烟叶智能化分级系统的图像采集装置的制作方法

本实用新型涉及光学图像检测领域，特别涉及一种烟叶智能化分级系统的图像采集装置。

背景技术：

烟叶分级是香烟生产全过程的关键一步。目前，烟叶分级工作主要依靠人工分拣，需耗费大量人力财力，且分级结果主观性强，因素影响多，导致烟叶分级不科学性、不客观、效率低。

因此，在这样的背景下，烟叶智能化自动分级的需求也就应运而生。依托计算机视觉技术的自动检测分级方式主要是应用图像处理技术、智能算法等技术对由图像采集工序得到的待测烟叶图形进行处理，得出待测烟叶大小、形状、颜色等参数，利用智能算法按照一定的比较方法得出烟叶的品质，确定待测烟叶的等级，完成烟叶等级确定。

完成烟叶的图像采集，是智能化自动分级的第一步，采集到优质的高色彩还原度烟叶图像能够极大程度上保证后续智能识别的准确性与可靠性，因此，在这一需求下，提出一种烟叶智能化分级系统图像采集识别设备的设计方案，它属于烟叶智能化分级系统的一个重要组成部分。

技术实现要素：

针对上述现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种能够对传送带上的烟叶进行连续扫描成像的烟叶智能化分级系统的图像采集装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种烟叶智能化分级系统的图像采集装置，包括具有烟叶输送通道的烟叶图像采集仓、设于所述图像采集仓内且位于所述烟叶输送通道上方且采集端朝向所述烟叶输送通道的图像采集机构以及图像采集辅助打光机构；所述图像采集仓上相应于所述烟叶输送通道的输送端的一侧具有供烟叶入仓的入仓口，所述图像采集仓上相应于所述烟叶输送通道的输出端的一侧具有供烟叶出仓的出仓口；所述烟叶输送通道上被所述图像采集机构采集到的区域为所述图像采集机构的采集区域，所述图像采集辅助打光机构的光源射向所述采集区域。

进一步的，所述图像采集仓包括仓架以及设于所述仓架的各个面上的各个遮光板，其中至少一遮光板与所述仓架铰接以能够打开和关闭。

进一步的，所述烟叶输送通道位于所述图像采集仓的底部，所述入仓口设于所述仓架的一侧的底部相应于所述烟叶输送通道的输入端的位置处，所述出仓口设于所述仓架的一侧的底部相应于所述烟叶输送通道的输出端的位置处。

进一步的，还包括一设于所述图像采集仓内、位于所述烟叶输送通道的输入端的上方且位于所述图像采集机构及图像采集辅助打光机构的下方的输入端遮光板以及一设于所述图像采集仓内、位于所述烟叶输送通道的输出端的上方且位于所述图像采集机构及图像采集辅助机构的下方的输出端遮光板，所述输入端遮光板及所述输出端遮光板之间具有一供所述图像采集机构能够采集烟叶和图像采集辅助打光的光源能够透过的窗口，所述烟叶输送通道上位于所述窗口正下方的区域为所述采集区域。

进一步的，所述图像采集机构设置于所述图像采集仓的上部，所述图像采集机构包括两组并列设置于所述图像采集区域上方的图像采集单元，每一图像采集单元均包括第一安装机构以及相机，所述第一安装机构包括一连接于所述图像采集仓顶部的第一安装立杆、横向设置于所述第一安装立杆上的第一安装横杆、设于所述第一安装横杆上远离所述安装立杆的一端的相机安装部，所述相机安装于所述相机安装部中且所述采集端朝向所述采集区域。

进一步的，所述第一安装立杆及第一安装横杆均为外螺纹杆，所述第一安装机构还包括螺纹配合于所述第一安装立杆上的第一连接块，在所述第一连接块上设置有与所述第一安装横杆的外螺纹配合的第一内螺纹孔，所述第一安装横杆的安装端螺纹配合于所述第一内螺纹孔中。

