CN113576016A - 基于烟丝结构的切丝调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于烟丝结构的切丝调节方法，本发明的设计构思在于，通过结合图像识别技术以及特征分析技术，对切丝后烟丝进行识别并按既定的结构特征进行归类，并针对各个结构类别下所识别出的烟丝进行当前切丝质量的分析，从而根据对各烟丝结构类型的实测分析结果，可以实现及时、准确、高效的在线切丝调整。本发明能够及时反映切丝质量，对切丝机的调整具有针对性及实时性，对不同的切丝状态性能进行准确调整，大幅降低切丝后的烟丝质量波动，显著提升后续加工质量的稳定性。

Description

基于烟丝结构的切丝调节方法

技术领域

本发明涉及卷烟加工制造领域，尤其涉及一种基于烟丝结构的切丝调节方法。

背景技术

在烟草制造加工过程中，切丝机将烟片切成符合切丝宽度标准的烟丝，供后续烘丝机进行烘干脱水。但是切后烟丝没有有效的在线检测手段，只能通过取样在检测台上通过仪器进行检测，判断后调整切丝机的切丝速度。这种方法是开环控制，不能及时反映切丝质量，对切丝机的调整没有针对性，且实时性达不到要求，这会造成调整切丝作业的盲目性，对不同的切丝现状不能准确调整，使得切丝质量波动较大，加工质量稳定性较差。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提供一种基于烟丝结构的切丝调节方法，以解决现有切丝调整时的上述弊端。

本发明采用的技术方案如下：

一种基于烟丝结构的切丝调节方法，其中包括：

预先收集各类烟丝结构的图像，并对所述图像进行烟丝特征提取，以构建烟丝结构特征库；

待切丝作业进入稳定工作状态后，触发图像采集设备对切后烟丝进行图像采集并上传；

对接收到的切后烟丝图像进行图像识别处理，并利用所述烟丝结构特征库对识别出的切后烟丝进行特征比对，确定切后烟丝所属的烟丝结构类别；

分别对检测出的各类切后烟丝进行切丝状态分析，并融合所有类别的分析结果对切丝机进行相应调整。

在其中至少一种可能的实现方式中，所述烟丝结构包括：跑片烟片、并条烟丝、断丝以及正常烟丝。

在其中至少一种可能的实现方式中，所述分别对检测出的各类切后烟丝进行切丝状态分析包括：

针对跑片烟片计算跑片率，针对并条烟丝计算并条率，针对断丝计算断丝率以及针对正常烟丝计算宽度合格率。

在其中至少一种可能的实现方式中，所述计算跑片率包括：

统计每一张图像中识别出的跑片烟片的个数，并结合对应图像中识别出的各类切后烟丝的总数，得到对应单张图像的初始跑片率；

根据预设的修正系数修正所述初始跑片率，得到修正后的跑片率；

求取连续若干张图像对应的修正后的跑片率的均值，得到目标跑片率。

在其中至少一种可能的实现方式中，所述计算并条率包括：

统计每一张图像中识别出的并条烟丝的个数，并结合对应图像中识别出的各类切后烟丝的总数，得到对应单张图像的初始并条率；

根据预设的修正系数修正所述初始并条率，得到修正后的并条率；

求取连续若干张图像对应的修正后的并条率的均值，得到目标并条率。

在其中至少一种可能的实现方式中，所述计算断丝率包括：

统计每一张图像中识别出的断丝个数，并结合对应图像中识别出的各类切后烟丝的总数，得到对应单张图像的初始断丝率；

根据预设的修正系数修正所述初始断丝率，得到修正后的断丝率；

求取连续若干张图像对应的修正后的断丝率的均值，得到目标断丝率。

在其中至少一种可能的实现方式中，所述计算宽度合格率包括：

对识别出的正常烟丝的图像进行灰度变换；

在灰度变换后的各正常烟丝的一侧边，选取若干个参考点；

分别计算每个参考点到同一烟丝的另一侧边的最短距离并求取均值，得到各正常烟丝的烟丝宽度值；

根据所述烟丝宽度值，确定符合既定宽度标准的正常烟丝数量；

将所述正常烟丝数量与识别出的正常烟丝总数结合，得到目标宽度合格率。

本发明的设计构思在于，通过结合图像识别技术以及特征分析技术，对切丝后烟丝进行识别并按既定的结构特征进行归类，并针对各个结构类别下所识别出的烟丝进行当前切丝质量的分析，从而根据对各烟丝结构类型的实测分析结果，可以实现及时、准确、高效的在线切丝调整。本发明能够及时反映切丝质量，对切丝机的调整具有针对性及实时性，对不同的切丝状态性能进行准确调整，大幅降低切丝后的烟丝质量波动，显著提升后续加工质量的稳定性。

