CN108168678B - 一种称重式条烟缺包检测动态数据处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种称重式条烟缺包检测动态数据处理方法，称重传感器在条烟经过称重相位的过程中，采集n个条烟的重量数据，组成条烟的时间重量数据序列，并筛除j个起始重量数据和k个尾端重量数据来克服上一条条烟和下一条条烟对于条烟重量数据的影响；由前几个正常条烟的标准重量数据求取平均值得到待检测条烟的标准重量数据，使得待检测条烟的标准重量数据随着生产过程时时更新，减少系统飘移产生的误差；再根据标准重量数据二次筛除若干偏移值较大的数据，剩余数据求取平均值，将平均值与标准重量数据进行比较进行合格判定，从而减少了条烟的动态称重过程带来的误差，避免了误判定导致剔除正常条烟或者缺包条烟未被剔除。

Description

一种称重式条烟缺包检测动态数据处理方法

技术领域

本发明涉及烟草设备技术领域，尤其涉及一种称重式条烟缺包检测动态数据处理方法。

背景技术

目前，在条烟包装生产过程中，现有的条包缺包基本采用电容、负压、称重或光子检测方式，电容由于条盒有金属粉导致检测不准确，逐渐淘汰。负压检测由于负压口经常有异物、灰尘等阻塞导致误检，检测准确性不高。光子缺包检测比较可靠，但也存在一些，如X射线对人身健康有一定的伤害，X射线管发热易损坏，配件昂贵，高压电源及射线接收等线路稳定性差，更新配件费用高，调整相关参数多，调整复杂。

称重方式检测条烟缺包装置是一种简单可靠的条烟缺包装置。条烟称重检测装置包括称重平台、称重控制组件、人机操作界面、中央处理器和条烟剔除机构组成，称重平台包括称重台、设置于称重台上的称重传感器和编码器，称重控制组件主要包括称重传感器信号处理电路，激励信号产生及反馈电路，单片机及其外围电路组成。

条烟开始检测时，通过人机操作界面将必要信息如条烟的标准质量输入中央处理器中，当条烟通过传送装置被传送到称重平台时，编码器采集条烟的位置信息，并将位置信息发送至中央处理器，中央处理器对条烟的位置信息进行判断，当条烟到达称重相位时，称重传感器对采集条烟的重量信息，并将条烟的重量信息传输至称重控制组件，称重控制组件将条烟的重量信息转换为条烟的重量数据，且将条烟的重量数据传输至中央处理器中。中央处理器对条烟的重量数据进行分析和计算，以确认条烟是否有缺包而需将其剔除。若条烟有缺陷需被剔除，中央处理器向剔除机构输出剔除信号，则当该条烟到达剔除相位时，剔除机构将该条烟剔除。

但是在称重检测过程中，称重传感器采集的条烟质量数据往往会存在误差。造成误差的原因有多种。条烟连续不断的通过称重平台，而非静止于称重平台上，因此，称重传感器测量的条烟重量数据是条烟运动状态下的重量数据，这个数据是不准确的。当由于条烟是连续不断的经过称重平台，实际上，待测条烟到达称重相位时，可能出现上一条条烟仍然在称重平台上或者下一条条烟已经部分进入称重平台上的情况，这种情况会对条烟的重量数据造成很大的误差。称重过程中，硬件的振动以及硬件本身的限制，造成称重系统飘移，产生的一定的偏差，也大大影响条烟的重量数据的准确度。

发明内容

本发明的目的是提供一种称重式条烟缺包检测动态数据处理方法，能够克服上一条条烟和下一条条烟对于条烟重量数据的影响，减少系统飘移产生的误差。

本发明采用的技术方案为：

一种称重式条烟缺包检测动态数据处理方法，包括以下步骤

1)通过人机操作界面将相关数据输入中央处理器，并确定第一条条烟的标准质量数据m₁：所述的相关数据包括批次条烟的标准重量数据m₀、批次条烟的筛选阀值ε₀、批次条烟的剔除阀值δ₀；将批次条烟的标准重量数据m₀作为第一条条烟的标准质量数据m₁，即m₁＝m₀；

