CN108982532A - 烟条多相机重复视觉检测装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种烟条多相机重复视觉检测装置及方法，属于烟草电气自动检测技术领域，所述的烟条多相机重复视觉检测装置包括输送带、重复相机组、图形处理器、控制器、光源、触发光纤传感器；本发明通过重复相机组获得烟条相同姿态下的同一面或局部的不同角度的多幅图像，图像及信息冗余，通过校验、纠错、比较、合成等处理得到更准确、更多的信息，图形处理算法种类更可靠、更丰富。从而减少不合格烟条未检测出而进入成品中，提高产品质量，同时，也大幅减少合格烟条错误剔除的比例，提高烟条检测的准确度和可靠性。并且，多相机同时拍摄系统实时性好，可用于高速烟条外观检测。

Description

烟条多相机重复视觉检测装置及方法
技术领域
本发明属于烟草电气自动检测技术领域，具体地说，涉及一种烟条多相机重复视觉检测装置及方法。
背景技术
现有烟条视觉外观检测装置，用多个相机对烟条的多个面或局部拍摄和检测，但对于烟条的每个面或局部，都是用一个相机对烟条的一个面或局部进行拍摄一次、一幅图像、一次图形处理和分析得出这个面或局部是否合格。对于烟条的一个检测面或局部，一幅图像所得信息过少，当出现图像在拍摄、传输、处理等过程中出现各种干扰、错误、图像局部不清晰等时，检测结果不准确、不可靠。
使用一个相机对烟条的一个面或局部进行拍摄、一幅图像、一次图形处理和分析，由于得到的图像和信息有限，检测的算法也有限，不少时候得出的检测结果是不能确定烟条是否合格，但最终都要给出合格或不合格的结果。
例如：透明拉线、透明包装纸、某些商标印刷等特征有一定的隐形性，在某些角度的图像中显示不清晰或无显示，当然也难检测到，但变换角度后就可变清晰。即使设计及安装调试时对其拍摄角度进行选择和较对，但输送带的振动和不平整等使烟条不规律跳动动；拉线、透明包装纸、商标纸等都会出现随机的变形，变形尺寸大部分都在允许范围内，但使其拍摄角度变化范围大，时常出现要检测的隐形特征在采集到的图像中不清晰或者没有。为了可靠产品质量往往只能将此烟条剔除，造成很高错误剔除率，反之如果为降低错误剔除率而降低检测精度则不合格品将不能可靠检测剔除。
发明内容
为了克服背景技术中存在的问题，本发明提供了一种烟条多相机重复视觉检测装置及方法，能够从不同角度来检测烟条的同一个面，得到更多、更准确的烟条图像及信息后，通过人工智能的方式更准确的判断烟条是否合格。
为实现上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的：
所述的烟条多相机重复视觉检测装置包括输送带1、重复相机组3、图形处理器4、控制器5、光源6、触发光纤传感器7；
输送带1，运输烟条2匀速运动；
触发光纤传感器7，检测烟条2到达及离开，为重复相机组3拍摄提供触发信号，安装于输送带1的两侧；
光源6，为重复相机组3拍摄提供照明；
重复相机组3，用于对烟条2的同一面或局部的不同角度同时拍摄，得到多幅图像，重复相机组3与图形处理器4连接，接收图形处理器4的触发拍摄信号，并将图像输出至图形处理器4；
图形处理器4，对重复相机组3输入的图像按设定的图形算法进行处理；
控制器5用于系统或装置的逻辑控制，如果烟条2检测结果不合格向剔除单元发出剔除信号。
进一步，所述的重复相机组3拍摄烟条2同一个面或局部，由两个或两个以上相机组成。
进一步，每个相机的安装角度不同。
烟条多相机重复视觉检测方法，包含以下步骤：
1）输送带1匀速运输烟条2，当触发光纤传感器7检测烟条2到达或离开其光纤头位置，将信号输出至控制器5；