附图说明

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步描述，其中：

图1为本发明实施例提供的基于烟丝结构的切丝调节方法的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本发明提出了一种基于烟丝结构的切丝调节方法的实施例，具体可以如图1所示，包括：

步骤S1、预先收集各类烟丝结构的图像，并对所述图像进行烟丝特征提取，以构建烟丝结构特征库；(可在后台服务器中实现)

步骤S2、待切丝作业进入稳定工作状态后(通常当料头切完后，切丝便进入稳定状态)，触发图像采集设备(如高速照相机)对切后烟丝进行图像采集并上传(至后台)；

步骤S3、对接收到的切后烟丝图像进行图像识别处理，并利用所述烟丝结构特征库对识别出的切后烟丝进行特征比对，确定切后烟丝所属的烟丝结构类别；(可在后台服务器中实现)

步骤S4、分别对检测出的各类切后烟丝进行切丝状态分析，并融合所有类别的分析结果对切丝机进行相应调整。

具体来说，结合实际应用场景和经验，所述烟丝结构可以至少包括：跑片烟片、并条烟丝、断丝以及正常烟丝四类。由此，前述分别对检测出的各类切后烟丝进行切丝状态分析包括：针对跑片烟片计算跑片率，针对并条烟丝计算并条率，针对断丝计算断丝率以及针对正常烟丝计算宽度合格率。

这里，对应上述四种切丝质量分析，本发明提供如下实施参考：

(1)跑片率

统计每一张图像中识别出的跑片烟片的个数，并结合对应图像中识别出的各类切后烟丝的总数，得到对应单张图像的初始跑片率；

根据预设的修正系数修正所述初始跑片率，得到修正后的跑片率；

求取连续若干张图像对应的修正后的跑片率的均值，得到目标跑片率。

举例来说，把识别的跑片烟片进行汇总并计算个数，除以总体识别的有效个数，可以得出跑片率的初始数值m。因厚度的原因，需要进行修正，设修正系数为k1，并可以设定为1％。这是因为结合实际生产经验，50％的跑片是切丝机刀门左右两侧不实造成的，这类跑片难以避免；而刀门中间的跑片是刀门中烟饼上下不匀造成，这是需要关注分析的，将修正系数k1设定为1％，就是为了主要反映刀门中间的跑片状态。接着，可将m乘以k1得出一个修正后的跑片率数值，然后将连续十张图像的修正后跑片率进行平均，得出所需的目标跑片率m1。

(2)并条率

统计每一张图像中识别出的并条烟丝的个数，并结合对应图像中识别出的各类切后烟丝的总数，得到对应单张图像的初始并条率；

根据预设的修正系数修正所述初始并条率，得到修正后的并条率；

求取连续若干张图像对应的修正后的并条率的均值，得到目标并条率。

举例来说，把识别的并条烟丝进行汇总并计算个数，除以总体识别的有效个数，得出一个并条率的初始数值n。因厚度的原因，需要进行修正，设修正系数为k2，并可以设定为0.1。在实际操作中，可将n乘以k2得出一个修正后的跑片率数值，然后将连续十张图像的修正后的并条率进行平均，得到所需的目标并条率n1。n1主要反映了烟饼在压实过程中的粘连状态，设定较大的修正系数能够放大并条状况，方便数据处理。

(3)断丝率

统计每一张图像中识别出的断丝个数，并结合对应图像中识别出的各类切后烟丝的总数，得到对应单张图像的初始断丝率；

根据预设的修正系数修正所述初始断丝率，得到修正后的断丝率；

求取连续若干张图像对应的修正后的断丝率的均值，得到目标断丝率。

举例来说，把识别的断丝烟丝进行汇总并计算个数，除以总体识别的有效个数，得出一个断丝率的初始数值p。因厚度的原因，需要进行修正，设修正系数为k3，并可以设定为0.2。在实际操作中，可将p乘以k2得出一个修正后的断丝率数值，然后将连续十张图像的修正后的断丝率进行平均，得出所需的目标断丝率p1。p1主要反映了烟饼在切削过程中的连续状态，断丝是切丝机刀辊、刀口，不稳定、不锋利的集中体现，设定较大的修正系数能够放大断丝状况，使系统及时响应。

(4)宽度合格率

对识别出的正常烟丝的图像进行灰度变换；

在灰度变换后的各正常烟丝的一侧边，选取若干个参考点；

分别计算每个参考点到同一烟丝的另一侧边的最短距离并求取均值，得到各正常烟丝的烟丝宽度值；

根据所述烟丝宽度值，确定符合既定宽度标准的正常烟丝数量；

将所述正常烟丝数量与识别出的正常烟丝总数结合，得到目标宽度合格率。

举例来说，把识别后的单个正常烟丝进行灰度变换，使边缘像素点更为分明，在一侧边选取10个点，计算每个点到另一侧边的最短距离，得出10个烟丝宽度数据再进行平均，得出单个正常烟丝的烟丝宽度数据，将识别出的正常烟丝全部按此计算出烟丝宽度，然后将符合既定宽度要求的烟丝个数除以识别出的正常烟丝总数，得到所需的烟丝宽度合格率h。

