一种流水线产品质量检测并剔除缺陷产品的系统及方法

1.本发明涉及流水线产品质量检测技术领域，具体涉及一种流水线产品质量检测并剔除缺陷产品的系统及方法。


背景技术：

2.空心圆柱状产品是一种中空的圆柱状物，在丝绸、布匹、造纸等行业均有应用，其材料一般为纸板。
3.在空心圆柱状产品生产的过程完成后，需要对空心圆柱状产品质量进行检测，传统的空心圆柱状产品质量检测方位为通过流水线将空心圆柱状产品传输到检测台上，然后通过人工进行观察，效率低下且人力成本高，还存在一定的误检率；
4.在现有技术中，如中国专利公开号为cn212893074u的实用新型专利文献公开了一种自动检测缺陷的铝带收卷机，该机器包括机架、收卷分隔轴、收空心圆柱状产品、多个ccd摄像头、显示器、存储模块等。该机器在顶部的收卷分隔轴设置多个ccd摄像头，通过摄像头与显示器连接，将切割后的小卷铝材的展开图像实时传输至显示器显示，来追溯确定各小卷中缺陷的位置及所处卷号。该机器零部件复杂，且只能针对铝带进行缺陷检测，需要将铝带置于展平状态下，且检测出缺陷后只能进行记录，无法实时的将有缺陷的铝带进行去除；
5.中国专利公开号为cn212111174u的实用新型专利文献公开了一种pet薄膜表面缺陷检测装置，该装置通过光学传感器、单片机等零部件检测pet薄膜是否存在缺陷，当薄膜的表面出现缺陷时，光学传感器将检测的结果传输到单片机上，然后单片机控制电机停止转动，同时该装置发出蜂鸣声，提示工人进行处理。该装置结构较为简单，但是仍然需要将待检测的pet薄膜处于展平状态，且所使用光学传感器需要接受穿透过pet薄膜的光线，导致该装置只能检测类似pet薄膜的高透光率的薄膜材料，此外，该装置检测出缺陷后需要暂停整个检测过程，等待工人进行处理，效率仍然比较低下。


技术实现要素：

6.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种流水线产品质量检测并剔除缺陷产品的系统及方法，以解决现有技术中，对于流水线上的产品的自身状态有要求，且检测到缺陷产品后，无法自动将缺陷产品从流水线上剔除，需要人工参与，导致效率低下的问题。
7.根据本发明实施例的第一方面，提供一种流水线产品质量检测并剔除缺陷产品的系统，包括：
8.相机：用于采集流水线上的图像画面，并发送给信号处理模块；
9.信号处理模块：用于接收相机采集的图像画面，并计算图像画面的颜色平均值以及图像特征值，通过颜色平均值以及图像特征值判断图像画面中的空心圆柱状产品是否存在缺陷，若存在缺陷，则向控制模块发送指令；
10.控制模块：用于接收信号处理模块发送的指令，并根据指令向击打装置发送控制信号；
11.击打装置：用于接收控制信号后，将流水线上存在缺陷的空心圆柱状产品从流水线上击打到流水线一侧的回收箱内。
12.优选地，
13.所述击打装置包括：电机以及与电机轴连接的电机杆；
14.所述电机与控制模块连接，所述电机杆与电机轴相垂直，所述电机杆初始状态下竖直向下，所述电机设置在流水线的一侧，所述电机杆的底部高于流水线的高度且低于流水线加空心圆柱状产品的高度，所述电机轴与流水线间隔一定距离且互相平行，电机轴与流水线上的空心圆柱状产品间隔的距离小于电机杆的长度；
15.所述电机用于接收到控制模块发送的控制信号后，控制自身的电机轴旋转一定角度，所述电机轴的旋转带动电机杆的旋转，电机杆转动一定角度后，将流水线上的空心圆柱状产品从流水线上击打到流水线另一侧的回收箱内。
16.优选地，
17.所述相机包括：第一相机以及第二相机；
18.第一相机：设置于流水线的上方，用于采集流水线上方的图像画面，并发送给信号处理装置；
19.第二相机：设置于流水线的一侧，用于采集流水线侧方的图像画面，并发送给信号处理装置。
20.优选地，
21.所述信号处理模块还用于根据图像画面的颜色平均值判断流水线上是否存在空心圆柱状产品。
