一种基于多相机网络的箱缺条检测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于多相机网络的箱缺条检测装置及方法，包括照射包装箱内烟条码垛的红外光源、获取红外图像的相机以及获取烟条码垛状态信息的PLC，还包括通过IO控制板控制相机快门、红外光源和PLC的工控机，当烟条码垛推入包装箱后，工控机获取PLC的码垛状态并控制相机快门动作获取图像，相机通过有线或无线网络发送给工控机。本发明专利技术在现有箱缺条检测系统和装置的基础上，针对现有的烟条包封箱过程中资源消耗大，生产成本高，自动化程度低等问题，着眼于整个车间多条流水线同时工作的需求，发明专利技术的一种基于多相机网络的箱缺条检测系统及检测方法，在正确判断缺条或者缺垛烟箱的同时，确保每台相机能够协调同步工作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基于多相机网络的箱缺条检测装置及方法，属于烟草生产检验领域。
技术介绍
长期以来，在卷烟厂装封箱机生产过程中，对箱缺条的检测一直备受卷烟厂的关注，传统的检测方法已难以适应现代化、自动化、高速度、高效率的需求。机器视觉技术的引入，解决了传统称重式、射线式、端部扫描式检测方法的弊端，为箱缺条的检测带来了新的解决方案。申请号为200920041260.8，技术名称为“装封箱机烟箱缺条检测装置”，该检测装置包括CCD相机、红外线闪光光源、PC主机和报警装置。该检测装置利用红外光源发射的红外线将推送方向的烟垛影像发射给CCD相机，随后CCD相机将采集的烟垛图片传递给主机进行处理分析，当主机检查有烟条缺失情况时，控制报警器提示操作人员。该装置有以下几点缺陷：(1)PC机由于功能较多，启动运行速度慢，成本较高，不适于工业应用；(2)该装置是一套完整的设备系统，对于拥有多条流水线的卷烟厂来说，需要为每条流水线配备一套该装置，大大增加了企业的生产成本和资源消耗；不仅占据比较大的空间，同时由于设备的复杂性，还不利于维护管理。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术提出一种基于多相机网络的箱缺条检测装置及方法，同时适用于多条流水线，高速完成烟条码垛的装箱。技术方案：本专利技术采用的技术方案为一种基于多相机网络的箱缺条检测方法，包括以下步骤：1)机器视觉检测软件开启，为相机网络中每台设备创建独立的工作线程，分配独立的资源；2)根据相机设备滤波器中的相机配置参数枚举相机网络中的相机设备并设置在线相机参数；3)当某条流水线上的烟垛进箱时，该组的IO控制板接收到推杆到位信号，转换成对应相机采集图像的触发信号，同时驱动该组中的光源进行频闪；4)相机接收到采集图像的触发信号后开始图像采集，并将采集的图像数据通过千兆以太网线传送到检测软件中的图像处理单元，同时更新人机交互界面上的图像数据；5)图像处理单元根据检测系统保存的参数对图像进行处理，将处理的结果标签贴在人机交互界面中的图像上。一旦检测到当前烟箱缺条或者缺垛时，工控机通过RS485与IO控制板通信，发出缺条或者缺垛的消息。图像处理单元对图像进行处理的具体过程如下：6)IO控制板得到缺条或者缺垛消息后，与PLC通信，发出报警并停止封箱机工作的命令；7)PLC接收到IO控制板发出的报警并停止封箱机工作的命令后，执行相关的动作，等待操作人员进行处理；8)用机器视觉检测软件控制相机；9)机器视觉检测软件增加相机接入或者移出相机网络自适应算法；10)对相机掉线事件进行处理。优选地，所述步骤1)中还包括：1)从检测软件目录下读取相机网络中相机的参数配置文件；2)将读取的相机配置参数压入到相机设备滤波器中；3)循环为每台相机设备创建一个线程，专门为相机服务。优选地，所述步骤2)中还包括：1)根据检测系统需要的图像来源是灰度图还是彩色图，设置像素格式；2)设置图像大小；3)设置网络数据包大小以及传输过程中包与包之间的时间间隔；4)关闭自动触发图像采集模式；5)将图像获取模式设置为连续获取；6)读取相机设备中缓存大小；7)将图像数据流缓存的最大值设置为相机设备中缓存的大小；8)注册缓存循环队列，用于保存图像数据。