2）控制器5接收到触发光纤传感器7传输的信号后，控制器5按预设时间接通光源6为重复相机组3提供拍摄所需光照条件，同时，控制器5向重复相机组3发出拍摄命令，由重复相机组3的每个相机对烟条2的同一面或局部同时进行拍摄；
3）重复相机组3图像输出至图形处理器4，图形处理器4分别对输入的多幅图像进行处理；
4）图形处理器4对多幅图像进行综合处理，并判断烟条2的所有局部或面检测是否都合格，并将最终结果输出至控制器5；
5）烟条2的所有局部或面检测都合格，烟条2才判定为合格产品，反之只要任何一项检测不合格该烟条为不合格产品，当出现不合格产品时，控制器5向不合格烟条剔除单元发出剔除信号，不合格烟条剔除单元对不合格烟条定位后将其剔除，进入下一检测循环。
进一步，步骤3）中，图形处理器4对多幅图像的处理可以为分时处理或并行处理，实时要求高时用采用并行处理，通过图形处理器4中多个CPU对每幅图像并行处理。
进一步，设定的图形算法包括：单幅图像处理及综合多幅图像处理分析。
本发明的有益效果：
本发明通过重复相机组获得烟条相同姿态下的同一面或局部的不同角度的多幅图像，图像及信息冗余，通过校验、纠错、比较、合成等处理得到更准确、更多的信息，图形处理算法种类更可靠、更丰富。从而减少不合格烟条未检测出而进入成品中，提高产品质量，同时，也大幅减少合格烟条错误剔除的比例，提高烟条检测的准确度和可靠性。并且，多相机同时拍摄系统实时性好，可用于高速烟条外观检测。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明检测装置控制结构示意图；
图3为本发明检测方法控制流程图；
图4为一般烟条外观检测整体结构。
图中，1-输送带、2-烟条、3-重复相机组、4-图形处理器、5-控制器、6-光源、7-触发光纤传感器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例和附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
目前，一般烟条外观检测整体结构如图4为所示，至少要包含烟条检测单元和烟条剔除单元，其它单元为辅助单元可根据实际需要选装，本发明主要内容是烟条的检测单元。
所述的烟条多相机重复视觉检测装置包括输送带1、重复相机组3、图形处理器4、控制器5、光源6、触发光纤传感器7；
输送带1，运输烟条2匀速运动；
触发光纤传感器7安装于输送带的两侧；检测烟条2到达及离开，为重复相机组3拍摄提供触发信号；
光源6，为重复相机组3拍摄提供照明；
重复相机组3，由两个或两个以上相机组成，即重复图像数量为的两幅或两幅以上。重复相机组3与图形处理器4连接，接收图形处理器4的触发拍摄信号，并将图像输出至图形处理器4；每个相机从不同的角度对准拍摄的目标。相机等电子产品的性能在不断提高，价格不断下降为多个相机的使用提供了成本的可行性。
图形处理器4，对重复相机组3输入的图像按设定的图形算法进行处理；
由于烟条图像数量和信息量的增加，图形算法可进一步拓展、种类大量增加，处理分析后得到的信息也得到增加，对烟条视觉检测的准确率和精度大幅提高。
控制器5，用于系统或装置的逻辑控制，如果烟条2检测结果不合格向剔除单元发出剔除信号。
所述的重复相机组3拍摄烟条2同一个面或局部，由两个或两个以上相机组成，每个相机的安装角度不同。
输送带1运输烟条2，使其匀速运动，触发光纤7检测烟条到达及离开，并向控制器输出。触发光纤7可用对射式，也可用反射式。
烟条多相机重复视觉检测方法，包含以下步骤：
1）输送带1匀速运输烟条2，当触发光纤传感器7检测烟条2到达或离开其光纤头位置，将信号输出至控制器5。
2）控制器5接收到触发光纤传感器7传输的信号后，控制器5按预设时间接通光源6为重复相机组3提供拍摄所需光照条件，同时，控制器5向重复相机组3发出拍摄命令，由重复相机组3的每个相机对烟条2的同一面或局部同时进行拍摄。
