CN112058691B - 一种基于ccd成像技术的分段式滤棒的质量控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于CCD成像技术的分段式滤棒的质量控制方法，涉及卷烟制造技术领域，包括以下步骤：S1：设置至少两个CCD相机；S2：根据固定设置的CCD相机拍摄的图像获取被测滤棒的类型；S3：获取被测滤棒的类型；S4：移动CCD相机，获取被测滤棒的多帧图像；S5：将被测滤棒的多个角度的图像进行拼合，获取综合检测图像的被测滤棒各分段的长度；S6：判断被测滤棒各分段的长度是否符合标准；若是则通过检测；反之则将被测滤棒进行剔除。本发明简单方便，通过使用CCD成像技术，可以精确对分段式滤棒的每一个分段的长度进行检测，对整个滤棒的质量进行精确控制，进一步判断滤棒是否符合标准，检测的精确度高。

Description

一种基于CCD成像技术的分段式滤棒的质量控制方法
技术领域
本发明涉及卷烟制造技术领域，
尤其是，本发明涉及一种基于CCD成像技术的分段式滤棒的质量控制方法。
背景技术
滤嘴是指滤棒分切后接装在卷烟烟支的抽吸端，对卷烟烟气中某些物质起过滤作用的圆柱体，是滤嘴卷烟的一个重要组成部分。滤棒能有效的截留烟气中对人体有害的各种物质，如焦油、CO、烟碱等，醋酸纤维丝束是一种价格低廉、性能优异的滤材。分段式滤棒是由两种以上不同类型、不同规格的料棒，按照设计要求呈一定规律周期性排列的滤棒。滤棒的重量是影响滤棒性能的一个重要因素之一。目前，滤棒标准仅对整支滤棒的重量有要求，但对各分段的重量没有要求，这样就会导致滤棒分切后质量不稳定。为了稳定分段式滤棒的质量，对分段式滤棒各分段的重量都需加以控制，目前并无对分段式滤棒各分段重量控制的设备及方法。
例如中国专利发明专利CN107024409A公开了一种卷烟烟支分段吸阻的测量方法，将整支烟分为六个部分：卷烟纸包裹的烟丝部分、卷烟纸部分、接装纸包裹的烟丝部分、滤嘴前段部分、滤嘴后段部分和滤嘴通风孔部分，以R1、R2、R3、R4、R5、R6分别代表上述卷烟各分段部分吸阻。上述发明通过测量卷烟开放吸阻、封闭吸阻、两种半封闭吸阻、总通风率与滤嘴前段部分、滤嘴后段部分长度的测量，获得相应卷烟总体阻值，同时利用卷烟6个分段部分阻值之间串并联关系以及吸阻与阻值、气流流量之间关系式，计算得到烟支各个分段吸阻。该方法具有操作方便、计算简单的优点，能实现不同类型滤嘴通风技术条件下对卷烟各个部分吸阻的准确测量，为卷烟产品质量追溯、产品设计及工艺优化提供基础支撑。
但是上述方法依然存在以下缺点：1、只能对整体的滤嘴进行检测，无法针对一个滤嘴中具有多个材料段组成的单个分段进行单独检测，导致对整个滤棒的质量控制程度差；2、滤嘴分段部分长度获取方式不合理，实际的滤嘴分段部分长度获取精度不够。
因此为了解决上述问题，设计一种合理的基于CCD成像技术的分段式滤棒的质量控制方法对我们来说是很有必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种简单方便，通过使用CCD成像技术，可以精确对分段式滤棒的每一个分段的长度进行检测，对整个滤棒的质量进行精确控制，进一步判断滤棒是否符合标准，检测的精确度高的分段式滤棒的质量控制方法。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案得以实现的：
一种基于CCD成像技术的分段式滤棒的质量控制方法，包括以下步骤：
S1：在被测滤棒加工位置上方设置至少两个朝向滤棒方向的CCD相机，其中至少有一个为固定设置的CCD相机，至少有一个为可移动设置的CCD相机；
S2：根据固定设置的CCD相机拍摄的被测滤棒的图像获取被测滤棒的类型；
S3：获取被测滤棒的类型对应的各分段的标准范围；
S4：将可移动设置的CCD相机在被测滤棒上方依次滑动，获取可移动设置的CCD相机拍摄的被测滤棒的多帧图像；
S5：将被测滤棒的多个角度的图像进行整合获得综合检测图像，获取综合检测图像的被测滤棒各分段的长度；
S6：判断被测滤棒各分段的长度是否符合被测滤棒的类型对应的各分段的标准范围；若是则通过检测；反之则将被测滤棒进行剔除。
