CN109807071B - 一种烟箱外观质量检测及离线查验系统及其方法 - Google Patents

Abstract

一种烟箱外观质量检测及离线查验系统及其方法，该系统包括依次连接的摄像机、网络交换机、图像处理机、数据采集卡，数据采集卡具有输入端口和输出端口，该系统还包括与输入端口连接的烟箱位置检测器、剔除气缸位置检测器，以及与输出端口连接的剔除气缸电磁阀、剔除指示信号灯和烟箱定位机构。本发明通过DSP图像处理机对图像进行处理和判别，将不合格烟箱剔除。当需要对烟箱质量缺陷进行分析或者对烟箱质量缺陷进行追溯时，可进行离线查验，最后形成报表，用于缺陷原因分析。

Description

一种烟箱外观质量检测及离线查验系统及其方法

技术领域

本发明涉及一种质量检测及离线查验系统及其方法，特别是一种烟箱外观质量检测及离线查验系统及其方法。

背景技术

近年来，随着图像采集、处理、识别技术的进步，各地卷烟工厂逐步投入使用了装封箱机箱装质量CCD在线检测系统，该系统投入使用以来对减少成品烟箱、烟条的错牌、缺损、缺条、烟箱两端胶带搭扣破损、条码缺损、纸箱错牌、纸箱变形、烟条-纸箱-条码不一致等现象，提高箱装烟内外的质量，完善生产管理发挥了很大的作用。

但质量缺陷数据的排查，仅仅只能依靠人工对图片数据逐一检查，工作量非常大。特别生产在制品产品时，由于在制品上未粘贴产品条形码，一旦其发生质量反馈事故时将无法进行有效地定位。由于卷烟产品生产与销售存在很长的时间延迟性，一旦发生质量市场反馈事故，也只能做到“亡羊补牢”，部门及个人的损失、产品形象的受损已无法挽回。难以确定产品质量缺陷是由于在生产过程中产生还是运输销售过程中产生，导致事故原因的追溯非常困难。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种烟箱外观质量检测及离线查验系统，该系统包括依次连接的摄像机、网络交换机、图像处理机、数据采集卡，所述数据采集卡具有输入端口和输出端口，该系统还包括与所述输入端口连接的烟箱位置检测器、剔除气缸位置检测器，以及与所述输出端口连接的剔除气缸电磁阀、剔除指示信号灯和烟箱定位机构；所述摄像机用于采集烟箱外观的图像；所述网络交换机用于通信连接所述摄像机和所述图像处理机；所述图像处理机用于对所述摄像机采集的图像进行处理和判断，当判定烟箱质量不合格，则自动保存缺陷图片及相关生产信息，并输出剔除信号给数据采集卡，所述图像处理机还用于离线查验，当需要对烟箱质量缺陷进行分析或者追溯时，对储存在所述图像处理机中的质量检测图片数据进行离线查验，根据缺陷图片导出路径和摄像机进行搜索查验，并显示缺陷部分的图像，最后形成报表，用于缺陷原因分析；所述数据采集卡用于通过输入端口分别从所述烟箱位置检测器和所述剔除气缸位置检测器采集烟箱位置信号和剔除信号，当采集到烟箱位置信号时通过输出端口启动烟箱定位机构，当采集到剔除信号时通过输出端口启动所述剔除气缸电磁阀和所述剔除指示信号灯；所述烟箱位置检测器用于检测烟箱位置信息；所述剔除气缸位置检测器用于检测气缸位置信息；所述剔除气缸电磁阀用于基于所述剔除信号和所述气缸位置信息控制气缸剔除不合格烟箱；所述剔除指示信号灯用于基于所述剔除信号，指示发现不合格烟箱，提醒工作人员注意；所述烟箱定位机构用于基于所述烟箱位置信息对烟箱进行定位，使烟箱固定，以便于所述摄像机对烟箱进行拍照从而采集烟箱图像。

优选地，所述摄像机为CMOS网络摄像机，至少设置5个，对烟箱除底面外的5个面进行图像采集。

优选地，所述网络交换机的端口数不少于所述CMOS网络摄像机的数量。

优选地，所述图像处理机为工控DSP图像处理机，其采用硬件图像处理机的DSP芯片并具有控制运算功能，用于判定烟箱质量是否合格。

优选地，所述数据采集卡为I\O板卡，其插入工控DSP图像处理机的PCI-e插槽内，用于模拟信号和数字信号的输入输出，输入和输出端口的数量满足信号输入与输出的要求。