优选地，所述步骤5)中还包括：1)中值滤波，在保持图像原有清晰轮廓的同时，去除椒盐噪声；2)线性平滑滤波；3)图像增强，调整图像对比度；4)多次腐蚀；5)图像增强；6)二值化；7)标记结果；8)对标记的结果进行筛选。优选地，所述步骤8)中还包括：1)对于相机网络中不在线的相机设备，循环执行枚举动作；2)对于相机网络中已在线的相机设备，等待相机触发信号的到来，执行图像获取动作；3)对于相机网路中的相机设备由在线状态变为不在线状态，检测软件首先接收该掉线相机的掉线事件消息，然后进行掉线事件处理，最后循环执行查找该相机动作；4)对于相机网络中相机设备由不在线状态变为在线状态，检测软件先进行对应相机的参数配置以及分配相应的资源，然后等待相机触发信号的到来，执行图像获取动作。优选地，所述步骤9)中还包括：1)当检测软件启动后，若在相机网络中枚举到相机在线，则为每台在线相机分别注册一个用于处理相机掉线事件的回调函数；若在相机网络中有不在线的相机设备，则用于控制该相机的线程一直循环枚举相机设备，直到相机设备又一次在线；2)当相机网络中有相机设备移出网络时，则检测软件自动进入用于处理该相机掉线的回调函数中；3)在回调函数中，进行相机掉线事件处理，相机资源的释放以及回收。优选地，所述步骤10)中还包括：1)清相机在线标志；2)取消相机抓捕图像的命令；3)将已经缓存的图像数据保存；4)注销用于保存图像数据的缓存；5)完成图像抓捕；6)关闭用于传输图像数据的流通道；7)注销用于处理相机掉线的回调函数；8)关闭相机设备接口；9)销毁相机设备接口；10)清空存储器。一种基于多相机网络的箱缺条检测装置，包括照射包装箱内烟条码垛的红外光源、获取红外图像的相机以及获取烟条码垛状态信息的PLC，还包括通过IO控制板控制相机快门、红外光源和PLC的工控机，当烟条码垛推入包装箱后，工控机获取PLC的码垛状态并控制相机快门动作获取图像，相机通过有线或无线网络发送给工控机。优选地，所述IO控制板和相机分别通过RS485串口服务器和以太网交换机连接到工控机。所述IO控制板通过RS485转换器以及两级以太网交换机与工控机连接，所述相机通过两级以太网交换机与工控机连接。有益效果：本专利技术在现有箱缺条检测系统和装置的基础上，针对现有的烟条包封箱过程中资源消耗大，生产成本高，自动化程度低等问题，着眼于整个车间多条流水线同时工作的需求，专利技术的一种基于多相机网络的箱缺条检测系统及检测方法，在正确判断缺条或者缺垛烟箱的同时，确保每台相机能够协调同步工作。附图说明图1为本专利技术的结构框图；图2为本专利技术实施例1的结构示意图；图3为本专利技术实施例2的结构示意图；图4为本专利技术实施例1中检测方法的流程图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本专利技术，应理解这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围，在阅读了本专利技术之后，本领域技术人员本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于多相机网络的箱缺条检测方法，其特征在于，包括以下步骤：1)机器视觉检测软件开启，为相机网络中每台设备创建独立的工作线程，分配独立的资源；2)根据相机设备滤波器中的相机配置参数枚举相机网络中的相机设备并设置在线相机参数；3)当某条流水线上的烟垛进箱时，该组的IO控制板接收到推杆到位信号，转换成对应相机采集图像的触发信号，同时驱动该组中的光源进行频闪；4)相机接收到采集图像的触发信号后开始图像采集，并将采集的图像数据通过千兆以太网线传送到检测软件中的图像处理单元，同时更新人机交互界面上的图像数据；5)图像处理单元根据检测系统保存的参数对图像进行处理，将处理的结果标签贴在人机交互界面中的图像上。一旦检测到当前烟箱缺条或者缺垛时，工控机通过RS485与IO控制板通信，发出缺条或者缺垛的消息。图像处理单元对图像进行处理的具体过程如下：6)IO控制板得到缺条或者缺垛消息后，与PLC通信，发出报警并停止封箱机工作的命令；7)PLC接收到IO控制板发出的报警并停止封箱机工作的命令后，执行相关的动作，等待操作人员进行处理；8)用机器视觉检测软件控制相机；9)机器视觉检测软件增加相机接入或者移出相机网络自适应算法；10)对相机掉线事件进行处理。...