作为本发明的优选，执行步骤S1之前，设置用于方便可移动设置的CCD相机滑动的滑轨。
作为本发明的优选，执行步骤S1时，被测滤棒加工位置包括滤棒成型机的终端、卷烟机的前端以及离线单元处。
作为本发明的优选，执行步骤S2之前，建立与CCD相机电连接的数据处理终端。
作为本发明的优选，执行步骤S3之前，在数据处理终端中建立被测滤棒类型数据库，用于存储各滤棒类型及该类型对应的各分段的标准范围。
作为本发明的优选，执行步骤S3时，各分段的标准范围包括该分段长度标准值及误差范围。
作为本发明的优选，执行步骤S4时，保证可移动设置的CCD相机滑动时始终对准被测滤棒。
作为本发明的优选，执行步骤S5时，将被测滤棒的多个角度的图像进行整合时，将多个图像进行对比，剔除与其它图像误差大的图像，获取多个图像中数据接近的图像进行整合，获得综合检测图像。
作为本发明的优选，执行步骤S6时，依次判断被测滤棒各分段的长度是否符合被测滤棒的类型对应的各分段的标准范围，若所有分段的长度均符合被测滤棒的类型对应的各分段的标准范围，则通过检测；反之若有任一分段的长度不符合被测滤棒的类型对应的各分段的标准范围，则将被测滤棒进行剔除。
作为本发明的优选，执行步骤S6时，当所有分段的长度均符合被测滤棒的类型对应的各分段的标准范围时，输出每一个分段的长度相对该分段长度标准值的误差数据。
本发明一种基于CCD成像技术的分段式滤棒的质量控制方法有益效果在于：简单方便，通过使用CCD成像技术，可以精确对分段式滤棒的每一个分段的长度进行检测，对整个滤棒的质量进行精确控制，进一步判断滤棒是否符合标准，检测的精确度高。
附图说明
图1为本发明一种基于CCD成像技术的分段式滤棒的质量控制方法的流程示意图。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的模块和步骤的相对布置和步骤不限制本发明的范围。
同时，应当明白，为了便于描述，附图中的流程并不仅仅是单独进行，而是多个步骤相互交叉进行。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法应当被视为授权说明书的一部分。
实施例：如图1所示，仅仅为本发明的其中一个的实施例，一种基于CCD成像技术的分段式滤棒的质量控制方法，包括以下步骤：
S1：在被测滤棒加工位置上方设置至少两个朝向滤棒方向的CCD相机，其中至少有一个为固定设置的CCD相机，至少有一个为可移动设置的CCD相机；
在这里被测滤棒加工位置包括滤棒成型机的终端、卷烟机的前端以及离线单元处，被测滤棒设置在加工平台上，所有的CCD相机都是针对被测滤棒进行拍摄的，固定设置的CCD相机设置于被测滤棒的正上方，一般为一个；可移动设置的CCD相机设置于被测滤棒的正上方两侧，一般为两个分别设置在两侧，且可以进行滑动，以滤棒位置为中心进行弧形滑动，从而拍摄各个角度的被测滤棒的图像。
当然，在执行步骤S1之前，设置用于方便可移动设置的CCD相机滑动的滑轨。
S2：根据固定设置的CCD相机拍摄的被测滤棒的图像获取被测滤棒的类型；
根据设置在被测滤棒正上方的固定设置的CCD相机拍摄被测滤棒，获取被测滤棒的两种或以上不同类型、不同规格的料棒的按照一定规律周期性排列的分段规律，从而获取被测滤棒的类型。
在这里，固定设置的CCD相机设置于被测滤棒的正上方，是因为只有设置在被测滤棒的正上方，才能更好的拍摄较为合理的被测滤棒图像，方便获取被测滤棒各分段的排列规律。
当然，在执行步骤S2之前，建立与CCD相机电连接的数据处理终端，CCD相机将拍摄图像发送至数据处理终端，由数据处理终端进行处理和判断，当然，固定设置的CCD相机和可移动设置的CCD相机均连接至数据处理终端。
S3：获取被测滤棒的类型对应的各分段的标准范围；
当然在执行步骤S3之前，在数据处理终端中建立被测滤棒类型数据库，用于存储各滤棒类型及该类型对应的各分段的标准范围，根据固定设置于被测滤棒的正上方CCD相机拍摄的图像信息和被测滤棒的类型，在滤棒类型数据库中获取被测滤棒的类型的各分段的长度的标准范围。
在这里，各分段的标准范围包括该分段长度标准值及误差范围。
