CN103954212A - 基于图像检测的棉签检测装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于图像检测的棉签检测装置，其包括输送棉签的棉签传送带，该棉签包括棉签杆，所述棉签杆至少一端设置有棉签头，其特征在于：其还包括：CCD图像采集装置，负责对棉签进行拍照，生成数字图像；图像处理中心，负责对所述数字图像进行图像处理，计算并获得以下内容之一或多种：棉签的长度、棉签头形状和棉签头尺寸；不良品剔除机构，负责将棉签的长度、棉签头形状或棉签头尺寸不合格的棉签从所述棉签传送带上剔除。本发明的一种基于图像检测的棉签检测装置利用计算机图像处理技术，来检测棉签。相对于传统手工检测的方法，其可以适用于流水线，进行连续检测，且检测效率高、精度高、不接触产品等优点。

Description

基于图像检测的棉签检测装置及检测方法

 

技术领域

本发明涉及一种利用图像处理技术检验产品、尤其是棉签外形的检测装置及方法。

背景技术

工业级棉签通常包括一个棉签杆，棉签杆的两端设置棉签头（也有仅一端设置棉签头的结构）。根据需要棉签头可以为尖头、圆头、平头、极细尖头、水滴尖头等多种形状（请参见专利2012203930047）。其对外形的要求非常高。在实际的使用过程中，对工业级棉签外形的要求非常高，因此出厂前必须对棉签进行外形检测。检测的项目通常包括棉签的长度、棉签头的形状（尖角的角度、波浪形边缘线的线形等）。针对棉签头，利用游标卡尺等工具检测，存在检测难度大、精度低、易损坏产品且检测效率低。如何解决上述问题，是本发明研究的对象。

 

发明内容

为了克服上述问题，本发明提供一种高效、精确的棉签检测装置和方法。

本发明的技术方案是提供一种基于图像检测的棉签检测装置，其包括输送棉签的棉签传送带，该棉签包括棉签杆，所述棉签杆至少一端设置有棉签头，其特征在于：其还包括：

CCD图像采集装置，负责对棉签进行拍照，生成数字图像；

图像处理中心，负责对所述数字图像进行图像处理，计算并获得以下内容之一或多种：棉签的长度、棉签头形状和棉签头尺寸；

不良品剔除机构，负责将棉签的长度、棉签头形状或棉签头尺寸不合格的棉签从所述棉签传送带上剔除。

优选的，所述CCD图像采集装置包括正对所述棉签传送带的高速CCD相机和光源。

优选的，所述光源为环形LED，所述高速CCD相机设置在所述环形LED中间。

优选的，还包括一深色背景板，所述背景板垂直正对所述高速CCD相机，所述链条上的棉签经过所述高速CCD相机的镜头前时正好位于所述背景板与所述高速CCD相机之间。

优选的，所述棉签传送带包括两水平且相互平行的链条，所述链条上等间距地设置有向上凸起的挡块，所述高速CCD相机和光源设置在所述链条的垂直正上方。

优选的，两所述链条的外侧下方及两所述链条之间各设置一所述背景板。

优选的，所述不良品剔除机构包括一快速击打所述棉签一端的击打锤和一正对所述棉签受所述击打锤击打后弹跳方向的挡板，所述挡板的下方设置有收集盒。

优选的，还包括：

一坐标定位单元，负责计算当前所处理的棉签的水平坐标；

一行程计算单元，负责计算当前所处理的棉签行进的距离。

本发明还提供一种用于棉签生产线的棉签头检测方法，其特征在于：其包括以下步骤：

1）利用CCD图像采集装置对传送带上输送的棉签进行逐个拍照，获得数字图像；

2）对数字图像进行图像处理，计算并获得以下内容之一或多种：棉签的长度、棉签头形状和棉签头尺寸；

3）将步骤2）中得到的棉签的长度、棉签头形状或棉签头尺寸与预先设定的标准值进行比较，与标准值之间的差值超过预先设定的误差范围时，即将该数据对应的棉签设为不良品，通过不良品剔除机构将该棉签从传送带上剔除；