进一步的，所述图像采集辅助打光机构设于所述图像采集仓的上部，所述图像采集辅助打光机构为两组分别在水平投影上位于所述采集区域两侧的图像采集辅助打光单元，每一图像采集辅助打光单元均包括第二安装机构以及光源，所述第二安装机构包括两并列设置的安装部，每一安装部均包括连接于所述图像采集仓顶部的两第二安装横杆、竖向设置于每一第二安装横杆上的第二安装立杆、设于每一第二安装立杆下端的铰接部以及铰接于所述铰接部上的光源安装部，所述光源为线性光源，所述线性光源的上端安装于所述光源安装部上。

进一步的，所述第二安装横杆及第二安装立杆均为外螺纹杆，所述第二安装机构还包括螺纹配合于所述第二安装横杆上的第二连接块，在所述第二连接块上设置有一与所述第二安装立杆的外螺纹配合的第二内螺纹孔，在所述第二安装立杆的安装端螺纹配合于所述第二内螺纹孔中。

进一步的，所述图像采集仓在水平面的投影上呈矩形，所述仓架包括第一左立柱、平行设于所述第一左立柱的后方的第二左立柱、与所述第一左立柱平行的第一右立柱、与所述第二左立柱平行的第二右立柱、连接于所述第一左立柱及第二左立柱之间的第一底横架、连接于所述第一左立柱及第二左立柱之间的第一顶横架、连接于所述第一左立柱及第一右立柱之间的第二底横架、连接于所述第一左立柱及第一右立柱之间的第二顶横架、连接于所述第一右立柱及第二右立柱之间的第三底横架、连接于所述第一右立柱及第二右立柱之间的第三顶横架、连接于所述第二左立柱及第二右立柱之间的第四底横架、连接于所述第二左立柱及第二右立柱之间的第四顶横架，所述烟叶输送通道设于所述第二底横架及第四底横架之间；所述遮光板包括左侧遮光板、右侧遮光板、前侧遮光板、后侧遮光板、遮光顶板，所述左侧遮光板设于所述第一左立柱、第二左立柱、第一底横架及第一顶横架围合的空间内，所述右侧遮光板设于所述第一右立柱、第二右立柱、第三底横架及第三顶横架围合的空间内，所述前侧遮光板设于所述第一左立柱、第一右立柱、第二底横架及第二顶横架围合的空间内，所述后侧遮光板设于所述第二左立柱、第二右立柱、第四底横架及第四顶横架围合的空间内，所述遮光顶板设于所述第一顶横架、第二顶横架、第三顶横架及第四顶横架围合的空间内，所述前侧遮光板、后侧遮光板、左侧遮光板、右侧遮光板、遮光顶板中其中之一或任意组合与对应的立柱或顶横架铰接。

进一步的，所述图像采集仓还包括设于其下部的加强安装组架，所述加强安装组架包括连接于所述第一左立柱及第二左立柱之间且平行位于所述第一底横架上的第一连杆、连接于所述第一左立柱及第一右立柱之间且平行位于所述第二底横架上的第二连杆、连接于所述第一右立柱及第二右立柱之间且平行位于所述第三底横架上的第三连杆以及连接于所述第二左立柱及第二右立柱之间且平行位于所述第四底横架上的第四连杆，所述输入端遮光板与所述第二连杆、第三连杆以及第四连杆相邻的三个边缘分别固定于第二连杆、第三连杆及第四连杆上，所述输出端遮光板与所述第一连杆、第二连杆以及第四连杆相邻的三个边缘分别固定于所述第一连杆、第二连杆以及第四连杆上。

本实用新型的烟叶智能化分级系统的图像采集装置，所述仓架主要起到支撑检测仓其他结构的作用，由铝型材搭建而成，两侧开有入仓口与出仓口，用于安装传送带或倍速链输送线等传输机构，传输机构穿过检测仓框架，置于所述传输机构上的烟叶由入仓口进入并由出仓口离开。所述遮光板起到遮蔽外部光线，吸收杂散光的作用，使检测仓内部不受环境光线干扰。遮光板材质为黑色亚克力板，能够有效吸收光线，减少外部光线透射与内部光线反射。所述第一安装机构与第二安装机构用于支撑并调整线阵相机与光源位置，以达到较好的成像效果。所述线阵相机一次曝光一条线上的图像，通过高频率的逐行扫描，能够将在输送线上匀速移动的烟叶拍摄出一张完整的图像。所述线光源起到照明拍摄区域的作用，与线阵相机扫描区域相匹配，照明长条带状区域，照明光线集中，能有效还原烟叶色彩。