【技术特征摘要】
1.一种基于多相机网络的箱缺条检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)机器视觉检测软件开启，为相机网络中每台设备创建独立的工作线程，分
配独立的资源；
2)根据相机设备滤波器中的相机配置参数枚举相机网络中的相机设备并设置
在线相机参数；
3)当某条流水线上的烟垛进箱时，该组的IO控制板接收到推杆到位信号，
转换成对应相机采集图像的触发信号，同时驱动该组中的光源进行频闪；
4)相机接收到采集图像的触发信号后开始图像采集，并将采集的图像数据
通过千兆以太网线传送到检测软件中的图像处理单元，同时更新人机交互界面上
的图像数据；
5)图像处理单元根据检测系统保存的参数对图像进行处理，将处理的结果
标签贴在人机交互界面中的图像上。一旦检测到当前烟箱缺条或者缺垛时，工控
机通过RS485与IO控制板通信，发出缺条或者缺垛的消息。图像处理单元对图
像进行处理的具体过程如下：
6)IO控制板得到缺条或者缺垛消息后，与PLC通信，发出报警并停止封箱
机工作的命令；
7)PLC接收到IO控制板发出的报警并停止封箱机工作的命令后，执行相关
的动作，等待操作人员进行处理；
8)用机器视觉检测软件控制相机；
9)机器视觉检测软件增加相机接入或者移出相机网络自适应算法；
10)对相机掉线事件进行处理。
2.根据权利要求1所述的基于多相机网络的箱缺条检测方法，，其特征在于，所
述步骤1)中还包括：
1)从检测软件目录下读取相机网络中相机的参数配置文件；
2)将读取的相机配置参数压入到相机设备滤波器中；
3)循环为每台相机设备创建一个线程，专门为相机服务。
3.根据权利要求1所述的基于多相机网络的箱缺条检测方法，，其特征在于，所
述步骤2)中还包括：
1)根据检测系统需要的图像来源是灰度图还是彩色图，设置像素格式；
2)设置图像大小；
3)设置网络数据包大小以及传输过程中包与包之间的时间间隔；
4)关闭自动触发图像采集模式；
5)将图像获取模式设置为连续获取；
6)读取相机设备中缓存大小；
7)将图像数据流缓存的最大值设置为相机设备中缓存的大小；
8)注册缓存循环队列，用于保存图像数据。
4.根据权利要求1所述的基于多相机网络的箱缺条检测方法，，其特征在于，所
述步骤5)中还包括：
1)中值滤波，在保持图像原有清晰轮廓的同时，去除椒盐噪声；
2)线性平滑滤波；
3)图像增强，调整图像对比度；
4)多次腐蚀；
5)图像增强；
6)二值化；
7)标记结果；
8)对标记的结...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶莉华，彭佩红，杭建军，薛扣粉，崔一平，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32