所述步骤2）包括以下子步骤：

2.1)寻边定位，寻找至少棉签杆同一侧边缘的像素点，确定棉签杆的长度方向；

2.2)沿棉签杆的长度方向测量棉签整体的长度；

2.3)沿棉签杆的长度方向测量棉签头的尺寸。

优选的，所述步骤3）中包括以下子步骤：

3.1）在该数字图像中选取一点作为原点，根据步骤2.1）中确定棉签杆的长度方向，计算原点到棉签杆的距离；

3.2）根据预设的传送带行进速度计算棉签行进到不良品剔除机构时的时间；

3.3）如果处理对象的棉签为不良品，则在该棉签行进根据步骤3.2）计算得到的时间后，不良品剔除机构动作，将其从传送带上剔除。

本发明的一种基于图像检测的棉签检测装置利用计算机图像处理技术，来检测棉签。相对于传统手工检测的方法，其可以适用于流水线，进行连续检测，且检测效率高、精度高、不接触产品等优点。

 

附图说明

图1是本发明最佳实施例的一种基于图像检测的棉签检测装置的正视结构示意图；

图2是本发明最佳实施例的俯视图结构示意图；

图3是不良品剔除机构的工作原理示意图；

图4是CCD图像采集装置的仰视结构示意图。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

如图1至图4所示，本发明的一种基于图像检测的棉签16检测装置包括棉签传送带10，本实施例中的棉签传送带16采用两水平且相互平行的链条12结构，链条12的每节上设置一凸起的挡块14，棉签16横向设置在两链条12之间，随链条12向前移动。其他普通结构的传送带结构也可以实现相同的功能，并不一定要限度本实施例中的结构。该棉签16包括棉签杆18，棉签杆18至少一端设置有棉签头20，本实施例中棉签杆18的两端都设置有棉签头20。

此外，本发明还包括：

CCD图像采集装置22，负责对棉签16进行拍照，生成数字图像；

图像处理中心（未图示），负责对数字图像进行图像处理，计算并获得以下内容之一或多种：棉签16的长度、棉签头20形状和棉签头20尺寸；

不良品剔除机构24，负责将棉签16的长度、棉签头20形状或棉签头20尺寸不合格的棉签16从棉签传送带10上剔除。

其中，CCD图像采集装置22包括设置在链条12上方，正对棉签传送带10的高速CCD相机26和光源28。光源28为环形LED，高速CCD相机26设置在环形LED中间。环形光源28有利于制造出光照度一致的拍摄环境，还可以进一步地将CCD图像采集装置22罩在一个中空的暗室（未图示）中，暗室下表面开口正对链条12，进一步减少环境杂光的影响。

进一步地，还包括一深色背景板30，背景板设置在链条12的下方，以便在拍摄的数字图像中产生强烈的对比，便于计算机程序将棉签16从背景中分离出来。可以在两链条12的外侧下方及两链条12之间各设置一背景板。

不良品剔除机构24包括一快速击打棉签16一端的击打锤32和一正对棉签16受击打锤32击打后弹跳方向的挡板34，挡板34的下方设置有收集盒36。该击打锤32可以由气缸或其他弹性机构驱动，稍微偏向棉签16其中一端。

还可以进一步地包括：

一坐标定位单元（未图示），负责计算当前所处理的棉签16的水平坐标；

一行程计算单元（未图示），负责计算当前所处理的棉签16行进的距离。

这样，在拍照后，由图像处理中心在分析棉签16是否合格时，同时计算得到该棉签16的坐标；一旦，该棉签16检测为不合格时，在行程计算单元计算该棉签16行进到不良品剔除机构24位置时，给不良品剔除机构24发出击打指令，驱动不良品剔除机构24将棉签16从链条12上弹起，撞击到挡板34上，并沿倾斜的挡板34下落到收集盒36中。该计算过程中，需要加入不良品剔除机构24从启动到击打到棉签16的时长，从而留出一定的预先量。

本发明还提供一种用于棉签生产线的棉签头检测方法，其特征在于：其包括以下步骤：

1）利用CCD图像采集装置对传送带上输送的棉签进行逐个拍照，获得数字图像；

2）对数字图像进行图像处理，计算并获得以下内容之一或多种：棉签的长度、棉签头形状和棉签头尺寸；

3）将步骤2）中得到的棉签的长度、棉签头形状或棉签头尺寸与预先设定的标准值进行比较，与标准值之间的差值超过预先设定的误差范围时，即将该数据对应的棉签设为不良品，通过不良品剔除机构将该棉签从传送带上剔除；