3）重复相机组3图像输出至图形处理器4，图形处理器4分别对输入的多幅图像进行处理。
4）图形处理器4对多幅图像进行综合处理，并判断烟条2的所有局部或面检测是否都合格，并将最终结果输出至控制器5；设定的图形算法包括：单幅图像处理及综合多幅图像处理分析。
5）烟条2的所有局部或面检测都合格，烟条2才判定为合格产品，反之只要任何一项检测不合格该烟条为不合格产品，当出现不合格产品时，控制器5向不合格烟条剔除单元发出剔除信号，不合格烟条剔除单元对不合格烟条定位后将其剔除，进入下一检测循环。
步骤3）中，图形处理器4对多幅图像的处理可以为分时处理或并行处理，实时要求高时用采用并行处理，通过图形处理器4中多个CPU对每幅图像并行处理。
实施例
如图1、图2所示，所述的烟条多相机重复视觉检测装置包括输送带1、重复相机组3、图形处理器4、控制器5、光源6、触发光纤传感器7，所述的输送带1的上安装有与烟条2传输过程中高度相匹配的触发光纤传感器7，重复相机组3安装在能够拍摄输送带1上输送的烟条2的空间范围内，且还设置有为重复相机组3提供光照条件的光源6，触发光纤传感器7与控制器5连接，控制器5与重复相机组3、光源6连接，重复相机组3与图形处理器4连接，图形处理器4与控制器5连接，控制器5还与不合格烟条剔除单元连接。
所述的输送带1的上安装有与烟条2传输过程中高度相匹配的触发光纤传感器7，触发光纤传感器7检测烟条2到达及离开，为重复相机组3拍摄提供触发信号；触发光纤传感器7可用对射式，也可用反射式。重复相机组3安装在能够拍摄输送带1上输送的烟条2的空间范围内，烟条2有六个面，烟条2的全部六个面或部分重要面可选用多相机重复拍摄的方法。所述的重复相机组3由拍摄烟条2同一个面或局部的两个或两个以上相机组成，且每个相机的安装角度不同，由多个安装角度不同的相机对烟条2的同一面或局部的不同角度同时拍摄，得到多幅图像。还设置有为重复相机组3提供光照条件的光源6。图形处理器4对重复相机组3输入的图像按设定的图形算法进行处理。触发光纤传感器7与控制器5连接，控制器5与重复相机组3、光源6连接，重复相机组3与图形处理器4连接，图形处理器4与控制器5连接，控制器5还与不合格烟条剔除单元连接。控制器5控制光源6、重复相机组3、图形处理器4，并最终判断烟条2是否合格，如果烟条2检测不合格时并向不合格烟条剔除单元发出剔除信号。
由于烟条2的图像数量和信息量的增加，图形处理器4的图形算法可进一步拓展、种类大量增加，处理分析后得到的信息也得到增加，对烟条2的视觉检测的准确率和精度大幅提高。
例如：透明拉线、透明包装纸接缝等，产品设计选用透明材质就是为了有一定的隐形性能，人工质检需要从不同角度来观察、检测目标，人工智能的机器视觉也需要从不同角度来检测目标，得到更多、更准确的烟条图像及信息。当检测目标在某一图像中不清晰而导致检测不到时，可以从其它角度的图像中寻找检测目标，如果还找不到就对多幅图像合成处理增强其特征后再次寻找等方法，如果找不到再判定为不合格产品。
如图3所示，烟条多相机重复视觉检测方法，由以下步骤组成：
1）输送带1匀速运输烟条2，当烟条2触发到触发光纤传感器7，触发光纤传感器7检测烟条2到达或离开其光纤头位置，并将信号传输给控制器5；
2）控制器5接收到触发光纤传感器7传输的信号后，控制器5按预设时间接通光源6为重复相机组3提供拍摄所需光照条件，同时，控制器5向重复相机组3发出拍摄命令，由重复相机组3的每个相机对烟条2的同一面或局部同时进行拍摄；
3）重复相机组3拍摄的照片或图像输出至图形处理器4，图形处理器4对输入的多张图像进行处理；图形处理器4对多张图像的处理可以为分时处理或并行处理，实时要求高时用采用并行处理，通过图形处理器4中多个CPU对每幅图像并行处理；
