CN104999504B - 一种瓦楞纸板尺寸的测量方法及分纸压线控制方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种瓦楞纸板尺寸的测量方法及分纸压线控制方法和系统。该测量方法包括：实时获取包含瓦楞纸板的图像，对所述图像进行预处理；定位所述图像中瓦楞纸板的边缘，分割出瓦楞纸板图片，得到瓦楞纸板的尺寸参数；对所述瓦楞纸板的尺寸参数进行补偿，得到所述瓦楞纸板的实际尺寸。通过视觉系统的实时测量获取瓦楞纸板的实际尺寸，使得瓦楞纸板的尺寸检测结果更精确；该控制方法在该测量方法的基础上，在所述得到所述实际尺寸之后还包括：比较所述实际尺寸与所述瓦楞纸板的预设尺寸，根据比较的结果控制分纸刀和压线轮的位置。通过实时的比较结果对分压机进行控制，提高了瓦楞纸板的尺寸精度和分压过程的效率，节约了生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及瓦楞纸生产领域，尤其涉及一种瓦楞纸板尺寸的测量方法及分纸压线控制方法和系统。
背景技术
瓦楞纸板生产线主要是卷筒原纸经过压制瓦楞，上胶，粘合定，分纸压线,横切成规格纸板,最后经堆码输出等工序构成的流水作业线,其流水线生产出来的纸板通常会出现和实际尺寸有1-2mm的误差,目前市面上所有分压机的控制系统，主要是电机编码器组成的小闭环系统，通过提前设定订单尺寸，再由电机驱动刀片和压线装置去分纸压线，只能通过控制系统按照生产订单的尺寸去控制刀线,生产过程中通常需要生产人员经常手工尺量纸板的精度，发现误差比较大的时候,再去调整控制器,这样就存在生产质量和效率比较低,纸板浪费也非常大。
发明内容
本发明的第一目的在于提出一种瓦楞纸板尺寸的实时测量方法，通过视觉系统的实时测量获取瓦楞纸板的实际尺寸，使得瓦楞纸板的尺寸检测结果更精确；第二目的在于提出一种基于视觉系统的瓦楞纸板分压控制方法，根据该实际尺寸与预设尺寸对分压机进行控制，提高了瓦楞纸板的尺寸精度和分压过程的效率，节约了生产成本。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种瓦楞纸板尺寸的实时测量方法，包括：
实时获取包含瓦楞纸板的图像，对所述图像进行去噪和白平衡处理；
定位所述图像中瓦楞纸板的边缘，分割出瓦楞纸板图片，得到瓦楞纸板的尺寸参数；
对所述瓦楞纸板的图像进行畸变校正得到畸变系数，根据所述畸变系数对所述尺寸参数进行补偿，得到所述瓦楞纸板的实际尺寸。
其中，所述定位所述图像中瓦楞纸板的边缘，具体为：通过Canny边缘检测算法定位所述图像中瓦楞纸板的边缘。
其中，所述分割出瓦楞纸板图片具体为：通过基于Zernike矩的亚像素精确分割算法分割出瓦楞纸板图片。
其中，所述在对所述瓦楞纸板的图像进行畸变校正得到畸变系数，具体为：
采用基于标定模板的畸变图像校正方法对所述瓦楞纸板的图像进行畸变校正，得到畸变校正系数。
其中，所述标定模板为棋盘。
其中，所述得到所述瓦楞纸板的实际尺寸之后，还包括：将所述实际尺寸输出。
第二方面，本发明提供一种基于视觉系统的瓦楞纸板分压控制方法，包括：
获取分纸压线之后的包含瓦楞纸板的图像，对所述图像进行去噪和白平衡处理；
定位所述图像中瓦楞纸板的边缘，分割出瓦楞纸板图片，得到瓦楞纸板的尺寸参数；
对所述瓦楞纸板的图像进行畸变校正得到畸变系数，根据所述畸变系数对所述尺寸参数进行补偿，得到所述瓦楞纸板的实际尺寸；
比较所述实际尺寸与所述瓦楞纸板的预设尺寸，根据比较的结果控制分纸刀和压线轮的位置。
第三方面，本发明提供一种瓦楞纸板尺寸的实时测量系统，包括：
图像获取单元，用于实时获取包含瓦楞纸板的图像；
图像预处理单元，用于对所述图像进行去噪和白平衡处理；
边缘定位单元，用于定位所述图像中瓦楞纸板的边缘；
图像分割单元，用于分割出瓦楞纸板图片，得到瓦楞纸板图片的尺寸参数；
畸变校正单元，用于对所述瓦楞纸板的图像进行畸变校正得到畸变系；