2)中央处理器获取第一条条烟的时间重量数据序列C₁、C₂、…C_i…C_n，记第一条条烟的时间重量数据序列C₁、C₂、…C_i…C_n为初始序列A：将第一条条烟到达称重相位至第一条条烟完全离开称重相位所用的时间记为t，称重传感器在时间t内，按照频率f，采集n个第一条条烟的重量数据C_i,n个第1条条烟的重量数据组成第一条条烟的时间重量数据序列C₁、C₂、…C_i…C_n，即初始序列A；n∈{1、2、3……}；

3)中央处理器将初始序列A中起始及尾端的数据筛除，将筛除完毕后初始序列A中剩余的第一条条烟的重量数据记为稳定序列B：初始序列A筛除j个起始重量数据，且筛除k个尾端重量数据，将初始序列A中剩余的第一条条烟的重量数据C_j+1、C_j+2、…C_i…C_n-k则为稳定序列B；j、k均为大于0的自然数数且j+k＜n；

4)中央处理器根据第一条条烟的标准质量数据m₁，获取与稳定序列B对应的误差序列C：根据公式ε_i＝∣C_i-m₁∣，计算出稳定序列B中的每一个第一条条烟的重量数据C_i对应的误差ε_i，组成稳定序列B的时间误差重量数据序列ε_j+1、ε_j+2、…ε_i…ε_n-k，记时间误差重量数据序列ε_j+1、ε_j+2、…ε_i…ε_n-k为误差序列C；

5)中央处理器根据误差序列C对稳定序列B中的第一条条烟的重量数据进行二次筛除，将二次筛除完毕后稳定序列B的剩余的第一条条烟的重量数据记为目标序列D：中央处理器将误差序列C中的误差ε_i与批次条烟的筛选阀值ε₀一一做对比，若ε_i>ε₀,则将误差ε_i对应的稳定序列B中的第一条条烟的重量数据C_i剔除，将稳定序列B中剩余的第一条条烟的重量数据C_i组成第一条条烟的第三时间重量数据序列，记第一条条烟的第三时间重量数据序列为目标序列D；

6)中央处理器获取目标序列D的平均值M₁，并根据第一条条烟的标准质量数据m₁判定第一条条烟是否符合标准：将平均值M₁作为第1条条烟的目标重量数据，将第1条条烟的目标重量数据M₁与第一条条烟的标准质量数据m₁作对比，若∣M₁-m₁∣≤δ₀,则判定第一条条烟符合标准；若∣M₁-m₁∣＞δ₀，则判定第一条条烟不符合标准，中央处理器控制剔除机构将第一条条烟剔除；

7)中央处理器获取第二条条烟的标准重量数据m₂，并重复步骤2)、3)、4)、5)、6)，对第二条条烟的是否符合标准进行判定：

m₂的获取过程如下：若第一条条烟的目标重量数据M₁符合标准，第二条条烟的标准重量数据m₂＝(M₁+m₁)/2；若第一条条烟的目标重量数据M₁不符合标准被剔除，第二条条烟的标准重量数据m₂＝m₁；

8)中央处理器依次获取第q条条烟的标准重量数据m_q，并重复步骤2)、3)、4)、5)、6)，对第q条条烟的是否符合标准进行判定，直至将批次条烟全部判定完毕：

m_q的获取过程如下：若第q-1条条烟的目标重量数据M_q-1符合标准，第q条条烟的标准重量数据m_q＝(M_q-1+m_q-1)/p；若第q-1条条烟的重量数据的平均值M_q-1不符合标准被剔除，第q条条烟的标准重量数据m_q＝m_q-1；q为大于0的自然数且q≤n；

所述的j＝k＝[n·20％]。

所述的第q条条烟的标准重量数据m_q按照以下方法计算：第q条待检测条烟的标准重量数据m_q，若第q-1条的重量数据的平均值M_q-1符合标准，第q条待检测条烟的标准重量数据当q>10时，p＝10，当q≤10时，p＝q-1；若第q-1条的重量数据的平均值M_q-1不符合标准被剔除，第q条待检测条烟的标准重量数据m_q＝m_q-1。

