基于烟垛表面的霉变检测系统及其检测方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于烟垛表面的霉变检测系统及其检测方法，包括六个相机固定盒、N个CMOS相机、PLC、霉变数据库模块、霉变程度检测模块和霉变区域选择模块。本发明专利技术利用烟垛霉变导致烟垛表面的颜色明显差异，通过对图像进行预先的区域选取，保留烟垛区域，然后利用图像处理的方式对霉变区域进行标注，识别出烟垛的霉变程度；根据霉变数值大小与设定的阈值进行比较，判断烟垛是否霉变。本发明专利技术充分利用烟垛传输时的特点和霉变性质，在不影响生产的情况下，减少了人工检测的成本，同时具有操作实现简单，检测速度快、鲁棒性良好的优点。

【技术实现步骤摘要】
基于烟垛表面的霉变检测系统及其检测方法
本专利技术属于工程检测和图像处理领域，特别涉及一种基于烟垛表面的霉变检测系统及其检测方法。
技术介绍
烟草行业对原料数量和质量的要求十分重视，而烟垛检测作为烟草企业进行卷烟操作前最后的检测环节，直接影响之后的各环节产品质量。相对于卷烟环节的多样的缺陷问题以及相应的解决方案而言，烟垛的缺陷单一，多为霉变且缺陷出现的频率不高，通常一到两个月出现一到两个有问题的烟垛。在实际的生产环节中采用人工观察的方式进行检测，这种方式导致检测标准不统一，容易出现漏检现象，不利于规范化管理。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种一种基于烟垛表面的霉变检测系统及其检测方法，通过自动化的检测方法解决人工检测的弊端，实现生产线的自动化。实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种基于烟垛表面的霉变检测系统，包括六个相机固定盒、N个CMOS相机、PLC、霉变数据库模块、霉变程度检测模块和霉变区域选择模块，其中N=6-12，每个相机固定盒内设有1或2个相机。在烟垛拆除顶面包装盒后设有一个第一工位，烟垛翻转后拆除剩余包装盒后，设有第二工位和第三工位，其中第三工位位于第二工位后方，第一工位上设有一个相机固定盒，且其位于烟垛顶面上方，用于拍摄烟垛的顶面情况；第二工位上设有两个相机固定盒，且上述两个相机固定盒相对设置在烟垛两侧，用于拍摄烟垛的侧面情况；第三工位上设有三个相机固定盒，用于拍摄烟垛剩余的三个面情况；每个CMOS相机均与PLC连接，霉变区域选择模块分别与霉变数据库模块、霉变程度检测模块和N个CMOS相机相连，霉变数据库模块与霉变程度检测模块相连；其中霉变区域选择模块，通过人机交互的方式，选择图片中烟垛的范围，并将其他部分转为黑色，形成待检测烟垛图片；所述霉变数据库模块，在准备阶段预先保存多张相同环境下的烟垛图片，每个CMOS相机中的图片独立，对烟垛的正常颜色进行统计和记录，以供之后的霉变检测使用；霉变程度检测模块将同一台CMOS相机采集的待检测烟垛图片与霉变数据库模块中对应的图片进行比较，对疑似霉变区域进行标记，通过滑动窗口对标记的区域进行分块统计，判断是否大于等于阈值，如果是进行报警，否则录入数据库。所述霉变数据库模块采用是二进制文件格式，同时可以根据时间设定自行更新数据库。一种基于基于烟垛表面的霉变检测系统的检测方法，方法步骤如下：步骤1、搭建基于烟垛表面的霉变检测系统；步骤2、在准备阶段预先保存多张相同环境下的烟垛图片，创建霉变数据库模块；步骤3、当烟垛进行传输时，第一工位、第二工位和第三工位上的CMOS相机采集拍摄烟垛图片并送入霉变区域选择模块；步骤4、霉变区域选择模块通过人机交互的方式，选择图片中烟垛的范围，并将其他部分转为黑色，形成待检测烟垛图片，并送入霉变程度检测模块；步骤5、霉变程度检测模块将同一台CMOS相机采集的待检测烟垛图片与霉变数据库模块中对应的图片进行比较，对疑似霉变区域进行标记，通过滑动窗口对标记的区域进行分块统计，判断是否大于等于阈值，如果是进行报警，否则录入数据库。