一种优化的应用于FOCKE包装机的烟包自动定位方法技术

本发明专利技术公开了一种优化的应用于FOCKE包装机的烟包自动定位方法，在小盒烟包原始图像上选择合适的兴趣区域ROI，通过水平、垂直投影得到投影曲线，再利用边缘查找算法，实现烟包边缘的自动定位，并和标准图像的定位结果进行对比，计算出小盒烟包实际的水平、垂直偏移量，叠加到当前小盒烟包外观检测中，从而实现小盒烟包外观检测过程中运动误差的补偿；在FOCKE包装机烟包自动定位之前，增加了一种预处理的方法，增大了烟包边缘与背景的对比度，实现了FOCKE包装机自动烟包定位算法的优化。

【技术实现步骤摘要】
一种优化的应用于FOCKE包装机的烟包自动定位方法
本专利技术涉及烟包定位方法领域，具体是一种优化的应用于FOCKE包装机的烟包自动定位方法。
技术介绍
随着卷烟工业科技的进步以及市场竞争的加剧，卷烟生产企业对高速包装设备的需求越来越多。目前，国内引进的德国FOCKE公司生产的高速硬盒包装机组已完成国产化并逐步开始进行批量生产。在这种高速生产过程中，烟包包装破损、翘边、露白、反包等外观质量缺陷不可避免，严重影响产品的外观质量。在实际生产过程中，烟包在流水线上随着传输带运动，烟包的前后左右位置会发生偏移，会影响烟包外观检测的准确性。因此，需要一种有效的运动位移补偿方法，用于解决小盒烟包外观检测过程中的运动误差问题。在实际检测过程，当烟包边缘与背景对比不强烈或是烟包边缘有点倾斜时，会极大的影响小盒烟包边缘的定位的准确性。因此，需要对小盒烟包外观检测过程中的运动误差补偿进行优化。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种优化的应用于FOCKE包装机的烟包自动定位方法，以解决现有技术小盒烟包外观检测过程中的运动误差问题。为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：一种优化的应用于FOCKE包装机的烟包自动定位方法，其特征在于：在烟包正上方加装光电传感器，用于实时扫描烟包边缘，判断烟包是否即将离开拍照位置，同时触发工业相机对烟包进拍照，采集烟包图像并传送给控制器进行处理；控制器获取烟包图像后，首先选取烟包水平和垂直方向上合适的兴趣区域，并对兴趣区域按照合适的角度进行旋转，得到旋转后的兴趣区域ROI1(x,y)、ROI2(x,y)；对兴趣区域ROI1(x,y)和ROI2(x,y)分别进行灰度化、水平和垂直投影，得到投影曲线；然后，采用边缘查找算法从固定方向查找定位烟包边缘，并将本次定位结果与标准图像的定位结果进行对比，计算出烟包实际的水平、垂直偏移量，叠加到当前小盒烟包外观检测中，实现小盒烟包外观检测过程中运动误差的补偿。所述的一种优化的应用于FOCKE包装机的烟包自动定位方法，其特征在于：边缘查找算法的具体做法是：从水平、垂直方向逐点进行查找，计算相邻像素点亮度差，当亮度差满足于设定值delta时，则继续比较连续边缘宽度内所有像素点与该点的亮度差是否满足要求，满足时，则标记该点为烟包边缘。所述的一种优化的应用于FOCKE包装机的烟包自动定位方法，其特征在于：在Focke机自动烟包定位之前首先进行预处理：遍历原始烟包图像每个像素点，计算每个像素点中红色分量和绿色分量之差，然后对获得的图像进一步进行分割、腐蚀；通过预处理算法，加大烟包边缘与背景的对比度，以提高定位准确度，实现了小盒烟包外观检测过程中运动误差补偿的优化。本专利技术的有益效果是：1、本专利技术在小盒烟包原始图像上选择合适的兴趣区域ROI，通过水平、垂直投影得到投影曲线，再利用边缘查找算法，实现烟包边缘的自动定位，并和标准图像的定位结果进行对比，计算出小盒烟包实际的水平、垂直偏移量，叠加到当前小盒烟包外观检测中，从而实现小盒烟包外观检测过程中运动误差的补偿；在FOCKE包装机烟包自动定位之前，增加了一种预处理的方法，增大了烟包边缘与背景的对比度，实现了FOCKE包装机自动烟包定位算法的优化。2、图像处理是一门非常成熟的技术，本专利技术中使用的图像处理算法都是成熟的常用算法，各种商用或开源的机器视觉函数库中都包含了这些算法，开发人员可直接调用。3、本专利技术提出的一种优化的应用于FOCKE包装机的烟包自动定位方法使用的算法都是图像处理中的成熟算法，可根据烟包或机型的变化作出相应的改变而进行应用，具有广泛的应用空间。附图说明图1是工业相机采集到的小盒烟包原始图像f(x,y)。图2a是分别是兴趣区域ROI1(x,y)。图2b是灰度化之后的图像ROI1_Gray(x,y)。图2c是水平投影之后的图像ROI1_Curve(y)。图3a是兴趣区域ROI2(x,y)。图3b是灰度化之后的图像ROI2_Gray(x,y)。图3c是水平投影之后的图像ROI2_Curve(x)。图4是经过红色分量与绿色分量差值处理后的图像f_R-G(x,y)。图5是二值化和腐蚀处理后的图像f_R-G_Threshold(x,y)。