优选地，该系统还包括多路电源输出模块，用于不同功率、不同电压等级的电能供给。

优选地，该系统安装于烟箱入库和出库部位。

一种烟箱外观质量检测及离线查验的方法，该方法由包括上述的烟箱外观质量检测及离线查验系统执行，该方法包括以下步骤：

步骤一、检测烟箱是否到位：烟箱位置检测器检测到烟箱到位时向数据采集卡发送烟箱位置信息，所述数据采集卡通过输出端口启动烟箱定位机构；

步骤二、烟箱定位：所述烟箱定位机构对烟箱进行定位，使烟箱固定；

步骤三、图像采集：摄像机采集烟箱外观的图像；

步骤四、图像处理与判别：图像处理机对所述摄像机采集的图像进行处理和判断；

步骤五、判断烟箱外观质量是否合格：通过所述图像处理机判断烟箱质量是否合格，若烟箱质量合格则结束本次判定进入下一个烟箱从步骤一开始，当判定烟箱质量不合格，则自动保存缺陷图片及相关生产信息并向数据采集卡输出剔除信号；

步骤六、气缸位置检测：通过剔除气缸位置检测器检测气缸位置，当气缸到位时向数据采集卡发送气缸位置信息，数据采集卡将气缸位置信息通过输出端口发送给剔除气缸电磁阀；

步骤七、信号指示及剔除烟箱：数据采集卡通过输出端口启动所述剔除气缸电磁阀和所述剔除指示信号灯，信号灯亮起的同时执行剔除气缸动作，气缸剔除电磁阀基于气缸位置信息和剔除信号将不合格烟箱剔除。

优选地，该方法在图像处理与判别时采用与逻辑处理。

优选地，该方法还包括检测烟箱是否到位之前的程序初始化，明确生产班次、操作工信息录入、工段、日期时间、包装机组信息。

优选地，该方法还包括当需要对烟箱质量缺陷进行分析或者追溯时，对储存在所述图像处理机中的质量检测图片数据进行离线查验，离线查验包括以下步骤：

步骤一、选择查验路径、相机和导出路径；

步骤二、根据路径和相机查验：根据缺陷图片导出路径和摄像机进行搜索查验；

步骤三、具体缺陷部位图像显示；

步骤四、形成报表，用于缺陷原因分析。

本发明通过位于烟箱前后、左右和上方的5个CMOS网络摄像机对相应位置烟箱外观图像进行采集，采集的图像经过DSP图像处理机对图像进行处理和判别。若DSP图像处理器判定该烟箱质量不合格，则将自动保存缺陷图片等相关生产信息。然后输出剔除信号，剔除指示信号灯亮起，与此同时，剔除气缸动作，将不合格烟箱剔除。当需要对烟箱质量缺陷进行分析或者对烟箱质量缺陷进行追溯时，就可以对质量检测图片数据进行离线查验。根据缺陷图片导出路径和相机进行搜索查验，并显示缺陷部分的图像，最后形成报表，用于缺陷原因分析。

附图说明

图1为本发明一种烟箱外观质量检测及离线查验系统的结构示意图；

图2为本发明质量检测的流程图；

图3为本发明离线查验的流程图。

具体实施方式

如图1所示，CMOS网络摄像机1-5用于烟箱左右、前后和上方5个面的图像采集，并通过TCP/IP网络通信的方式，连接到网络交换机，网络交换机与工控DSP图像处理机通过TCP/IP网络连接。工控DSP图像处理机是整个系统的核心，负责图像数据的处理与判别，结合所接收的检测传感器信号，发出控制执行机构的信号。工控DSP图像处理机通过PCI-e通信实现与I/O板卡即数据采集卡的连接，I/O板卡的DI端口即输入端口实现传感器信号的采集，它们分别是烟箱位置检测器和剔除气缸位置检测器，I/O板卡的DO端口即输出端口实现执行器件的动作，它们分别是：剔除气缸电磁阀用于控制气缸剔除不合格烟箱，剔除指示信号灯用于指示发现不合格烟箱，提醒工作人员注意，烟箱定位机构在烟箱位置检测器发出信号后，对烟箱进行定位，以便于摄像机对烟箱进行拍照采集图像。所有部件全部由多路电源输出模块供电，实现不同功率、不同电压等级的电能供给。