与现有技术相比，本专利技术有以下优点：（1）本专利技术采用图像处理技术直接检测烟垛表面的霉变程度，降低了实现门槛的同时，大大提高了烟垛检测方面的自动化程度；（2）采用多个传感器对烟垛进行多次采集，能够降低指定CMOS的技术指标，从而降低整个系统的实现成本；（3）多个工位的组合，能够在不改变现有的工作设备的基础上，搭建本专利技术，保证了企业生产周期不受影响；（4）霉变检测采用多组图像特征提取，可以通过选择阈值来实现对霉变程度的筛选把控，从而能够适应多个企业的要求。附图说明图1是本专利技术基于烟垛表面的霉变检测系统的检测方法流程图。图2是本专利技术基于烟垛表面的霉变检测系统的连接示意图。图3是本专利技术的工位示意图。具体实施方式下面结合附图与具体实施方式对本专利技术作进一步详细描述。结合图2和图3，一种基于烟垛表面的霉变检测系统，包括六个相机固定盒2、N个CMOS相机1、PLC、霉变数据库模块、霉变程度检测模块和霉变区域选择模块，其中N=6-12，每个相机固定盒2内设有1或2个CMOS相机1。在烟垛拆除顶面包装盒后且被翻转前设有一个第一工位，将烟垛翻转并拆除剩余包装盒后，设有第二工位和第三工位，其中第三工位位于第二工位后方，第一工位上设有一个相机固定盒2，且其位于烟垛顶面上方，用于拍摄烟垛的顶面情况；第二工位上设有两个相机固定盒2，且上述两个相机固定盒2相对设置在烟垛两侧，用于拍摄烟垛的侧面情况；第三工位上设有三个相机固定盒2，用于拍摄烟垛剩余的三个面情况；每个CMOS相机1均与PLC连接，PLC控制每台CMOS相机1进行拍摄，霉变区域选择模块分别与霉变数据库模块、霉变程度检测模块和N个CMOS相机1相连，霉变数据库模块与霉变程度检测模块相连。其中第一工位设置在拆除顶部包装之后及经过翻转装置之前的主传送带上，第二工位设置在拆除烟垛剩余包装的工序支路上，第三个工位设置在拆除完剩余所有包装的主传送带上，具体位置不做限制。其中霉变区域选择模块，通过人机交互的方式，选取烟垛区域的四个顶点组成凸四边形，用于划定图片中烟垛的范围，并将其他部分转为黑色，形成待检测烟垛图片。所述霉变数据库模块，在准备阶段预先保存多张相同环境下的烟垛图片，每个CMOS相机1中的图片独立，对烟垛的正常颜色进行统计和记录，利用RGB的数值生成一张数据表，数据通过二进制文件的格式进行存储，以供之后的霉变检测使用。霉变程度检测模块将同一台CMOS相机1采集的待检测烟垛图片与霉变数据库模块中对应的数据库进行比较，通过比较待检测图片中对应的RGB的数值和人为设定的阈值，对疑似霉变区域进行标记，通过滑动窗口对标记的区域进行分块统计，判断是否大于等于阈值，如果是进行报警，否则录入数据库，其中滑动窗口的大小需要人为的设置。所述霉变数据库模块采用是二进制文件格式，根据数据库生成的时间对数据库进行更新。更新内容为检测通过的正常烟垛图片。结合图1，一种基于烟垛表面的霉变检测系统的检测方法，方法步骤如下：步骤1、搭建基于烟垛表面的霉变检测系统；一号工位置于顶部包装拆除后和经过翻转装置之前的位置，二号置于剩余包装拆除后的支路位置，三号工位置于二号工位之后的烟垛传送主路上。