图6是优化后的图像ROI1_Gray_Optimized(x,y)和水平投影曲线ROI1_Curve_Optimized(y)。图7是优化后的图像ROI2_Gray_Optimized(x,y)和水平投影曲线ROI2_Curve_Optimized(x)。具体实施方式本专利技术提供了一种优化的应用于FOCKE包装机的烟包自动定位方法，具体过程如下：在小盒烟包正上方加装光电传感器，用于实时扫描烟包边缘，判断烟包是否即将离开拍照位置。此时，触发工业相机对烟包进拍照，采集烟包图像并传送给控制器进行处理。控制获取烟包图像后，首先选取烟包水平和垂直方向上合适的兴趣区域，并对兴趣区域按照合适的角度进行旋转，得到ROI1(x,y)、ROI2(x,y)。对兴趣区域ROI1(x,y)和ROI2(x,y)分别进行灰度化、水平和垂直投影，得到投影曲线。然后，从固定方向查找烟包边缘，具体做法是：从水平、垂直方向逐点进行查找，计算相邻像素点亮度差，当亮度差满足于设定值delta时，则继续比较连续边缘宽度内所有像素点与该点的亮度差是否满足要求，满足时，则标记该点为烟包边缘。然后，将本次定位结果与标准图像的定位结果进行对比，计算出小盒烟包实际的水平、垂直偏移量，叠加到当前小盒烟包外观检测中，实现小盒烟包外观检测过程中运动误差的补偿。通过观察发现原始烟包图像中背景颜色信息呈现出比较单一的(黑、白)特征，而烟包本身一般颜色鲜明，呈现一种主色调(红色)。因此，实际检测过程中，在Focke机自动烟包定位之前，遍历原始烟包图像每个像素点，计算每个像素点中红色分量和绿色分量之差，然后对获得的图像进一步进行分割、腐蚀。通过预处理算法，加大了烟包边缘与背景的对比度，大大提高定位准确度，实现了小盒烟包外观检测过程中运动误差补偿的优化。具体实施例：在小盒烟包正上方加装光电传感器，用于实时扫描烟包边缘，判断烟包是否即将离开拍照位置。此时，触发工业相机对烟包进拍照，采集到的小盒烟包原始图像如图1所示。一种Focke机自动烟包定位方法如下：第一步，在小盒烟包原始图像f(x,y)上提取合适的兴趣区域，并对兴趣区域按照合适的角度进行旋转，得到ROI1(x,y)、ROI2(x,y)用于查找烟包水平和垂直方向的位置，如图2a和图3a所示。对图像ROI1(x,y)和ROI2(x,y)进行灰度化处理，得到图像ROI1_Gray(x,y)和ROI2_Gray(x,y)，如图2b和图3b所示。然后，分别在图像ROI1_Gray(x,y)的每一行和ROI2_Gray(x,y)的每一列方向上进行水平、垂直投影(如公式1和2)，得到水平投影曲线ROI1_Curve(y)和ROI2_Curve(x)，如图2c和图3c所示。第二步，按照设定方向比较相邻像素点ROI1_Curve(y)与ROI1_Curve(y-1)或ROI1_Curve(y+1)之间的亮度差delta，当满足要求时，则继续比较ROI1_Curve(y)与邻近N个像素点的亮度差是否满足要求，满足时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种优化的应用于FOCKE包装机的烟包自动定位方法，其特征在于：在烟包正上方加装光电传感器，用于实时扫描烟包边缘，判断烟包是否即将离开拍照位置，同时触发工业相机对烟包进拍照，采集烟包图像并传送给控制器进行处理；控制器获取烟包图像后，首先选取烟包水平和垂直方向上合适的兴趣区域，并对兴趣区域按照合适的角度进行旋转，得到旋转后的兴趣区域ROI1(x,y)、ROI2(x,y)；对兴趣区域ROI1(x,y)和ROI2(x,y)分别进行灰度化、水平和垂直投影，得到投影曲线；然后，采用边缘查找算法从固定方向查找定位烟包边缘，并将本次定位结果与标准图像的定位结果进行对比，计算出烟包实际的水平、垂直偏移量，叠加到当前小盒烟包外观检测中，实现小盒烟包外观检测过程中运动误差的补偿。

【技术特征摘要】
1.一种优化的应用于FOCKE包装机的烟包自动定位方法，其特征在于：在烟包正上方加装光电传感器，用于实时扫描烟包边缘，判断烟包是否即将离开拍照位置，同时触发工业相机对烟包进拍照，采集烟包图像并传送给控制器进行处理；控制器获取烟包图像后，首先选取烟包水平和垂直方向上合适的兴趣区域，并对兴趣区域按照合适的角度进行旋转，得到旋转后的兴趣区域ROI1(x,y)、ROI2(x,y)；对兴趣区域ROI1(x,y)和ROI2(x,y)分别进行灰度化、水平和垂直投影，得到投影曲线；然后，采用边缘查找算法从固定方向查找定位烟包边缘，并将本次定位结果与标准图像的定位结果进行对比，计算出烟包实际的水平、垂直偏移量，叠加到当前小盒烟包外观检测中，实现小盒烟包外观检测过程中...

【专利技术属性】
技术研发人员：凌云志，王法明，张义伟，金怀国，龚灿，蒋涛，梁伟嘉，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第四十一研究所，
类型：发明
国别省市：安徽,34