附图说明

图1是本实用新型烟叶智能化分级系统的图像采集装置去掉部分遮光板的结构示意图；

图2本实用新型烟叶智能化分级系统的图像采集装置的结构示意图；

图3是图像采集机构的结构示意图；

图4是图像采集辅助打光机构的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参见图1至图4，本实用新型的烟叶智能化分级系统的图像采集装置，包括具有烟叶输送通道100的图像采集仓1、设于所述图像采集仓1内且位于所述烟叶输送通道100上方且采集端朝向所述烟叶输送通道100的图像采集机构3以及图像采集辅助打光机构5；所述图像采集仓1上相应于所述烟叶输送通道100的输送端的一侧具有供烟叶入仓的入仓口101，所述图像采集仓1上相应于所述烟叶输送通道100的输出端的一侧具有供烟叶出仓的出仓口102；所述烟叶输送通道100上被所述图像采集机构3采集到的区域为所述图像采集机构3的采集区域103，所述图像采集辅助打光机构5的光源射向所述采集区域103。

所述图像采集仓1包括仓架11以及设于所述仓架11的各个面上的各个遮光板，其中至少一遮光板与所述仓架11铰接以能够打开和关闭。其中：

所述图像采集仓1在水平面的投影上呈矩形，所述仓架11包括第一左立柱111、平行设于所述第一左立柱111的后方的第二左立柱112、与所述第一左立柱111平行的第一右立柱113、与所述第二左立柱112平行的第二右立柱114、连接于所述第一左立柱111及第二左立柱112之间的第一底横架11a、连接于所述第一左立柱111及第二左立柱112之间的第一顶横架11b、连接于所述第一左立柱111及第一右立柱113之间的第二底横架11c、连接于所述第一左立柱111及第一右立柱113之间的第二顶横架11d、连接于所述第一右立柱113及第二右立柱114之间的第三底横架11e、连接于所述第一右立柱113及第二右立柱114之间的第三顶横架11f、连接于所述第二左立柱112及第二右立柱114之间的第四底横架11g、连接于所述第二左立柱112及第二右立柱114之间的第四顶横架11h；所述遮光板包括左侧遮光板121、右侧遮光板122、前侧遮光板123、后侧遮光板124、遮光顶板125，所述左侧遮光板121设于所述第一左立柱111、第二左立柱112、第一底横架11a及第一顶横架11b围合的空间内，所述右侧遮光板122设于所述第一右立柱113、第二右立柱114、第三底横架11e及第三顶横架11f围合的空间内，所述前侧遮光板123设于所述第一左立柱111、第一右立柱113、第二底横架11c及第二顶横架11d围合的空间内，所述后侧遮光板124设于所述第二左立柱112、第二右立柱114、第四底横架11g及第四顶横架11h围合的空间内，所述遮光顶板125设于所述第一顶横架11b、第二顶横架11d、第三顶横架11f及第四顶横架11h围合的空间内，所述前侧遮光板123、后侧遮光板124、左侧遮光板121、右侧遮光板122、遮光顶板125中其中之一或任意组合与对应的立柱或顶横架铰接。本实施例中，所述前侧遮光板123为对开的两扇，分别铰接于所述第一左立柱111和第一右立柱113上以能够相向打开。