本发明通过采集n个条烟的重量数据C_i组成条烟的时间重量数据序列，并筛除j个起始重量数据和k个尾端重量数据来克服上一条条烟和下一条条烟对于条烟重量数据的影响；由前几个正常条烟的标准重量数据求取平均值得到待检测条烟的标准重量数据，使得待检测条烟的标准重量数据随着生产过程时时更新，减少系统飘移产生的误差；将二次筛除若干偏移较大数据，剩余数据求取平均值，根据平均值进行合格判定，减少了条烟的动态称重过程带来的误差；本发明提升了现有的称重检测方法的准确度，避免了误判定导致剔除正常条烟或者缺包条烟未被剔除。

附图说明

图1为本发明的方法流程图；

具体实施方式

一种称重式条烟缺包检测动态数据处理方法，包括以下步骤：

1)通过人机操作界面将相关数据输入中央处理器，并确定第一条条烟的标准质量数据m₁：所述的相关数据包括批次条烟的标准重量数据m₀、批次条烟的筛选阀值ε₀、批次条烟的剔除阀值δ₀；将批次条烟的标准重量数据m₀作为第一条条烟的标准质量数据m₁，即m₁＝m₀；

2)中央处理器获取第一条条烟的时间重量数据序列C₁、C₂、…C_i…C_n，记第一条条烟的时间重量数据序列C₁、C₂、…C_i…C_n为初始序列A：将第一条条烟到达称重相位至第一条条烟完全离开称重相位所用的时间记为t，称重传感器在时间t内，按照频率f，采集n个第一条条烟的重量数据C_i,n个第1条条烟的重量数据组成第一条条烟的时间重量数据序列C₁、C₂、…C_i…C_n，即初始序列A；n∈{1、2、3……}；在本实施例中，频率f为50Hz，即每10ms采集一个第一条条烟的重量数据C_i；

3)中央处理器将初始序列A中起始及尾端的数据筛除，将筛除完毕后初始序列A中剩余的第一条条烟的重量数据记为稳定序列B：初始序列A筛除j个起始重量数据，且筛除k个尾端重量数据，将初始序列A中剩余的第一条条烟的重量数据C_j+1、C_j+2、…C_i…C_n-k则为稳定序列B；j、k均为大于0的自然数数且j+k＜n；在本实施例中，所述的j＝k＝[n·20％]，这是根据大量的经验所取得的数据，既能够保证剔除受到前一条条烟影响造成不准确的起始数据，剔除受到后一条条烟影响造成不准确的尾端数据，又保留了较多的剩余数据；

4)中央处理器根据第一条条烟的标准质量数据m₁，获取与稳定序列B对应的误差序列C：根据公式ε_i＝∣C_i-m₁∣，计算出稳定序列B中的每一个第一条条烟的重量数据C_i对应的误差ε_i，组成稳定序列B的时间误差重量数据序列ε_j+1、ε_j+2、…ε_i…ε_n-k，记时间误差重量数据序列ε_j+1、ε_j+2、…ε_i…ε_n-k为误差序列C；

5)中央处理器根据误差序列C对稳定序列B中的第一条条烟的重量数据进行二次筛除，将二次筛除完毕后稳定序列B的剩余的第一条条烟的重量数据记为目标序列D：中央处理器将误差序列C中的误差ε_i与批次条烟的筛选阀值ε₀一一做对比，若ε_i>ε₀,则将误差ε_i对应的稳定序列B中的第一条条烟的重量数据C_i剔除，将稳定序列B中剩余的第一条条烟的重量数据C_i组成第一条条烟的第三时间重量数据序列，记第一条条烟的第三时间重量数据序列为目标序列D；

6)中央处理器获取目标序列D的平均值M₁，并根据第一条条烟的标准质量数据m₁判定第一条条烟是否符合标准：将平均值M₁作为第1条条烟的目标重量数据，将第1条条烟的目标重量数据M₁与第一条条烟的标准质量数据m₁作对比，若∣M₁-m₁∣≤δ₀,则判定第一条条烟符合标准；若∣M₁-m₁∣＞δ₀，则判定第一条条烟不符合标准，中央处理器控制剔除机构将第一条条烟剔除；