如图2所示，本发明质量检测的流程图。程序启动之后，进行程序的初始化，明确生产班次、操作工信息录入、工段、日期时间、封箱机所对接的包装机组等信息。而后程序等待烟箱到位，烟箱到位之后程序控制摄像头进行图像采集，DSP图像处理机对图像进行处理和判别，对5幅采集的图像判别结果采用与逻辑处理，判断烟箱质量是否合格。若烟箱质量合格，则本次结束，进入下一次循环判别；若烟箱质量不合格，则将缺陷图片保存起来，保存路径、文件名、安装相关生产信息设定，然后输出剔除信号，执行剔除气缸动作，将不合格烟箱剔除，程序再进入下一个循环。

在一种实施方式中，烟箱外观质量检测的方法包括：

步骤一、检测烟箱是否到位：烟箱位置检测器检测到烟箱到位时向数据采集卡发送烟箱位置信息，所述数据采集卡通过输出端口启动烟箱定位机构；

步骤二、烟箱定位：所述烟箱定位机构对烟箱进行定位，使烟箱固定；

步骤三、图像采集：摄像机采集烟箱外观的图像；

步骤四、图像处理与判别：图像处理机对所述摄像机采集的图像进行处理和判断；

步骤五、判断烟箱外观质量是否合格：通过所述图像处理机判断烟箱质量是否合格，若烟箱质量合格则结束本次判定进入下一个烟箱从步骤一开始，当判定烟箱质量不合格，则自动保存缺陷图片及相关生产信息并向数据采集卡输出剔除信号；

步骤六、气缸位置检测：通过剔除气缸位置检测器检测气缸位置，当气缸到位时向数据采集卡发送气缸位置信息，数据采集卡将气缸位置信息通过输出端口发送给剔除气缸电磁阀；

步骤七、信号指示及剔除烟箱：数据采集卡通过输出端口启动所述剔除气缸电磁阀和所述剔除指示信号灯，信号灯亮起的同时执行剔除气缸动作，气缸剔除电磁阀基于气缸位置信息和剔除信号将不合格烟箱剔除。

以上检测步骤可以根据需要调整顺序，例如气缸位置检测步骤可以在检测烟箱是否到位时同时进行，或者置于烟箱定位之后。

如图3所示，本发明离线查验的流程图。当需要对烟箱质量缺陷进行分析或者对烟箱质量缺陷进行追溯时，就需要对质量检测图片数据进行离线查验。离线查验时，首先要选择查验路径、相机，明确缺陷图片的导出路径，然后根据路径和相机开始搜索查验，并显示缺陷部分的图像，最后形成报表，用于缺陷原因分析。

在烟箱入库和出库部位加设该系统后，对烟箱的外观质量进行检测，并保存记录，必要时进行离线查验，既能及时有效的剔除箱装外观不合格的卷烟制品，避免流入市场，又能全面分析质量缺陷的产生部位和原因，对卷烟的生产、储存和运输环节加以改进，保证产品质量，维护消费者权益。

上述具体实施方式仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式等在相应技术条件是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (6)

1.一种烟箱外观质量检测及离线查验系统，其特征在于，该系统包括依次连接的摄像机、网络交换机、图像处理机、数据采集卡，所述数据采集卡具有输入端口和输出端口，该系统还包括与所述输入端口连接的烟箱位置检测器、剔除气缸位置检测器，以及与所述输出端口连接的剔除气缸电磁阀、剔除指示信号灯和烟箱定位机构；

所述摄像机用于采集烟箱外观的图像；

所述网络交换机用于通信连接所述摄像机和所述图像处理机；

所述图像处理机用于对所述摄像机采集的图像进行处理和判断，当判定烟箱质量不合格，则自动保存缺陷图片及相关生产信息，并输出剔除信号给数据采集卡，所述图像处理机还用于离线查验，当需要对烟箱质量缺陷进行分析或者追溯时，对储存在所述图像处理机中的质量检测图片数据进行离线查验，根据缺陷图片导出路径和摄像机进行搜索查验，并显示缺陷部分的图像，最后形成报表，用于缺陷原因分析；