进一步的，所述图像采集仓1还包括设于其下部的加强安装组架，所述加强安装组架包括连接于所述第一左立柱111及第二左立柱112之间且平行位于所述第一底横架11a上的第一连杆131、连接于所述第一左立柱111及第一右立柱113之间且平行位于所述第二底横架11c上的第二连杆132、连接于所述第一右立柱113及第二右立柱114之间且平行位于所述第三底横架11e上的第三连杆133以及连接于所述第二左立柱112及第二右立柱114之间且平行位于所述第四底横架11g上的第四连杆134。所述遮光板还包括设于所述第二连杆132、第二底横架11c、第一左立柱111以及第一右立柱113所围合的空间的第一底部遮光板126，以及设于所述第四连杆134、第四底横架11g、第二左立柱112以及第二右立柱114所围合的空间的第二底部遮光板127。

进一步的，所述图像采集仓1还包括设于其上部的用于安装所述图像采集机构3以及图像采集辅助打光机构5的安装顶架。所述安装顶架包括一连接于所述第一左立柱111及第一右立柱113的上端且平行位于所述第二顶横架11d下方的第一横架141、连接于所述第二左立柱112及第二右立柱114的上端且平行位于所述第四顶横架11h下方的第二横架142，垂直连接于所述第一横架141及第二横架142上的第一纵架143及第二纵架144，在水平面的投影上，所述第一纵架143及第二纵架144分别靠近所述采集区域103的两侧。

为了使所述安装顶架的强度及承力更好，使所述安装顶架与仓架11更牢固的连接于所述仓架11上，所述安装顶架进一步的还包括四根脚架145，其中两根脚架145的相应侧分别固定于与第一左立柱111及第一右立柱113的内侧，上端与所述第一横架141的两端连接。另两根脚架145的相应侧分别固定于所述第二左立柱112及第二右立柱114的内侧，上端与所述第二横架142的两端连接。

所述烟叶输送通道100位于所述图像采集仓1的底部，所述入仓口101设于所述仓架11的一侧的底部相应于所述烟叶输送通道100的输入端的位置处，所述出仓口102设于所述仓架11的一侧的底部相应于所述烟叶输送通道100的输出端的位置处。具体的，所述烟叶输送通道100设于所述第二底横架11c及第四底横架11g之间。所述第三底横架11e、第三连杆133、第一右立柱113相应的一段以及第二右立柱114相应的一段所围合的空间为所述入仓口101。所述第一底横架11a、第一连杆131、第一左立柱111相应的一段以及第二左立柱112相应的一段所围合的空间为所述出仓口102。可理解的，所述入仓口101、出仓口102、输送方向主要是根据整个系统的输送方向设计有关，此处的方向仅作为示意，并不作为限制。

进一步的，还包括一设于所述图像采集仓1内、位于所述烟叶输送通道100的输入端的上方且位于所述图像采集机构3及图像采集辅助打光机构5的下方的输入端遮光板128以及一设于所述图像采集仓1内、位于所述烟叶输送通道100的输出端的上方且位于所述图像采集机构3及图像采集辅助机构的下方的输出端遮光板129，所述输入端遮光板128及所述输出端遮光板129之间具有一供所述图像采集机构3能够采集烟叶和图像采集辅助打光的光源能够透过的窗口，所述烟叶输送通道100上位于所述窗口正下方的区域为所述采集区域103。具体的，所述输入端遮光板128与所述第二连杆132、第三连杆133以及第四连杆134相邻的三个边缘分别固定于第二连杆132、第三连杆133及第四连杆134上，所述输出端遮光板129与所述第一连杆131、第二连杆132以及第四连杆134相邻的三个边缘分别固定于所述第一连杆131、第二连杆132以及第四连杆134上。