7)中央处理器获取第二条条烟的标准重量数据m₂，并重复步骤2)、3)、4)、5)、6)，对第二条条烟的是否符合标准进行判定：在重复2)、3)、4)、5)、6)的过程中，中央处理器获取第一条条烟的时间重量数据序列C₁、C₂、…C_i…C_n，以及进行的筛除、二次筛除、求取二次筛除后剩余数据的平均值，均为第二条条烟的对应数据，在一个多次重复的过程中，这种表达方式是毫无疑义的。m₂的获取过程如下：若第一条条烟的目标重量数据M₁符合标准，第二条条烟的标准重量数据m₂＝(M₁+m₁)/2；若第一条条烟的目标重量数据M₁不符合标准被剔除，第二条条烟的标准重量数据m₂＝m₁；

8)中央处理器依次获取第q条条烟的标准重量数据m_q，并重复步骤2)、3)、4)、5)、6)，对第q条条烟的是否符合标准进行判定，直至将批次条烟全部判定完毕：在重复2)、3)、4)、5)、6)的过程中，中央处理器获取第一条条烟的时间重量数据序列C₁、C₂、…C_i…C_n，以及进行的筛除、二次筛除、求取二次筛除后剩余数据的平均值，均为第q条条烟的对应数据，在一个多次重复的过程中，这种表达方式是毫无疑义的。

m_q的获取过程如下：若第q-1条条烟的目标重量数据M_q-1符合标准，第q条条烟的标准重量数据m_q＝(M_q-1+m_q-1)/2；若第q-1条条烟的重量数据的平均值M_q-1不符合标准被剔除，第q条条烟的标准重量数据m_q＝m_q-1；q为大于0的自然数且q≤n；

优选的，所述的第q条条烟的标准重量数据m_q按照以下方法计算：第q条待检测条烟的标准重量数据m_q，若第q-1条的重量数据的平均值M_q-1符合标准，第q条待检测条烟的标准重量数据当q>10时，p＝10，当q≤10时，p＝q-1；若第q-1条的重量数据的平均值M_q-1不符合标准被剔除，第q条待检测条烟的标准重量数据m_q＝m_q-1。

选用前10个正常条烟的标准重量数据求取平均值，作为第q条条烟的标准重量数据m_q，避免了因为前列中某一个正常条烟的目标重量数据偏差略大，在一次次的循环过程中，第q条条烟的标准重量数据m_q偏差越来远大，导致检测过程越来越不准确，保证了不断更新的标准重量数据数据的稳定性，又保持了合适的运算量，避免误剔除正常条烟。

本发明通过采集n个条烟的重量数据C_i组成条烟的时间重量数据序列，并筛除j个起始重量数据和k个尾端重量数据来克服上一条条烟和下一条条烟对于条烟重量数据的影响；由前几个正常条烟的标准重量数据求取平均值得到待检测条烟的标准重量数据，使得待检测条烟的标准重量数据随着生产过程时时更新，减少系统飘移产生的误差；将二次筛除若干偏移较大数据，剩余数据求取平均值，根据平均值进行合格判定，减少了条烟的动态称重过程带来的误差；本发明提升了现有的称重检测方法的准确度，避免了误判定导致剔除正常条烟或者缺包条烟未被剔除。

Claims (3)

1.一种称重式条烟缺包检测动态数据处理方法，其特征在于：包括以下步骤

1)通过人机操作界面将相关数据输入中央处理器，并确定第一条条烟的标准质量数据m₁：所述的相关数据包括批次条烟的标准重量数据m₀、批次条烟的筛选阀值ε₀、批次条烟的剔除阀值δ₀；将批次条烟的标准重量数据m₀作为第一条条烟的标准质量数据m₁，即m₁＝m₀；

