一种在线烟支缺陷视觉检测系统及方法与流程

本发明涉及烟支视觉检测系统领域，具体涉及一种在线烟支缺陷视觉检测系统及方法。

背景技术：

近年来，“爆珠添加”和“新型嘴棒”作为一种卷烟的创新技术。这些技术不仅保持了原有中式卷烟的品质，而且增加了保润增湿、降焦减害的作用。新型香烟深受广大消费者的青睐，导致新型卷烟的市场扩容规模逐年增加，呈现井喷的发展态势。

新型香烟检测高于普通烟支检测，新型香烟比普通香烟的检测增加了爆珠的有无、缺损、嘴棒异形等检测，显然原有的烟支检测不满足含有新型香烟的检测。现有的检测技术大部分采用人工检测，这种方式存在大量缺陷：人工检测标准不统一，检测速度较慢效率低下，检测精度不够。

因此，需要一种新型烟支缺陷检测系统和方法，以便解决在原有烟支检测技术上的新突破，同时也有利于形成一定的标准和规范，使得新型香烟的检测符合国家相关标准，实现烟草行业对于新型香烟检测的规范化和高效性。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决现有烟支缺陷检测技术中存在的不规范、效率低、精度不够等问题，因此本发明提供一种在线烟支缺陷视觉检测系统及方法。

本发明解决以上存在的技术问题的方案如下：一种在线烟支缺陷视觉检测系统，包括图像采集模块、图像处理模块、剔除模块和控制器模块；所述图像采集模块用于采集烟支表面特征数据和烟支内部特征数据；所述图像处理模块用于对表图像采集模块采集的烟支表面特征数据和烟支内部特征数据进行分析处理，对烟支表面缺陷和烟支内部缺陷进行识别检测和标记；所述剔除模块对图像处理模块标记为缺陷的烟支进行剔除；所述的控制器模块：协调控制上述各模块工作时序，提供对外接口。

本发明所述的在线烟支缺陷视觉检测系统还包括烟支输送模块，用于烟支输送，和在烟支输送过程中对烟支进行规范化整形排列，便于后续处理。因为烟支零散在传送带上，不利于图像采集相机采到各个烟支的完整图像，当经过烟支输送模块进行规范化整形排列后，使烟支的烟嘴朝向同一方向，避免烟支排列参差不齐，最终使得烟支均可在采图相机的视场范围之中，以便于图像采集模块采集到符合要求的清晰图片。

本发明所述的图像采集模块包括表面特征获取模块和内部特征获取模块；

所述的表面特征获取模块用于采集烟支表面特征数据，即采集烟支表面图像；

所述的内部特征获取模块：利用烟支内部填充物的不同材质、密度对特定电磁波信号的吸收、反射强度不同的特点，采集烟支内部特征数据。

本发明所述表面特征获取模块和内部特征获取模块均包括检测平台、检测光源和采图相机；

所述的检测光源用于为待检测烟支提供光源照射；所述的检测光源是根据本发明对烟支外观特征和内部缺陷特征的要求，以各自的成像要求结合烟支的内外材料性质选取稳定性检测光源；所述检测光源的稳定性，包括检测光源长时间工作中的降温事项，所述检测光源附近均设置冷却风扇。

所述检测平台为一具有稳定传输功能的输送带，可以根据采图相机的成像效果，调节传输速度，用于以满足成像要求的速度进行待测烟支的传送功能，例如如果相机采集的烟支图片具有较大的拖影，可适当降低变频器的频率，减小运动物体成像时的拖影。

所述的采图相机，用于对烟支表面特征获取和对烟支内部特征获取进行拍照，并将采集到的图像及时传送到图像处理模块进行数据处理。

所述表面特征获取模块中包含的采图相机可以为黑白、彩色面阵或线阵相机，彩色相机不局限于某一种颜色或多种颜色组合的相机，只要具备物体表面图像采集功能即可。

所述内部特征获取模块中包含的采图相机为：具有接收X射线、红外、微波等光谱段功能的相机，优选具有接收X射线光谱段功能的相机。

本发明所述的图像处理模块包括表面缺陷检测模块和内部缺陷检测模块。

所述的表面缺陷检测模块：用于对表面特征获取模块采集的烟支表面特征数据进行分析处理，对烟支表面缺陷进行识别检测和标记。该模块是采用特定的处理算法，利用计算机或者嵌入式设备对烟支表面特征数据进行分析处理，从而实现对烟支表面缺陷进行识别检测和标记。

所述的内部缺陷检测模块：用于对内部特征获取模块采集的烟支内部特征数据进行分析处理，对烟支内部缺陷进行识别检测和标记。所述的内部缺陷检测模块是采用特定的处理算法，利用计算机或者嵌入式设备对烟支内部特征数据进行分析处理，对烟支内部缺陷进行识别检测和标记。