22.优选地，还包括：
23.计数模块：用于对存在缺陷的空心圆柱状产品进行计数，所述计数模块与信号处理模块连接。
24.优选地，还包括：
25.供电模块：用于为相机、信号处理模块、控制模块、计数模块以及击打装置进行供电。
26.根据本发明实施例的第二方面，提供一种流水线产品质量检测并剔除缺陷产品的方法，所述方法基于上述任意一项所述的一种流水线产品质量检测并剔除缺陷产品的系统，所述方法包括：
27.获取流水线上的图像数据；
28.根据图像数据判断流水线上是否存在空心圆柱状产品，当有空心圆柱状产品存在时，获取每一张图像数据的颜色平均值与图像特征值；
29.将每一张图像的颜色平均值与图像特征值分别与预设的颜色平均阈值以及图像特征阈值进行比较，当满足预设的条件时，判断该图像中的空心圆柱状产品存在缺陷，当不满足预设的条件时，判断图像中的空心圆柱状产品不存在缺陷；
30.当空心圆柱状产品存在缺陷时，通过击打装置将存在缺陷的空心圆柱状产品从流水线上剔除。
31.优选地，
32.所述根据图像数据判断流水线上是否存在空心圆柱状产品包括：
供电模块，8-支架。
具体实施方式
49.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
50.实施例一
51.图1是根据一示例性实施例示出的一种流水线产品质量检测并剔除缺陷产品的系统的系统示意图，如图1所示，该系统包括：
52.相机1：用于采集流水线上的图像画面，并发送给信号处理模块5；
53.信号处理模块5：用于接收相机1采集的图像画面，并计算图像画面的颜色平均值以及图像特征值，通过颜色平均值以及图像特征值判断图像中的空心圆柱状产品是否存在缺陷，若存在缺陷，则向控制模块6发送指令；
54.控制模块6：用于接收信号处理模块5发送的指令，并根据指令向击打装置2发送控制信号；
55.击打装置2：用于接收控制信号后，将流水线上存在缺陷的空心圆柱状产品从流水线上击打到流水线一侧的回收箱内；
56.可以理解的是，本技术以下的描述中将空心圆柱状态产品定义为卷筒，本技术通过相机1采集流水线上的图像画面，并通过信号处理模块5计算接收到的图像画面的颜色平均值以及图像特征值，将颜色平均值以及图像特征值与预设的颜色平均值以及图像特征值进行比较，判断图像中的卷筒是否存在缺陷，若存在缺陷在，则向控制模块6发送指令，控制模块6接收到指令后，向击打装置2发送控制信号，击打装置2将流水线上存在缺陷的卷筒从流水线上击打到流水线一侧的回收箱内，完成缺陷卷筒的剔除，采用本技术的方案，不需要对卷筒的状态有需求，且完成缺陷产品的检测后，可以实时的将产品从流水线上剔除，无需人工参与，提高了产品质量检测的效率。
57.优选地，
58.所述击打装置2包括：电机3以及与电机轴连接的电机杆4；
59.所述电机3与控制模块6连接，所述电机杆4与电机轴相垂直，所述电机杆4初始状态下竖直向下，所述电机3设置在流水线的一侧，所述电机杆4的底部高于流水线的高度且低于流水线加卷筒的高度，所述电机轴与流水线间隔一定距离且互相平行，电机轴与流水线上的卷筒间隔的距离小于电机杆4的长度；
60.所述电机3用于接收到控制模块6发送的控制信号后，控制自身的电机轴旋转一定角度，所述电机轴的旋转带动电机杆4的旋转，电机杆4转动一定角度后，将流水线上的卷筒从流水线上击打到流水线另一侧的回收箱内；
61.可以理解的是，如附图2所示，当信号处理模块5检测到经过击打装置2的卷筒存在缺陷时，向控制模块6发送控制指令，控制模块6再向电机3发送控制信号，电机3根据控制信号控制电机轴旋转一定角度，电机轴的旋转带动与之相连的电机杆4的旋转，电机杆4旋转一定角度后，与卷筒相接触，并将卷筒从流水线上击打到与电机3相对的另一侧，然后电机3
复位，电机杆4回到原位置，值得强调的是，本技术中的电机3也可以是舵机等用于带动电机杆4转动的装置。