本实施例中，所述图像采集机构3设置于所述图像采集仓1的上部，具体设置于所述安装顶架上。所述图像采集机构3包括两组并列设置于所述图像采集区域103上方的图像采集单元，其中一组图像采集单元设置于所述第一纵架143上靠近所述第二顶横架11d的一端，另一组图像采集单元设置于所述第二纵架144上靠近所述第四顶横架11h的一端。每一图像采集单元均包括第一安装机构以及相机30(本实施例为线阵相机30)，所述第一安装机构包括一连接于所述图像采集仓1顶部的第一安装立杆31、横向设置于所述第一安装立杆31上的第一安装横杆32、设于所述第一安装横杆32上远离所述安装立杆的一端的相机安装部33，所述相机30安装于所述相机安装部33中且所述采集端朝向所述采集区域103。其中：所述第一安装立杆31的上端固定于对应的纵杆上。所述第一安装立杆31及第一安装横杆32均为外螺纹杆，所述第一安装机构还包括螺纹配合于所述第一安装立杆31上的第一连接块35，在所述第一连接块35上设置有与所述第一安装横杆32的外螺纹配合的第一内螺纹孔，所述第一安装横杆32的安装端螺纹配合于所述第一内螺纹孔中。所述相机安装部33为开口相向的u形安装槽，所述相机30安装于所述u形安装槽中，位于所述窗口的上方。当所述两组图像采集机构3安装于两纵杆上后，两第一安装横杆32分别位于对应的纵杆的内侧，通过第一内螺纹孔、第一连接块35以及第一安装横杆32和第一安装立杆31的外螺纹配合，能够实现所述相机30的竖向、横向位置(与所述输送方向一致的方向)调整。

本实施例中，所述图像采集辅助打光机构5设于所述图像采集仓1的上部，具体设置于所述安装顶架上。所述图像采集辅助打光机构5为两组分别在水平投影上位于所述采集区域103两侧的图像采集辅助打光单元，其中一组图像采集辅助打光机构5设置于所述第一纵架143上并位于所述第一纵架143的外侧，另一组图像采集辅助打光机构5设置于所述第二纵架144上并位于所述第二纵架144的外侧。每一图像采集辅助打光单元均包括第二安装机构以及光源50，所述第二安装机构包括两并列设置的安装部，每一安装部均包括连接于所述图像采集仓1顶部的两第二安装横杆51、竖向设置于每一第二安装横杆51上的第二安装立杆52、设于每一第二安装立杆52下端的铰接部53以及铰接于所述铰接部53上的光源安装部54，所述光源50为线性光源50，所述线性光源50的上端安装于所述光源安装部54上，所述线性光源50的长度方向与所述烟叶的输送方向垂直。其中：所述第二安装横杆51的里端与对应的纵杆的外侧面连接。所述第二安装横杆51及第二安装立杆52均为外螺纹杆，所述第二安装机构还包括螺纹配合于所述第二安装横杆51上的第二连接块，在所述第二连接块上设置有一与所述第二安装立杆52的外螺纹配合的第二内螺纹孔，在所述第二安装立杆52的安装端螺纹配合于所述第二内螺纹孔中，通过所述第二内螺纹孔、第二连接块以及第二安装横杆51和第二安装立杆52的配合，能够实现所述光源50的竖向、横向位置调整。

本实用新型的图像采集装置工作时，烟叶置于传送带上，由传送带从所述入仓口进入检测仓，入仓口与检测区域之间可以设置为300mm左右的距离，也即，入仓口遮光板宽度可以设置为300mm左右，入仓口遮光板能够有效抑制从入仓口进入的杂散光。烟叶在传送到采集区域时，线阵相机开始进行逐行扫描，与此同时烟叶继续匀速前进，从而可以扫描曝光得到完整的烟叶照片。本实用新型的特点在于运用两台并列安装的线阵相机进行同步扫描，有效提升了成像分辨率；同时运用两组线光源从两侧对称倾斜打光，光源照明位置集中，避免了光线多次反射以及单光源打光产生的阴影对成像质量的影响，对烟叶色彩的还原度高。本实用新型采用的黑色亚克力遮光板结构，包含前、后、左、右、顶部、底部、输送线侧面等部分，全面地确保了检测工位位置无环境光线的干扰，亚克力遮光板内侧粘贴有一层吸光绒布层，减少了光线在检测仓内反射引起的光线干扰。图像采集装置以及图像采集辅助打光装置采用两段安装杆铰接联接，可实现两个方向的角度及距离调整。针对线安装杆与间还有一个铰链联接，可实现照明角度的调整。

以上仅为本实用新型的实施方式，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。