参数补偿单元，用于根据所述畸变系数对所述尺寸参数进行补偿，得到所述纸板的尺寸。
其中，该系统还包括：
输出单元，用于将所述尺寸输出。
第四方面，本发明提供一种基于视觉系统的瓦楞纸板分压控制系统，包括：
图像获取单元，用于实时获取包含瓦楞纸板的图像；
图像预处理单元，用于对所述图像进行去噪和白平衡处理；
边缘定位单元，用于定位所述图像中瓦楞纸板的边缘；
图像分割单元，用于分割出瓦楞纸板图片，得到瓦楞纸板图片的尺寸参数；
畸变校正单元，用于对所述瓦楞纸板的图像进行畸变校正得到畸变系数；
参数补偿单元，用于根据所述畸变系数对所述尺寸参数进行补偿，得到所述纸板的实际尺寸；
分压控制单元，用于比较所述实际尺寸与所述瓦楞纸板的预设尺寸，根据比较的结果控制分纸刀和压线轮的位置。
本发明提供的技术方案带来的有益效果：
本发明提供的测量方法，实时获取包含瓦楞纸板的图像，对所述图像进行去噪和白平衡处理，定位所述图像中瓦楞纸板的边缘，分割出瓦楞纸板图片，得到瓦楞纸板的尺寸参数，在对所述瓦楞纸板的图像进行畸变校正得到畸变系数，根据所述畸变系数对所述尺寸参数进行补偿，得到所述瓦楞纸板的实际尺寸。通过实时获取瓦楞纸板的图像来得到瓦楞纸板的实际尺寸，使得瓦楞纸板的尺寸检测结果更精确；
本发明提供的控制方法，在所述得到所述实际尺寸之后还包括：比较所述实际尺寸与所述瓦楞纸板的预设尺寸，根据比较的结果控制分纸刀和压线轮的位置。通过实时的比较结果对分压机进行控制，提高了瓦楞纸板的尺寸精度和分压过程的效率，节约了生产成本。
附图说明
图1是本发明瓦楞纸板尺寸的实时测量方法的方法流程图。
图2是本发明基于视觉系统的瓦楞纸板分压控制方法的方法示意图。
图3是本发明瓦楞纸板尺寸的实时测量系统的系统流程图。
图4是本发明基于视觉系统的瓦楞纸板分压控制系统的系统示意图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例一
参照图1，图1是本发明瓦楞纸板尺寸的实时测量方法的方法流程图。
在第一实施例中，该瓦楞纸板尺寸的实时测量方法包括：
S101，实时获取包含瓦楞纸板的图像，对所述图像进行去噪和白平衡处理；
获取瓦楞纸板在分纸压线之后的图像，通过滤波器进行去噪处理，以减小图像在数字化和传输过程中受到成像设备与外部环境的噪声干扰，通过白平衡处理使得瓦楞纸板的图像更接近人眼的色彩视觉习惯，同时为后续图像处理，如边缘定位和畸变校正减小误差。
S102，定位所述图像中瓦楞纸板的边缘，分割出瓦楞纸板图片，得到瓦楞纸板的尺寸参数；
通过Canny边缘检测算法定位所述图像中瓦楞纸板的边缘，Canny边缘检测算法是目前理论上相对最完善的一种边缘检测算法。
再通过基于Zernike矩的亚像素精确分割算法分割出瓦楞纸板图片。传统的边缘检测算子，如Roberts、Sobel，Prewitt等算子都是局域窗口梯度算子，由于它们对噪声敏感，所以在处理实际图像中效果并不明显；Canny算子是目前边缘检测使用的最为广泛的一种算法，对噪声敏感并且精度停留在像素级，不适用于检测精度要求很高的对象；Zernike矩是积分形算子，因此在有噪声的情况下对噪声不敏感，并且其检测精度可以精确到亚像素级；
在通过Canny边缘检测算法检测出瓦楞纸板图片的边缘之后，再通过基于Zernike矩的亚像素精确分割算法精确定位该瓦楞纸板图片的边缘，分割出瓦楞纸板图片。
S103，对所述瓦楞纸板的图像进行畸变校正得到畸变系数，根据所述畸变系数对所述尺寸参数进行补偿，得到所述瓦楞纸板的实际尺寸。
采用基于标定模板的畸变图像校正方法对所述瓦楞纸板的图像进行畸变校正，得到畸变校正系数，其中，所述标定模板为棋盘。
综上，本发明实施例的瓦楞纸板尺寸的实时测量方法，实时获取包含瓦楞纸板的图像之后，对该图像进行处理，精确定位瓦楞纸板图片的边缘，切割出瓦楞纸板图片，同时使用畸变校正的方法对分割出的瓦楞纸板图片的尺寸参数进行补偿，以获取瓦楞纸板的实际尺寸；通过实时获取瓦楞纸板的图像来得到瓦楞纸板的实际尺寸，使得瓦楞纸板的尺寸检测结果更精确，免除了人工测量的工序，并且节省了人力资源，提高了瓦楞纸板的生产效率。