2)中央处理器获取第一条条烟的时间重量数据序列C₁、C₂、…C_i…C_n，记第一条条烟的时间重量数据序列C₁、C₂、…C_i…C_n为初始序列A：将第一条条烟到达称重相位至第一条条烟完全离开称重相位所用的时间记为t，称重传感器在时间t内，按照频率f，采集n个第一条条烟的重量数据C_i,n个第1条条烟的重量数据组成第一条条烟的时间重量数据序列C₁、C₂、…C_i…C_n，即初始序列A；n∈{1、2、3……}；

3)中央处理器将初始序列A中起始及尾端的数据筛除，将筛除完毕后初始序列A中剩余的第一条条烟的重量数据记为稳定序列B：初始序列A筛除j个起始重量数据，且筛除k个尾端重量数据，将初始序列A中剩余的第一条条烟的重量数据C_j+1、C_j+2、…C_i…C_n-k则为稳定序列B；j、k均为大于0的自然数数且j+k＜n；

4)中央处理器根据第一条条烟的标准质量数据m₁，获取与稳定序列B对应的误差序列C：根据公式ε_i＝∣C_i-m₁∣，计算出稳定序列B中的每一个第一条条烟的重量数据C_i对应的误差ε_i，组成稳定序列B的时间误差重量数据序列ε_j+1、ε_j+2、…ε_i…ε_n-k，记时间误差重量数据序列ε_j+1、ε_j+2、…ε_i…ε_n-k为误差序列C；

5)中央处理器根据误差序列C对稳定序列B中的第一条条烟的重量数据进行二次筛除，将二次筛除完毕后稳定序列B的剩余的第一条条烟的重量数据记为目标序列D：中央处理器将误差序列C中的误差ε_i与批次条烟的筛选阀值ε₀一一做对比，若ε_i>ε₀,则将误差ε_i对应的稳定序列B中的第一条条烟的重量数据C_i剔除，将稳定序列B中剩余的第一条条烟的重量数据C_i组成第一条条烟的第三时间重量数据序列，记第一条条烟的第三时间重量数据序列为目标序列D；

6)中央处理器获取目标序列D的平均值M₁，并根据第一条条烟的标准质量数据m₁判定第一条条烟是否符合标准：将平均值M₁作为第1条条烟的目标重量数据，将第1条条烟的目标重量数据M₁与第一条条烟的标准质量数据m₁作对比，若∣M₁-m₁∣≤δ₀,则判定第一条条烟符合标准；若∣M₁-m₁∣＞δ₀，则判定第一条条烟不符合标准，中央处理器控制剔除机构将第一条条烟剔除；

7)中央处理器获取第二条条烟的标准重量数据m₂，并重复步骤2)、3)、4)、5)、6)，对第二条条烟的是否符合标准进行判定：

m₂的获取过程如下：若第一条条烟的目标重量数据M₁符合标准，第二条条烟的标准重量数据m₂＝(M₁+m₁)/2；若第一条条烟的目标重量数据M₁不符合标准被剔除，第二条条烟的标准重量数据m₂＝m₁；

8)中央处理器依次获取第q条条烟的标准重量数据m_q，并重复步骤2)、3)、4)、5)、6)，对第q条条烟的是否符合标准进行判定，直至将批次条烟全部判定完毕：m_q的获取过程如下：若第q-1条条烟的目标重量数据M_q-1符合标准，第q条条烟的标准重量数据m_q＝(M_q-1+m_q-1)/p；若第q-1条条烟的重量数据的平均值M_q-1不符合标准被剔除，第q条条烟的标准重量数据m_q＝m_q-1；q为大于0的自然数且q≤n。

2.根据权利要求1所述的称重式条烟缺包检测动态数据处理方法，其特征在于：所述的j＝k＝[n·20％]。

3.根据权利要求2所述的称重式条烟缺包检测动态数据处理方法，其特征在于：所述的第q条条烟的标准重量数据m_q按照以下方法计算：第q条待检测条烟的标准重量数据m_q，若第q-1条的重量数据的平均值M_q-1符合标准，第q条待检测条烟的标准重量数据 当q>10时，p＝10，当q≤10时，p＝q-1；若第q-1条的重量数据的平均值M_q-1不符合标准被剔除，第q条待检测条烟的标准重量数据m_q＝m_q-1。