一种基于图像识别技术的烟包封条缺陷检测系统技术方案

一种基于图像识别技术的烟包封条缺陷检测系统，包括与卷烟装置连接的摄像头、光纤传感器、光电开关、PLC（可编程逻辑控制器）、剔除装置、检测计算机、监控显示器。所述的图像检测系统包括烟包图像采集模块、烟包图像变送模块、烟包图像处理和识别模块、逻辑控制模块、在线检测监控模块、不合格烟包剔除装置模块，以及提供了一种基于图像特征识别的快速烟包封条缺陷检测方法。本发明专利技术提供一种针对卷烟厂小包香烟包装装置的，基于图像识别技术的香烟在线生产小包封条缺陷检测系统及方法。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种基于图像识别技术的烟包封条缺陷检测系统，包括与卷烟装置连接的摄像头、光纤传感器、光电开关、PLC（可编程逻辑控制器）、剔除装置、检测计算机、监控显示器。所述的图像检测系统包括烟包图像采集模块、烟包图像变送模块、烟包图像处理和识别模块、逻辑控制模块、在线检测监控模块、不合格烟包剔除装置模块，以及提供了一种基于图像特征识别的快速烟包封条缺陷检测方法。本专利技术提供一种针对卷烟厂小包香烟包装装置的，基于图像识别技术的香烟在线生产小包封条缺陷检测系统及方法。【专利说明】一种基于图像识别技术的烟包封条缺陷检测系统
本专利技术涉及图像识别、过程控制领域，是一种针对生产流水线上的烟包包装上的小标封条的粘贴进行质量指标的检测方法。
技术介绍
香烟作为一种消费类烟草制品，是我国的需求量较大且较为稳定的产品之一。目前国内各大烟草制造企业的制丝、卷接都是在高速流水线上进行，香烟制造设备的自动化程度很高，机械电器控制系统复杂，生产过程中可能会因为各种原因出现不合格品。其中烟包顶部小标封条粘贴不合格的现象在香烟包装质量问题上占了一定的比例，严重影响了香烟生产的产品合格率，不合格品会降低用户的满意度，同时也会削弱品牌价值和产品信誉度，因此对流水线上不合格品进行检测并剔除有着至关重要的意义。在现代化生产中质量监控起着极其重要的作用，将机器视觉系统引入产品流水线，实现实时在线质量监控能够大大提高劳动生产率。现在国际知名的西门子、欧姆龙、松下等公司提供的检测设备依靠专业高效的软硬件配置走在了检测行业的前列。国内在烟包包装检测方面也做了一定研究。传统的香烟包装质量检测的方法是利用光纤传感器或位移传感器对香烟包进行检测，但使用效果均不够理想，只能对烟包的特定部位、特定错误进行检测，无法有效地检测出烟包封条粘贴歪斜，折角等错误现象。图像检测技术可以通过对采集的图像进行处理、识别，这种方法近几年在工业在线检测中得到了迅速发展和应用。计算机工业图像检测是将计算机视觉应用于工业检测的一门交叉学科 。计算机视觉指的是利用计算机对景物的图像进行识别，以实现对人视觉功能的扩展，利用这一技术可以解决许多工业图像检测环节的问题，以取代落后的人工检测，提高检测效率和工业自动化水平。利用计算机进行检测待检产品是否存在质量问题，检测精度高，并带有一定的智能。实际上，机器视觉作为一种高速、高精度的检测系统目前已广泛地应用于汽车、制药、电子与电气、制造、包装、医学等行业。计算机工业图像检测系统在香烟包装的实时检测中具有重要的应用价值。目前我国的大部分香烟包装的检验还是借助于人的视觉和主观判断能力，因而占用了大量的人力，而且由于受到个人的视力、情绪、疲劳、光线等因素的影响，工作效率低，分选差异大，成为企业提高效率和效益的瓶颈。近年来发展迅猛的计算机工业图像检测技术解决了这一问题。计算机工业图像检测系统一般采用C⑶照相机摄取检测图像并转化为数字信号，再采用先进的计算机硬件与软件技术对图像数字信号进行处理，从而得到所需要的各种目标图像特征值，并由此实现特征识别、坐标计算、灰度分布等多种功能。再根据其结果来吧判断图像的检测结果，输出数据，发出指令，配合执行机构完成位置调整、好坏筛选、数据统计等自动化流程。与人工视觉相比较，机器视觉的最大优点是精确、快速、可靠，以及数字化。基于灰度图像识别技术的烟包检测方法中，关于烟包透明纸的检测是利用图像灰度检测边缘的方法，这种方法是针对透明纸的检测，无法用来检测烟包的封条缺陷。在封条的缺陷检测法研究中，虽然这种方法快速有效，但只能检测封条的有无，无法检测封条粘贴出现的歪斜、折角等错误现象。对于检测烟包封条的各类错误检测目前在国内还没有专门的研究。
技术实现思路