实施例二
图2是本发明基于视觉系统的瓦楞纸板分压控制方法的方法示意图。
在第一实施例的基础上，步骤S103之后，还包括：
S104，比较所述实际尺寸与所述瓦楞纸板的预设尺寸，根据比较的结果控制分纸刀和压线轮的位置。
将检测得到的实际尺寸和系统订单数据作对比，得到差值，根据该差值去控制分压机，从而调整分纸刀和压线轮的位置；
例如若实际订单第一刀的幅宽是100mm，即瓦楞纸板第一刀的预设尺寸是100mm，而检测到第一刀之后瓦楞纸板的实际尺寸是103mm，比订单尺寸大了3mm，将该实时误差传送给分压机控制系统，通过控制系统调整分纸刀的位置，使得第一刀的宽幅为100mm，保证了生产质量。
综上，本发明实施例基于视觉系统的瓦楞纸板分压控制方法，通过图像处理技术实时获取瓦楞纸板的实际尺寸，将该实际尺寸与所述瓦楞纸板的预设尺寸做比较，根据比较的结果控制分纸刀和压线轮的位置；通过视觉系统实时获取瓦楞纸板精确的实际尺寸，根据该实际尺寸与预设尺寸的实时误差控制分纸刀和压线轮的位置；提高了分纸压线的精度，即瓦楞纸板的尺寸精度，提高了瓦楞纸板的生产效率，节约了生产成本。
实施例三
参照图3，图3是本发明瓦楞纸板尺寸的实时测量系统的系统示意图。
在第三实施例中，该瓦楞纸板尺寸的实时测量系统包括：
图像获取单元101，用于实时获取包含瓦楞纸板的图像；
分压机视觉系统，采用4个专业的1400万像素的工业相机,通过型材水平固定,然后用支撑钢架固定在瓦楞纸板生产线的分压机与横切机之间正上方位置.通过相机去捕捉分压机分纸压线后的纸板图像。
图像预处理单元102，用于对所述图像进行去噪和白平衡处理；
边缘定位单元103，用于定位所述图像中瓦楞纸板的边缘；
图像分割单元104，用于分割出瓦楞纸板图片，得到瓦楞纸板图片的尺寸参数；
分割出瓦楞纸板图片之后，通过像素计算获取瓦楞纸板图片的尺寸参数。
畸变校正单元105，用于对所述瓦楞纸板的图像进行畸变校正得到畸变系；
参数补偿单元106，用于根据所述畸变系数对所述尺寸参数进行补偿，得到所述纸板的尺寸。
采用基于标定模板的畸变图像校正方法对所述瓦楞纸板的图像进行畸变校正，得到畸变校正系数，其中，所述标定模板为棋盘。
通过畸变校正使得被污染或畸变的图象信号中提取所需要的信息，沿着使图象失真的逆过程恢复图象本来面貌，同时获取畸变系数，根据该畸变系数对经过边缘检测和图像分割之后获取的瓦楞纸板图片的尺寸参数进行补偿，以减小测量误差，得到瓦楞纸板图片的尺寸参数之后通过比例变换得到瓦楞纸板的实际尺寸。
综上，本发明实施例的瓦楞纸板尺寸的实时测量系统，采用高像素的工业相机实时获取包含瓦楞纸板的图像，对该图像进行处理，精确定位瓦楞纸板图片的边缘，切割出瓦楞纸板图片，同时使用畸变校正的方法对分割出的瓦楞纸板图片的尺寸参数进行补偿，以获取瓦楞纸板的实际尺寸；通过实时获取瓦楞纸板的图像来得到瓦楞纸板的实际尺寸，使得瓦楞纸板的尺寸检测结果更精确，免除了人工测量的工序，并且节省了人力资源，提高了瓦楞纸板的生产效率。
实施例四
图4是本发明基于视觉系统的瓦楞纸板分压控制系统的系统示意图。
在第三实施例的基础上，该系统还包括：
分压控制单元107，用于比较所述实际尺寸与所述瓦楞纸板的预设尺寸，根据比较的结果控制分纸刀和压线轮的位置。
瓦楞纸板分压控制系统由电机驱动分压机以调整分纸刀和压线轮的位置，目前在生产过程中，主要是通过提取设定好订单尺寸，根据该订单尺寸一次性的调整好分纸刀和压线轮的位置，若生产人员手动测量发现瓦楞纸板的实际尺寸与该带单尺寸偏差较大，再去调整分压机的控制器参数，生产效率低并且瓦楞纸板的精度也不高。
通过实时检测得到的尺寸误差作为分压机控制器的控制参数，反应快精度高。