将上述具体的各类切丝后烟丝的质量分析结果与前文步骤S4结合，可以理解的是，可以将前述计算得到的m1、n1、p1、h一并传送至制丝数采系统进行再分析应用，比如通过SPC系统分析烟丝质量，并判断烟丝宽度的Cpk值等，以此指导切丝机相关参数进行调整，实现在线实时调节切丝质量。

综上所述，本发明的设计构思在于，通过结合图像识别技术以及特征分析技术，对切丝后烟丝进行识别并按既定的结构特征进行归类，并针对各个结构类别下所识别出的烟丝进行当前切丝质量的分析，从而根据对各烟丝结构类型的实测分析结果，可以实现及时、准确、高效的在线切丝调整。本发明能够及时反映切丝质量，对切丝机的调整具有针对性及实时性，对不同的切丝状态性能进行准确调整，大幅降低切丝后的烟丝质量波动，显著提升后续加工质量的稳定性。

本发明实施例中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示单独存在A、同时存在A和B、单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项”及其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项或复数项的任意组合。例如，a，b和c中的至少一项可以表示：a，b，c，a和b，a和c，b和c或a和b和c，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。

以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，但以上仅为本发明的较佳实施例，需要言明的是，上述实施例及其优选方式所涉及的技术特征，本领域技术人员可以在不脱离、不改变本发明的设计思路以及技术效果的前提下，合理地组合搭配成多种等效方案；因此，本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种基于烟丝结构的切丝调节方法，其特征在于，包括：

预先收集各类烟丝结构的图像，并对所述图像进行烟丝特征提取，以构建烟丝结构特征库；

待切丝作业进入稳定工作状态后，触发图像采集设备对切后烟丝进行图像采集并上传；

对接收到的切后烟丝图像进行图像识别处理，并利用所述烟丝结构特征库对识别出的切后烟丝进行特征比对，确定切后烟丝所属的烟丝结构类别；

分别对检测出的各类切后烟丝进行切丝状态分析，并融合所有类别的分析结果对切丝机进行相应调整。

2.根据权利要求1所述的基于烟丝结构的切丝调节方法，其特征在于，所述烟丝结构包括：跑片烟片、并条烟丝、断丝以及正常烟丝。

3.根据权利要求2所述的基于烟丝结构的切丝调节方法，其特征在于，所述分别对检测出的各类切后烟丝进行切丝状态分析包括：

针对跑片烟片计算跑片率，针对并条烟丝计算并条率，针对断丝计算断丝率以及针对正常烟丝计算宽度合格率。

4.根据权利要求3所述的基于烟丝结构的切丝调节方法，其特征在于，所述计算跑片率包括：

统计每一张图像中识别出的跑片烟片的个数，并结合对应图像中识别出的各类切后烟丝的总数，得到对应单张图像的初始跑片率；

根据预设的修正系数修正所述初始跑片率，得到修正后的跑片率；

求取连续若干张图像对应的修正后的跑片率的均值，得到目标跑片率。

5.根据权利要求3所述的基于烟丝结构的切丝调节方法，其特征在于，所述计算并条率包括：

统计每一张图像中识别出的并条烟丝的个数，并结合对应图像中识别出的各类切后烟丝的总数，得到对应单张图像的初始并条率；

根据预设的修正系数修正所述初始并条率，得到修正后的并条率；

求取连续若干张图像对应的修正后的并条率的均值，得到目标并条率。

6.根据权利要求3所述的基于烟丝结构的切丝调节方法，其特征在于，所述计算断丝率包括：

统计每一张图像中识别出的断丝个数，并结合对应图像中识别出的各类切后烟丝的总数，得到对应单张图像的初始断丝率；

根据预设的修正系数修正所述初始断丝率，得到修正后的断丝率；

求取连续若干张图像对应的修正后的断丝率的均值，得到目标断丝率。

7.根据权利要求3所述的基于烟丝结构的切丝调节方法，其特征在于，所述计算宽度合格率包括：

对识别出的正常烟丝的图像进行灰度变换；

在灰度变换后的各正常烟丝的一侧边，选取若干个参考点；

分别计算每个参考点到同一烟丝的另一侧边的最短距离并求取均值，得到各正常烟丝的烟丝宽度值；

根据所述烟丝宽度值，确定符合既定宽度标准的正常烟丝数量；

将所述正常烟丝数量与识别出的正常烟丝总数结合，得到目标宽度合格率。

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