所述数据采集卡用于通过输入端口分别从所述烟箱位置检测器和所述剔除气缸位置检测器采集烟箱位置信号和剔除信号，当采集到烟箱位置信号时通过输出端口启动烟箱定位机构，当采集到剔除信号时通过输出端口启动所述剔除气缸电磁阀和所述剔除指示信号灯；

所述烟箱位置检测器用于检测烟箱位置信息；

所述剔除气缸位置检测器用于检测气缸位置信息；

所述剔除气缸电磁阀用于基于所述剔除信号和所述气缸位置信息控制气缸剔除不合格烟箱；

所述剔除指示信号灯用于基于所述剔除信号，指示发现不合格烟箱，提醒工作人员注意；

所述烟箱定位机构用于基于所述烟箱位置信息对烟箱进行定位，使烟箱固定，以便于所述摄像机对烟箱进行拍照从而采集烟箱图像；

所述摄像机为CMOS网络摄像机，至少设置5个，对烟箱除底面外的5个面进行图像采集；

所述网络交换机的端口数不少于所述CMOS网络摄像机的数量；

所述图像处理机为工控DSP图像处理机，其采用硬件图像处理机的DSP芯片并具有控制运算功能，用于判定烟箱质量是否合格；

所述数据采集卡为I\O板卡，其插入工控DSP图像处理机的PCI-e插槽内，用于模拟信号和数字信号的输入输出，输入和输出端口的数量满足信号输入与输出的要求；

该系统还包括多路电源输出模块，用于不同功率、不同电压等级的电能供给。

2.根据权利要求1所述的烟箱外观质量检测及离线查验系统，该系统安装于烟箱入库和出库部位。

3.一种烟箱外观质量检测及离线查验的方法，其特征在于，该方法由包括根据权利要求1或2所述的烟箱外观质量检测及离线查验系统执行，该方法包括以下步骤：

步骤一、检测烟箱是否到位：烟箱位置检测器检测到烟箱到位时向数据采集卡发送烟箱位置信息，所述数据采集卡通过输出端口启动烟箱定位机构；

步骤二、烟箱定位：所述烟箱定位机构对烟箱进行定位，使烟箱固定；

步骤三、图像采集：摄像机采集烟箱外观的图像；

步骤四、图像处理与判别：图像处理机对所述摄像机采集的图像进行处理和判断；

步骤五、判断烟箱外观质量是否合格：通过所述图像处理机判断烟箱质量是否合格，若烟箱质量合格则结束本次判定进入下一个烟箱从步骤一开始，当判定烟箱质量不合格，则自动保存缺陷图片及相关生产信息并向数据采集卡输出剔除信号；

步骤六、气缸位置检测：通过剔除气缸位置检测器检测气缸位置，当气缸到位时向数据采集卡发送气缸位置信息，数据采集卡将气缸位置信息通过输出端口发送给剔除气缸电磁阀；

步骤七、信号指示及剔除烟箱：数据采集卡通过输出端口启动所述剔除气缸电磁阀和所述剔除指示信号灯，信号灯亮起的同时执行剔除气缸动作，气缸剔除电磁阀基于气缸位置信息和剔除信号将不合格烟箱剔除。

4.根据权利要求3所述的烟箱外观质量检测及离线查验的方法，其特征在于，该方法在图像处理与判别时采用与逻辑处理。

5.根据权利要求3所述的烟箱外观质量检测及离线查验的方法，其特征在于，该方法还包括检测烟箱是否到位之前的程序初始化，明确生产班次、操作工信息录入、工段、日期时间、包装机组信息。

6.根据权利要求3所述的烟箱外观质量检测及离线查验的方法，其特征在于，该方法还包括当需要对烟箱质量缺陷进行分析或者追溯时，对储存在所述图像处理机中的质量检测图片数据进行离线查验，离线查验包括以下步骤：

步骤一、选择查验路径、相机和导出路径；

步骤二、根据路径和相机查验：根据缺陷图片导出路径和摄像机进行搜索查验；

步骤三、具体缺陷部位图像显示；

步骤四、形成报表。