综上，本发明实施例基于视觉系统的瓦楞纸板分压控制系统，通过图像处理技术实时获取瓦楞纸板的实际尺寸，将该实际尺寸与所述瓦楞纸板的预设尺寸做比较，根据比较的结果作为分压机的控制参数，以调整分纸刀和压线轮的位置，使其与订单尺寸保持一致；该系统通过视觉系统实时获取瓦楞纸板精确的实际尺寸，根据该实际尺寸与预设尺寸的实时误差调整瓦楞纸板分纸压线的位置；提高了分纸压线的精度，即瓦楞纸板的尺寸精度，提高了瓦楞纸板的生产效率，节约了生产成本。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种瓦楞纸板尺寸的实时测量方法，其特征在于，包括如下步骤：
实时获取包含瓦楞纸板的图像，对所述图像进行去噪和白平衡处理；
定位所述图像中瓦楞纸板的边缘，分割出瓦楞纸板图片，得到瓦楞纸板的尺寸参数；
对所述瓦楞纸板的图像进行畸变校正得到畸变系数，根据所述畸变系数对所述尺寸参数进行补偿，得到所述瓦楞纸板的实际尺寸。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述定位所述图像中瓦楞纸板的边缘，具体为：通过Canny边缘检测算法定位所述图像中瓦楞纸板的边缘。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分割出瓦楞纸板图片具体为：通过基于Zernike矩的亚像素精确分割算法分割出瓦楞纸板图片。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在对所述瓦楞纸板的图像进行畸变校正得到畸变系数，具体为：
采用基于标定模板的畸变图像校正方法对所述瓦楞纸板的图像进行畸变校正，得到畸变校正系数。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述标定模板为棋盘。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述得到所述瓦楞纸板的实际尺寸之后，还包括：将所述实际尺寸输出。
7.一种基于视觉系统的瓦楞纸板分压控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
获取分纸压线之后的包含瓦楞纸板的图像，对所述图像进行去噪和白平衡处理；
定位所述图像中瓦楞纸板的边缘，分割出瓦楞纸板图片，得到瓦楞纸板的尺寸参数；
在对所述瓦楞纸板的图像进行畸变校正得到畸变系数，根据所述畸变系数对所述尺寸参数进行补偿，得到所述瓦楞纸板的实际尺寸；
比较所述实际尺寸与所述瓦楞纸板的预设尺寸，根据比较的结果控制分纸刀和压线轮的位置。
8.一种瓦楞纸板尺寸的实时测量系统，其特征在于，包括：
图像获取单元，用于实时获取包含瓦楞纸板的图像；
图像预处理单元，用于对所述图像进行去噪和白平衡处理；
边缘定位单元，用于定位所述图像中瓦楞纸板的边缘；
图像分割单元，用于分割出瓦楞纸板图片，得到瓦楞纸板图片的尺寸参数；
畸变校正单元，用于对所述瓦楞纸板的图像进行畸变校正得到畸变系；
参数补偿单元，用于根据所述畸变系数对所述尺寸参数进行补偿，得到所述纸板的实际尺寸。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，还包括：
输出单元，用于将所述实际尺寸输出。
10.一种基于视觉系统的瓦楞纸板分压控制系统，其特征在于，包括：
图像获取单元，用于实时获取包含瓦楞纸板的图像；
图像预处理单元，用于对所述图像进行去噪和白平衡处理；
边缘定位单元，用于定位所述图像中瓦楞纸板的边缘；
图像分割单元，用于分割出瓦楞纸板图片，得到瓦楞纸板图片的尺寸参数；
畸变校正单元，用于在对所述瓦楞纸板的图像进行畸变校正得到畸变系数；
参数补偿单元，用于根据所述畸变系数对所述尺寸参数进行补偿，得到所述纸板的实际尺寸；
分压控制单元，用于比较所述实际尺寸与所述瓦楞纸板的预设尺寸，根据比较的结果控制分纸刀和压线轮的位置。
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