4）图形处理器4处理照片后，将处理结果反馈给控制器5，控制器5对图形处理器4反馈的图片结果进行对比，并判断烟条2的所有局部或面检测是否都合格；
5）烟条2的所有局部或面检测都合格，烟条2才判定为合格产品，反之只要任何一项检测不合格该烟条为不合格产品，当出现不合格产品时，控制器5向不合格烟条剔除单元发出剔除信号，不合格烟条剔除单元对不合格烟条定位后将其剔除，进入下一检测。
本发明通过重复相机组获得烟条相同姿态下的同一面或局部的不同角度的多幅图像，图像及信息冗余，通过校验、纠错、比较、合成等处理得到更准确、更多的信息，图形处理算法种类更可靠、更丰富。从而减少不合格烟条未检测出而进入成品中，提高产品质量，同时，也大幅减少合格烟条错误剔除的比例，提高烟条检测的准确度和可靠性。并且，多相机同时拍摄系统实时性好，可用于高速烟条外观检测。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (6)

1.烟条多相机重复视觉检测装置，其特征在于：所述的烟条多相机重复视觉检测装置包括输送带（1）、重复相机组（3）、图形处理器（4）、控制器（5）、光源（6）、触发光纤传感器（7）；
输送带（1），运输烟条（2）匀速运动；
触发光纤传感器（7），检测烟条（2）到达及离开，为重复相机组（3）拍摄提供触发信号，安装于输送带（1）的两侧；
光源（6），为重复相机组（3）拍摄提供照明；
重复相机组（3），用于对烟条（2）的同一面或局部的不同角度同时拍摄，得到多幅图像，重复相机组（3）与图形处理器（4）连接，接收图形处理器（4）的触发拍摄信号，并将图像输出至图形处理器（4）；
图形处理器（4），对重复相机组（3）输入的图像按设定的图形算法进行处理；
控制器（5）用于系统或装置的逻辑控制，如果烟条（2）检测结果不合格向剔除单元发出剔除信号。
2.根据权利要求1所述的烟条多相机重复视觉检测装置，其特征在于：所述的重复相机组（3）拍摄烟条（2）同一个面或局部，由两个或两个以上相机组成。
3.根据权利要求2所述的烟条多相机重复视觉检测装置，其特征在于：每个相机的安装角度不同。
4.烟条多相机重复视觉检测方法，其特征在于：包含以下步骤：
1）输送带（1）匀速运输烟条（2），当触发光纤传感器（7）检测烟条（2）到达或离开其光纤头位置，将信号输出至控制器（5）；
2）控制器（5）接收到触发光纤传感器（7）传输的信号后，控制器（5）按预设时间接通光源（6）为重复相机组（3）提供拍摄所需光照条件，同时，控制器（5）向重复相机组（3）发出拍摄命令，由重复相机组（3）的每个相机对烟条（2）的同一面或局部同时进行拍摄；
3）重复相机组（3）图像输出至图形处理器（4），图形处理器（4）分别对输入的多幅图像进行处理；
4）图形处理器（4）对多幅图像进行综合处理，并判断烟条（2）的所有局部或面检测是否都合格，并将最终结果输出至控制器（5）；
5）烟条（2）的所有局部或面检测都合格，烟条（2）才判定为合格产品，反之只要任何一项检测不合格该烟条为不合格产品，当出现不合格产品时，控制器（5）向不合格烟条剔除单元发出剔除信号，不合格烟条剔除单元对不合格烟条定位后将其剔除，进入下一检测循环。
5.根据权利要求4所述的烟条多相机重复视觉检测方法，其特征在于：步骤3）中，图形处理器（4）对多幅图像的处理可以为分时处理或并行处理，实时要求高时用采用并行处理，通过图形处理器（4）中多个CPU对每幅图像并行处理。
6.根据权利要求4所述的烟条多相机重复视觉检测方法，其特征在于：设定的图形算法包括：单幅图像处理及综合多幅图像处理分析。
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