S4：将可移动设置的CCD相机在被测滤棒上方依次滑动，获取可移动设置的CCD相机拍摄的被测滤棒的多帧图像；
可移动设置的CCD相机设置于被测滤棒的正上方两侧，沿着滑轨进行滑动，以滤棒位置为中心进行弧形滑动，从而拍摄各个角度的被测滤棒的图像。当然，要保证可移动设置的CCD相机滑动时始终对准被测滤棒，更需要保证可移动设置的CCD相机滑动时与被测滤棒之间的距离也要相同。
由于每个滤棒的每个分段的材质不同，其反光的漫反射大小以及阴影成像的角度均不同，正上方设置的固定设置的CCD相机直接可以得到被测滤棒的完整图像的概率并不是百分之百，而且两侧设置的CCD相机直接可以得到被测滤棒的完整图像的概率更低，为了避免被测滤棒某一分段的材质造成的读数误差，导致被测滤棒的某一分段的长度判断错误，那么将可移动的CCD相机进行滑动获取多个拍摄角度的被测滤棒的图像，准确度更高。
可移动设置的CCD相机以滤棒位置为中心进行弧形滑动，一边滑动一边获取多帧图像，以被测滤棒的放置平面与CCD相机朝向之间的角度α为例，最好获取α为0°至90°之间的多组图像，一般来说，为了节省测量时间，至少需要拍摄角度α为15°、30°、45°、60°以及75°等几个角度的被测滤棒的图像。
S5：将被测滤棒的多个角度的图像进行整合获得综合检测图像，获取综合检测图像的被测滤棒各分段的长度；
将被测滤棒的多个角度的图像进行拼合时，将多个图像进行对比，剔除与其它图像误差大的图像，也就是将可移动设置的CCD相机拍摄的图像中，与其他图像均有很大不同的图像进行剔除，这类差别较大的图像为某个分段的材质反射异常的角度，获取多个图像中数据接近的图像进行整合，获得综合检测图像；当然，若是所有图像没有差别大的图像，可以直接将所有图像进行整合，获得综合检测图像。
由于分段式的滤棒的应用中，各个分段的材质的排列顺序是固定的，即第一段固定为A号材料，第二段固定为B号材料，以此类推，这样的话，只需要按照顺序获取每一段材料的长度即可获取整根滤棒的质量。
至于CCD相机如何获取整根滤棒的分段长度，由于CCD相机是拍摄图片获取像素点的，又由于滤棒各分段的亮度和色彩度不同，获取的图像的像素点中在各分段的灰度是不同的，那么只需要提取同一灰度的像素数量，通过单位像素的大小和像素数量的乘积就是单一分段的长度，当然在此之前，需要进行单位像素的大小的获取，就是以预定长度L的标准件放置于用于测量待测滤棒的位置，使用CCD相机进行拍摄，获取在标准长度L0上的像素点数量M，那么单位像素点的长度L0即为L/M，然后取出标准件，将被测滤棒放置在标准件位置（确保CCD相机的拍摄标准件和被测滤棒的距离和CCD相机设置参数相同），CCD相机进行拍摄，被测滤棒的段数就是CCD相机图像的灰度数量，被测滤棒每一段的长度就是该灰度的排列的像素点数个数，例如第一个灰度的像素点数为N1个，那么该分段的长度S1即为N1*L0即N1 * L /M，以此获取滤棒的所有分段的长度。
在这里，可移动设置的CCD相机滑动时与被测滤棒之间的距离也要相同，那么可以保证拍摄角度α为15°、30°、45°、60°以及75°等几个角度的被测滤棒的图像的单位像素点的长度是恒定的，可以方便计算每个分段的滤棒的长度。
同样的方式计算得到每一个图像中的被测滤棒各分段的长度，例如某一个图像中的被测滤棒第一段（A段）长度为5mm，第二段（B段）长度为7mm，第三段（C段）长度为9mm，那么生成计算结果A5B7C9；在CCD相机移动中拍摄有多帧图像，多帧图像中的计算结果分别为A5B7C9、A6B6C9、A5B7C9、A5B8C7、A5B7C9，那么剔除差异性大的几个结果A6B6C9和A5B8C7，剩余的多个结果相同均为A5B7C9，那么将这几个相同的结果进行整合，直接得到计算结果为A5B7C9的综合检测图像。所谓的整合就是获取相同数据最多的结果作为综合检测结果。
理论上，在可移动设置的CCD相机滑动时拍摄的帧数足够多的情况下，滤棒有n段，就有n个差异性数据即差异性大的结果，将这些差异性数据剔除，其他的相同性数据即为综合检测结果。
S6：判断被测滤棒各分段的长度是否符合被测滤棒的类型对应的各分段的标准范围；若是则通过检测；反之则将被测滤棒进行剔除。