本专利技术通过对多数烟包的封条进行特征分析，发现大多数香烟的封条上都会有颜色差异较大的直线。本方法选取这些特征直线作为判别标准，提出了一种快速的烟包封条检测方法。该方法可以有效抑制图像的模糊和噪声带来的干扰，并且能够快速识别烟包封条的歪斜、折角、缺失等现象，在实际生产中也验证了该方法的有效性。本专利技术所采用的技术方案是:在香烟生产现场的流水线上加入视觉检测系统，通过将摄像头安装在烟包的传送带处来获取传送带上实时的烟包图像，再对烟包照片进行图像处理、识别来判断包装上的封条是否合格，通过及时发现并剔除不合格品来保证烟包包装质量。1、由于现代化的生产流水线速度很快，为保证采集图像的质量，应尽量选择高速摄像头来采集传送带上的烟包图像。只有在保证图像处理的来源后才能进一步进行图像识别等后续处理，进而检测封条粘贴合格与否。2、采集到的现场烟包图像处于颜色较深的传送带上，图像背景颜色是传送带的颜色。使用图像分割技术分离烟包和背景，一副灰度图像用f(x，y)表示，对该图像用单一阈值分割法，分离方法由以下式给出:【权利要求】1.一种基于图像识别技术的烟包封条缺陷在线检测系统，包括与卷烟装置连接的摄像头、光纤传感器、光电开关、PLC (可编程逻辑控制器)、剔除装置、检测计算机、监控显示液晶屏。其特征在于:(1)摄像头是用来完成图像采集的部件，图像采集是通过采集控制器对流水线上的烟包产生脉冲信号，利用光纤传感器输送到图像采集卡，图像采集卡在收到脉冲信号后立即向CCD图像传感器发送采集信号并由摄像头完成采集；(2)光纤传感器是将来自光源的光经过光纤送入调制器，使待测参数与进入调制区的光相互作用后，导致光的光学性质发生变化，再过利用被测量对光的传输特性施加的影响，完成测量；(3)光电开关是光电接近开关的简称，它是利用被检测物对光束的遮挡或反射，由同步回路选通电路，从而检测物体有无的。光电开关将输入电流在发射器上转换为光信号射出，接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测。本专利技术中利用光电开关对烟包做计数，从而在逻辑上准确定位检测有误的烟包，有针对性的发出剔除信号；(4)PLC是一种数字运算操作的电子装置。它可以通过编制程序来执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出。当PLC获得烟包不合格信号时，控制剔除装置及时剔除不合格烟包；(5)检测计算机是图像检测的运算装置，数码摄像头采集到的图像传送到数字计算机后，就要由计算机来对图像进行一系列的图像检测算法。对图像的识别检测，以及判断图像中烟包合格与否都是由计算机来完成的；(6)监控显示液晶屏是针对摄像头实时采集的烟包图像进行在线检测的监控画面，可以直观的看到检测内容和检测结果。`2.一种用于权利要求1所述的图像检测在线识别方法，其特征在于:所述的在线识别方法包括以下步骤:(1)对采集到的深色背景烟包图像进行图像分割，一般为了方便，将采集图像时的背景选在颜色较深的传送带上，摄像头位置的安放应尽量保证触发采集信号时烟包大致处于图像中间部位；(2)对分割后单一背景烟包图像进行非零点搜索，以此来确定烟包在图像中的位置和大小，进而准确定位烟包封条所在区域；(3)获得封条区域图像后，采用滤波的方法去除图像中的噪点，同时淡化细小特征带来的干扰。(4)采用边缘检测的方法来检测滤波后烟包封条图像中明暗变化较为明显的边缘信肩、O(5)采用Radon变换来检测边缘图像中的特征直线，这里选取烟包封条上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于图像识别技术的烟包封条缺陷在线检测系统，包括与卷烟装置连接的摄像头、光纤传感器、光电开关、PLC（可编程逻辑控制器）、剔除装置、检测计算机、监控显示液晶屏。其特征在于：（1）摄像头是用来完成图像采集的部件，图像采集是通过采集控制器对流水线上的烟包产生脉冲信号，利用光纤传感器输送到图像采集卡，图像采集卡在收到脉冲信号后立即向CCD图像传感器发送采集信号并由摄像头完成采集；（2）光纤传感器是将来自光源的光经过光纤送入调制器，使待测参数与进入调制区的光相互作用后，导致光的光学性质发生变化，再过利用被测量对光的传输特性施加的影响，完成测量；（3）光电开关是光电接近开关的简称，它是利用被检测物对光束的遮挡或反射，由同步回路选通电路，从而检测物体有无的。光电开关将输入电流在发射器上转换为光信号射出，接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测。本专利技术中利用光电开关对烟包做计数，从而在逻辑上准确定位检测有误的烟包，有针对性的发出剔除信号；（4）PLC是一种数字运算操作的电子装置。它可以通过编制程序来执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出。当PLC获得烟包不合格信号时，控制剔除装置及时剔除不合格烟包；（5）检测计算机是图像检测的运算装置，数码摄像头采集到的图像传送到数字计算机后，就要由计算机来对图像进行一系列的图像检测算法。对图像的识别检测，以及判断图像中烟包合格与否都是由计算机来完成的；（6）监控显示液晶屏是针对摄像头实时采集的烟包图像进行在线检测的监控画面，可以直观的看到检测内容和检测结果。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵众，常灿，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：