步骤2、在准备阶段预先保存多张相同环境下的烟垛图片，创建霉变数据库模块；步骤3、当烟垛进行传输时，第一工位、第二工位和第三工位上的CMOS相机1依次采集拍摄烟垛图片并送入霉变区域选择模块，每个CMOS相机1拍摄的图片按照相机的次序分组保存；步骤4、霉变区域选择模块通过人机交互的方式，选择图片中烟垛的范围，并将其他部分转为黑色，形成待检测烟垛图片，并送入霉变程度检测模块；步骤5、霉变程度检测模块将CMOS相机1采集的待检测烟垛图片与相对应的霉变数据库模块中进行比较，对疑似霉变区域进行标记，通过滑动窗口对标记的区域进行分块统计，判断是否大于等于阈值。步骤6、对步骤5之后的图片，如果检测结果为正常，则再次经过霉变区域选择模块并录入数据库中，达到更新数据库的功能。如图1所示，一种基于烟垛表面的霉变检测方法，包括以下步骤：建立硬件连接，该硬件连接包括对JAI的GO-2400-PGE的十二个CMOS相机1连接，PLC与计算机进行连接。为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于烟垛表面的霉变检测系统，其特征在于：包括六个相机固定盒、N个CMOS相机、PLC、霉变数据库模块、霉变程度检测模块和霉变区域选择模块，其中N=6‑12，每个相机固定盒内设有1或2个相机；在烟垛拆除顶面包装盒后设有一个第一工位，烟垛翻转后拆除剩余包装盒后，设有第二工位和第三工位，其中第三工位位于第二工位后方，第一工位上设有一个相机固定盒，且其位于烟垛顶面上方，用于拍摄烟垛的顶面情况；第二工位上设有两个相机固定盒，且上述两个相机固定盒相对设置在烟垛两侧，用于拍摄烟垛的侧面情况；第三工位上设有三个相机固定盒，用于拍摄烟垛剩余的三个面情况；每个CMOS相机均与PLC连接，霉变区域选择模块分别与霉变数据库模块、霉变程度检测模块和N个CMOS相机相连，霉变数据库模块与霉变程度检测模块相连；其中霉变区域选择模块，通过人机交互的方式，选择图片中烟垛的范围，并将其他部分转为黑色，形成待检测烟垛图片；所述霉变数据库模块，在准备阶段预先保存多张相同环境下的烟垛图片，每个CMOS相机中的图片独立，对烟垛的正常颜色进行统计和记录，以供之后的霉变检测使用；霉变程度检测模块将同一台CMOS相机采集的待检测烟垛图片与霉变数据库模块中对应的图片进行比较，对疑似霉变区域进行标记，通过滑动窗口对标记的区域进行分块统计，判断是否大于等于阈值，如果是进行报警，否则录入数据库。...

【技术特征摘要】
1.一种基于烟垛表面的霉变检测系统，其特征在于：包括六个相机固定盒、N个CMOS相机、PLC、霉变数据库模块、霉变程度检测模块和霉变区域选择模块，其中N=6-12，每个相机固定盒内设有1或2个相机；在烟垛拆除顶面包装盒后设有一个第一工位，烟垛翻转后拆除剩余包装盒后，设有第二工位和第三工位，其中第三工位位于第二工位后方，第一工位上设有一个相机固定盒，且其位于烟垛顶面上方，用于拍摄烟垛的顶面情况；第二工位上设有两个相机固定盒，且上述两个相机固定盒相对设置在烟垛两侧，用于拍摄烟垛的侧面情况；第三工位上设有三个相机固定盒，用于拍摄烟垛剩余的三个面情况；每个CMOS相机均与PLC连接，霉变区域选择模块分别与霉变数据库模块、霉变程度检测模块和N个CMOS相机相连，霉变数据库模块与霉变程度检测模块相连；其中霉变区域选择模块，通过人机交互的方式，选择图片中烟垛的范围，并将其他部分转为黑色，形成待检测烟垛图片；所述霉变数据库模块，在准备阶段预先保存多张相同环境下的烟垛图片，每个CMOS相机中的图片独立，对烟垛的正常颜色进行统计和记录，以供之后的霉变检测使用；霉变程度检测模块将同一台CMO...

【专利技术属性】
技术研发人员：方琰，沙涛，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32