所述的图像处理模块首先对获取到的烟支表面特征和烟支内部缺陷特征的图片数据进行去除噪声、增强、复原、分割、提取特征等方法的预处理；然后将经过预处理过的图片与合格产品的预处理图片进行各项参数比较，从烟支外观和内在缺损上确定是否合格；例如烟支外观卷接松散、破损残缺、严重变形、长度缺陷，烟支内部存在爆珠破损、变形、有无、个数、大小、位置，是否含有大量梗签，烟支内部是否存在空断等。最后将比对合格与否的结果输送到剔除模块。剔除模块是根据图像处理模块判断的是否合格信号，利用剔除装置将不合格产品进行剔除。

本发明还提供一种在线烟支缺陷视觉检测方法，包括如下步骤：

1)所述的图像采集模块采集烟支表面特征数据和烟支内部特征数据；

2)所述的图像处理模块对图像采集模块采集到的烟支表面特征数据和烟支内部特征数据进行分析处理，对烟支表面缺陷和烟支内部缺陷进行识别检测和标记；

3)剔除模块对图像处理模块标记为缺陷的烟支进行剔除。

所述的烟支缺陷视觉检测方法还包括控制器模块，所述控制器模块对其它模块进行控制，使实现各自功能。

所述的烟支缺陷视觉检测方法还包括烟支输送模块在烟支输送过程中对烟支形态进行调整控制的步骤。

本发明还提供一种优选的在线烟支缺陷视觉检测的方法，具体包括如下步骤：

2)表面特征获取模块采集烟支表面特征数据；

2)表面缺陷检测模块对表面特征获取模块采集的烟支表面特征数据进行分析处理，对烟支表面缺陷进行识别检测和标记；

3)内部特征获取模块采集烟支内部特征数据；

4)内部缺陷检测模块对内部特征获取模块采集的烟支内部特征数据进行分析处理，对烟支内部缺陷进行识别检测和标记；

5)剔除模块对表面缺陷检测模块和内部缺陷检测模块标记为缺陷的烟支进行剔除。

所述优选的在线烟支缺陷视觉检测的方法还包括控制器模块，所述控制器模块对其它模块进行控制，使实现各自功能。

所述优选的在线烟支缺陷视觉检测方法还包括烟支输送模块在烟支输送过程中对烟支形态进行调整控制的步骤。

本发明的在线烟支缺陷视觉检测系统和方法，具有以下优点：

(1)本发明将烟支外观检测和烟支内部缺陷检测集于一体，减少设备的运行成本和空间占有率。

(2)确保烟支产品检测的标准化，检测结果可靠。

(3)有效提高检测的效率和检测速度。

(4)检测精度明显提升，视觉系统可以有效的检测基于合格边缘化的产品。

(5)可以大幅度降低人力消耗，提高烟支的检测质量，给烟草行业带来间接的经济效益。

(6)可满足原有烟支缺损的检测，同时满足对新型样子检测的条件，在空间利用和检测效率上明显提高。

附图说明

图1为本发明一种在线烟支缺陷视觉检测系统工作原理示意图；

图2为本发明一种在线烟支缺陷视觉检测方法示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的原理进行描述，所列举的实施例只对本发明解释，但不限制本发明的范围。

如图1所示，本发明所述的在线烟支缺陷视觉检测系统包括：烟支输送模块、图像采集模块、图像处理模块、剔除模块和控制器模块。

所述烟支输送模块用于将零散的烟支按照一定的方向进行整形规范化排列，并使得烟支嘴棒朝同一方向，以便于图像采集模块采集到符合要求的清晰图片。所述图像采集模块包括表面特征获取模块和内部特征获取模块，表面特征获取模块通过采图相机采集烟支表面特征数据，内部特征获取模块通过采图相机采集烟支内部特征数据。图像处理模块具有表面特征检测和内部缺陷特征检测功能，对图像采集模块采集的烟支表面特征数据和烟支内部特征数据进行分析处理，对烟支内部缺陷和表面缺陷进行识别检测并标记，所述剔除模块对图像采集模块标记为缺陷的烟支进行剔除。所述控制器模块协调控制上述各模块工作时序，提供对外接口。

本优选实施方式中，控制器模块是用于调控各个模块之间的逻辑控制，使整个系统在图像采集、图像处理、剔除之间能形成合理的时序逻辑并提供对外接口。

附图2所示为本发明一种在线烟支缺陷视觉检测方法示意图，包括以下步骤：

步骤1：烟支输送模块对烟支进行排列整形和传输；

步骤2：烟支到达检测平台上时，打开检测光源，打开采图相机，对待测烟支的表面特征数据和内部缺陷数据进行拍照采集，并将图片传输到图像处理模块；

步骤3：图像处理模块中的表面特征检测模块和内部缺陷检测模块先对图片进行预处理，再和前期的合格烟支预处理图片进行各项参数检测，将信号输入到剔除模块；

步骤4：接收到剔除信号后，启动剔除模块，对于标记有外观、内部缺陷的烟支进行剔除。