸包装所在区域的位置和所述抽纸包装易撕线的打标区域；

所述图像处理模块部分包括：测量模块、控制模块、显示模块和统计分析模块；用于对目标图像的自动测量、自动定位和坐标统计分析；所述图像处理模块首先控制相机采集图像，然后对采集的图像进行图像处理，最终将处理结果显示出来，并且把结果反馈给激光打标机控制器13。

进一步的，所述图像处理具体为：当抽纸包装到达测量区域后，由传感器9发出信号给计算机3，计算机3启动测量程序分别执行图像采集、预处理、特征边缘提取、参数计算后将测量数据存储到数据库中,并将测量结果输出给打标机控制器13,由打标机控制器13控制激光打标机12进行易撕线的雕刻。

所述传送系统11包括：电机、传送带、皮带、传动辊和支撑架，所述电机的输出轴通过皮带带动传动辊转动，从而使传动带进行匀速运动，所述皮带覆盖于传动辊上方，所述传动辊安装在支撑架上。

实施例二

根据图3，所述图像定位具体为：定位对于正面图像，是基于目标形状特征的方法进行定位的，先找出目标图像的中心点，然后在实时检测的过程中再获取目标的中心点，计算出两个坐标点的仿射变换：对于侧面图像，先根据检测目标创建模板，然后在实时检测的过程中根据获取的目标场景寻找模板，计算出两幅图像的仿射变换，然后分别在目标的边缘作灰度值剖面线，系统会根据线的位置，按照一维边缘提取的方法提取出出目标边缘，在实时检测的过程中，完成目标定位之后，根据第一步中仿射变换结果，计算出灰度值剖面线在图像中的位置，最终获得边缘点坐标；在系统运行的过程中，进行一次定位和创建模板之后，数据就会被保存，所以这些步骤只需要做一次，而对目标图像的处理，模板匹配和目标定位是每一次检测都要进行，因为系统是实时运行的，目标图像是由相机实时获取的，从获取一幅图像到处理分析，获取结果，结束检测，就是一个循环过程。

本发明所述系统中视觉检测系统与激光打标系统通过wm_copydata消息机制通讯，各系统、模块之间通过串口通讯，当抽纸包装到达拍照位置后，计算机3中的激光打标程序首先通过消息机制发送字符串“t”给易撕线视觉程序，当收到指令后，计算机3中的易撕线视觉程序控制光源控制器，使两个光源同时点亮，之后计算机3连接的相机采集产品图像，并提取易撕线位置，将所有坐标信息按照指定格式发给计算机3中的激光器打标程序。

本发明所述的抽纸包装易撕线的视觉检测系统，采用机器视觉技术结合激光打标技术，通过图像处理时对目标进行定位，准确的获取产品坐标，然后传递给激光打标系统，调整易撕线的打标位置，保证易撕线的位置不会有偏差，提高易撕线的加工精度。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。