步骤2）包括以下子步骤：

2.1)寻边定位，寻找至少棉签杆同一侧边缘的像素点，确定棉签杆的长度方向；

2.2)沿棉签杆的长度方向测量棉签整体的长度；

2.3)沿棉签杆的长度方向测量棉签头的尺寸。

步骤3）中包括以下子步骤：

3.1）在该数字图像中选取一点作为原点，根据步骤2.1）中确定棉签杆的长度方向，计算原点到棉签杆的距离；

3.2）根据预设的传送带行进速度计算棉签行进到不良品剔除机构时的时间；

3.3）如果处理对象的棉签为不良品，则在该棉签行进根据步骤3.2）计算得到的时间后，不良品剔除机构动作，将其从传送带上剔除。

以上实施例仅为本发明其中的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种基于图像检测的棉签检测装置，其包括输送棉签的棉签传送带，该棉签包括棉签杆，所述棉签杆至少一端设置有棉签头，其特征在于：其还包括：

CCD图像采集装置，负责对棉签进行拍照，生成数字图像；

图像处理中心，负责对所述数字图像进行图像处理，计算并获得以下内容之一或多种：棉签的长度、棉签头形状和棉签头尺寸；

不良品剔除机构，负责将棉签的长度、棉签头形状或棉签头尺寸不合格的棉签从所述棉签传送带上剔除。

2.根据权利要求1所述的基于图像检测的棉签检测装置，其特征在于：所述CCD图像采集装置包括正对所述棉签传送带的高速CCD相机和光源。

3.根据权利要求2所述的基于图像检测的棉签检测装置，其特征在于：所述光源为环形LED，所述高速CCD相机设置在所述环形LED中间。

4.根据权利要求3所述的基于图像检测的棉签检测装置，其特征在于：还包括一深色背景板，所述背景板垂直正对所述高速CCD相机，所述链条上的棉签经过所述高速CCD相机的镜头前时正好位于所述背景板与所述高速CCD相机之间。

5.根据权利要求4所述的基于图像检测的棉签检测装置，其特征在于：所述棉签传送带包括两水平且相互平行的链条，所述链条上等间距地设置有向上凸起的挡块，所述高速CCD相机和光源设置在所述链条的垂直正上方。

6.根据权利要求5所述的基于图像检测的棉签检测装置，其特征在于：两所述链条的外侧下方及两所述链条之间各设置一所述背景板。

7.根据权利要求6所述的基于图像检测的棉签检测装置，其特征在于：所述不良品剔除机构包括一快速击打所述棉签一端的击打锤和一正对所述棉签受所述击打锤击打后弹跳方向的挡板，所述挡板的下方设置有收集盒。

8.根据权利要求7所述的基于图像检测的棉签检测装置，其特征在于：还包括：

一坐标定位单元，负责计算当前所处理的棉签的水平坐标；

一行程计算单元，负责计算当前所处理的棉签行进的距离。

9.一种用于棉签生产线的棉签头检测方法，其特征在于：其包括以下步骤：

1）利用CCD图像采集装置对传送带上输送的棉签进行逐个拍照，获得数字图像；

2）对数字图像进行图像处理，计算并获得以下内容之一或多种：棉签的长度、棉签头形状和棉签头尺寸；

3）将步骤2）中得到的棉签的长度、棉签头形状或棉签头尺寸与预先设定的标准值进行比较，与标准值之间的差值超过预先设定的误差范围时，即将该数据对应的棉签设为不良品，通过不良品剔除机构将该棉签从传送带上剔除；

所述步骤2）包括以下子步骤：

2.1)寻边定位，寻找至少棉签杆同一侧边缘的像素点，确定棉签杆的长度方向；

2.2)沿棉签杆的长度方向测量棉签整体的长度；

2.3)沿棉签杆的长度方向测量棉签头的尺寸。

10.根据权利要求9所述的用于棉签生产线的棉签头检测方法，其特征在于：所述步骤3）中包括以下子步骤：

3.1）在该数字图像中选取一点作为原点，根据步骤2.1）中确定棉签杆的长度方向，计算原点到棉签杆的距离；

3.2）根据预设的传送带行进速度计算棉签行进到不良品剔除机构时的时间；

3.3）如果处理对象的棉签为不良品，则在该棉签行进根据步骤3.2）计算得到的时间后，不良品剔除机构动作，将其从传送带上剔除。