62.优选地，
63.所述相机1包括：第一相机以及第二相机；
64.第一相机：设置于流水线的上方，用于采集流水线上方的图像画面，并发送给信号处理装置；
65.第二相机：设置于流水线的一侧，用于采集流水线侧方的图像画面，并发送给信号处理装置；
66.可以理解的是，为了更精准的检测到卷筒的外壁以及内壁的缺陷，本技术同时在流水线的上方以及侧方设置相机1，上方的相机1由于卷筒在流水线上的滚动，可以获取到卷筒外表面的图像，而侧方的相机1则可以获取到卷筒内壁的图像画面，通过同时获取卷筒外壁以及内壁的图像画面，实现对卷筒缺陷的精准检测，本技术还公开了一种支架8，所述支架8的底座设置在流水线的另一侧，与电机3相对，所述底座上竖直设置有第一支架杆，所述第二相机设置于第一支架杆上，用于获取卷筒内壁的图像，所述第一支架杆顶部设置有与第一支架杆垂直的第二支架杆，所述第一支架杆的高度高于流水线水平面一定高度，所述第二支架杆上设置有第一相机，所述第一相机用于拍摄卷筒的外壁图像，所述的第一相机以及第二相机采用3d相机，还可以在相机旁设置灯光，用于为相机的拍摄提供良好的环境。
67.优选地，
68.所述信号处理模块5还用于根据图像画面的颜色平均值判断流水线上是否存在空心圆柱状产品；
69.可以理解的是，本技术中的信号处理模块5接收到相机1发送的图像画面后，先计算实时图像画面的颜色平均值，将该颜色平均值与预设的颜色平均值进行比较，当满足预设的条件时，表明此时图像中存在卷筒，才会继续计算图像的图像特征值，用于判断卷筒是否存在缺陷，这样的设计可以节约信号处理模块5的计算资源，可以提高信号处理模块5计算的效率。
70.优选地，还包括：
71.计数模块：用于对存在缺陷的空心圆柱状产品进行计数，所述计数模块与信号处理模块5连接；
72.可以理解的是，本技术还公开一种计数模块，所述计数模块用于当信号处理模块5检测到有缺陷的卷筒时，信号处理模块5向计数模块发送信号，计数模块自身计数加1，本技术还可以在流水线一旁设置显示屏，用于显示计数模块5的计数，方便用户查看缺陷产品的数量。
73.优选地，还包括：
74.供电模块：用于为相机1、信号处理模块5、控制模块6、计数模块以及击打装置2进行供电；
75.可以理解的是，本技术还将通过供电模块为上述的用电设备进行供电。
76.实施例二
77.图3是根据另一示例性实施例示出的一种流水线产品质量检测并剔除缺陷产品的
方法的流程示意图，所述方法基于上述任意一项所述的一种流水线产品质量检测并剔除缺陷产品的系统，所述方法包括：
78.s1，获取流水线上的图像数据；
79.s2，根据图像数据判断流水线上是否存在空心圆柱状产品，当有空心圆柱状产品存在时，获取每一张图像数据的颜色平均值与图像特征值；
80.s3，将每一张图像的颜色平均值与图像特征值分别与预设的颜色平均阈值以及图像特征阈值进行比较，当满足预设的条件时，判断该图像中的空心圆柱状产品存在缺陷，当不满足预设的条件时，判断图像中的空心圆柱状产品不存在缺陷；
81.s4，当空心圆柱状产品存在缺陷时，通过击打装置将存在缺陷的空心圆柱状产品从流水线上剔除；
82.可以理解的是，本技术还公开了一种流水线产品质量检测并剔除缺陷产品的方法，当获取到流水线上的图像数据后，先计算图像数据的颜色平均值，判断图像中是否有卷筒存在，当有卷筒存在时，再继续计算图像的图像特征值，再通过颜色平均值以及图像特征值判断图像中的卷筒是否存在缺陷，当有缺陷存在时，通过击打装置将存在缺陷的卷筒从流水线上剔除。
83.优选地，
84.所述根据图像数据判断流水线上是否存在空心圆柱状产品包括：
85.预先采集没有空心圆柱状产品的流水线的图像数据，计算该图像数据的颜色平均值，设为第一颜色平均值，并进行存储；
86.获取实时的流水线上的图像数据，计算实时的流水线上的图像数据的颜色平均值，设为第二颜色平均值；