在执行步骤S6时，依次判断被测滤棒各分段的长度是否符合被测滤棒的类型对应的各分段的标准范围，若所有分段的长度均符合被测滤棒的类型对应的各分段的标准范围，则通过检测；反之若有任一分段的长度不符合被测滤棒的类型对应的各分段的标准范围，则将被测滤棒进行剔除。
并且，执行步骤S6时，当所有分段的长度均符合被测滤棒的类型对应的各分段的标准范围时，输出每一个分段的长度相对该分段长度标准值的误差数据，方便对每个滤棒的生产机器进行评分和改进。
本发明一种基于CCD成像技术的分段式滤棒的质量控制方法简单方便，通过使用CCD成像技术，可以精确对分段式滤棒的每一个分段的长度进行检测，对整个滤棒的质量进行精确控制，进一步判断滤棒是否符合标准，检测的精确度高。
本发明不局限于上述具体的实施方式，本发明可以有各种更改和变化。凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于CCD成像技术的分段式滤棒的质量控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：在被测滤棒加工位置上方设置至少两个朝向滤棒方向的CCD相机，其中至少有一个为固定设置的CCD相机，至少有一个为可移动设置的CCD相机；
S2：根据固定设置的CCD相机拍摄的被测滤棒的图像获取被测滤棒的类型；
S3：获取被测滤棒的类型对应的各分段的标准范围；
S4：将可移动设置的CCD相机在被测滤棒上方以滤棒位置为中心进行弧形滑动，一边滑动一边获取多帧图像，获取可移动设置的CCD相机拍摄的被测滤棒的多帧图像；
S5：将被测滤棒的多个角度的图像进行整合获得综合检测图像，获取综合检测图像的被测滤棒各分段的长度；
S6：判断被测滤棒各分段的长度是否符合被测滤棒的类型对应的各分段的标准范围；若是则通过检测；反之则将被测滤棒进行剔除。
2.根据权利要求1所述的一种基于CCD成像技术的分段式滤棒的质量控制方法，其特征在于：
执行步骤S1之前，设置用于方便可移动设置的CCD相机滑动的滑轨。
3.根据权利要求1所述的一种基于CCD成像技术的分段式滤棒的质量控制方法，其特征在于：
执行步骤S1时，被测滤棒加工位置包括滤棒成型机的终端、卷烟机的前端以及离线单元处。
4.根据权利要求1所述的一种基于CCD成像技术的分段式滤棒的质量控制方法，其特征在于：
执行步骤S2之前，建立与CCD相机电连接的数据处理终端。
5.根据权利要求4所述的一种基于CCD成像技术的分段式滤棒的质量控制方法，其特征在于：
执行步骤S3之前，在数据处理终端中建立被测滤棒类型数据库，用于存储各滤棒类型及该类型对应的各分段的标准范围。
6.根据权利要求1所述的一种基于CCD成像技术的分段式滤棒的质量控制方法，其特征在于：
执行步骤S3时，各分段的标准范围包括该分段长度标准值及误差范围。
7.根据权利要求1所述的一种基于CCD成像技术的分段式滤棒的质量控制方法，其特征在于：
执行步骤S4时，保证可移动设置的CCD相机滑动时始终对准被测滤棒。
8.根据权利要求1所述的一种基于CCD成像技术的分段式滤棒的质量控制方法，其特征在于：
执行步骤S5时，将被测滤棒的多个角度的图像进行整合时，将多个图像进行对比，剔除与其它图像误差大的图像，获取多个图像中数据接近的图像进行整合，获得综合检测图像。
9.根据权利要求6所述的一种基于CCD成像技术的分段式滤棒的质量控制方法，其特征在于：
执行步骤S6时，依次判断被测滤棒各分段的长度是否符合被测滤棒的类型对应的各分段的标准范围，若所有分段的长度均符合被测滤棒的类型对应的各分段的标准范围，则通过检测；反之若有任一分段的长度不符合被测滤棒的类型对应的各分段的标准范围，则将被测滤棒进行剔除。
10.根据权利要求9所述的一种基于CCD成像技术的分段式滤棒的质量控制方法，其特征在于：
执行步骤S6时，当所有分段的长度均符合被测滤棒的类型对应的各分段的标准范围时，输出每一个分段的长度相对该分段长度标准值的误差数据。
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