87.当第一颜色平均值与第二颜色平均值的差值的绝对值比上第一颜色平均值大于预设的阈值时，则判断该实时的流水线上的图像数据中存在空心圆柱状产品，并计算该图像数据的图像特征值，当第一颜色平均值与第二颜色平均值的差值的绝对值比上第一颜色平均值小于或等于预设的阈值时，判断该实时的流水线上的图像数据中不存在空心圆柱状产品；
88.可以理解的是，预先采集没有卷筒的流水线的图像，计算该图像的颜色平均值，设为a；装置工作时，相机会不断采集流水线图像，传输至信号处理模块计算每一张图像的颜色平均值，设为b，当|a-b|/a》0.1时，判断有卷筒出现在相机的图像中，再计算该图像数据的图像特征值，当|a-b|/a≥0.1时，判断该实时的流水线上的图像数据中不存在卷筒。
89.优选地，
90.所述将每一张图像的颜色平均值与图像特征值分别与预设的颜色平均阈值以及图像特征阈值进行比较包括：
91.预先采集n个无缺陷空心圆柱状产品的m张图像，分别计算m张图像的颜色平均值以及图像特征值，取m张图像的颜色平均值的最大值、最小值以及平均值，分别存储为：c
max
、c
min
、c
avg
，取m张图像的图像特征值的最大值、最小值以及平均值，分别存储为t
max
、t
min
、t
avg
；
92.获取实时的流水线上的图像数据的颜色平均值d以及图像特征值u；
93.当满足|c
avg-d|/c
avg
》0.1，或，d》c
max
，或，d《c
min
，或|t
avg-u|/t
avg
》0.1，或，u》t
max
，或，u《t
min
中的任意一个条件时，判断空心圆柱状产品存在缺陷，当不满足任意一个条件时，
判断空心圆柱状产品不存在缺陷；
94.可以理解的是，采集有n个无缺陷卷筒的m张图像，传输至信号处理模块计算m张图像的颜色平均值以及图像特征值(如图像的sift(尺度不变特征变换)特征或hog(方向梯度直方图)特征等)，取m张图像的颜色平均值的最大值、最小值、平均值分别为c
max
、c
min
、c
avg
；取m张图像的图像特征值的最大值、最小值以及平均值分别为t
max
、t
min
、t
avg
；装置工作时，相机会不断采集流水线图像，传输至信号处理模块计算每一张图像的颜色平均值以及图像特征值，分别设为d、u，当满足|c
avg-d|/c
avg
》0.1，或，d》c
max
，或，d《c
min
，或|t
avg-u|/t
avg
》0.1，或，u》t
max
，或，u《t
min
中的任意一个条件时，判断卷筒存在缺陷，当不满足任意一个条件时，判断卷筒不存在缺陷。
95.可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
96.需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
97.流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
98.应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。
99.本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
100.此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
101.上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
102.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
103.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。