CN113670945B - 一种烟丝空头检测系统和方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种烟丝空头检测系统和方法，该系统包括：定位治具，沿传送方向移动，内部开设有用于固定烟支姿态的容纳腔且两端为供烟支头部露出的开口，定位治具的开口处的运动路径上设置有检测点，定位治具的开口方向与传送方向垂直；3D线扫激光器，带有线激光发射端和图像采集端，线激光发射端用于沿出射方向发射线激光，图像采集端用于沿接收方向接收烟支在检测点处产生的回射光，出射方向和接收方向形成有第一锐角；镜组，用于将沿出射方向射入的线激光沿偏折方向反射至检测点处，并将沿回射方向射入的回射光沿接收方向反射至图像采集端，以使得回射方向和偏折方向产生的第二锐角小于第一锐角。本申请具有提高烟丝空头的判断准确率的效果。

Description

一种烟丝空头检测系统和方法

技术领域

本申请涉及烟支检测的领域，尤其是涉及一种烟丝空头检测系统和方法。

背景技术

针对中国烟厂烟机设备，检测包装完成后独立烟只烟丝端空头项目，目前已有的检测设备是通过普通的2D面阵相机、工业镜头、光源和能容纳单包烟支的定位治具相配合，对定位治具内的烟支的烟丝端面进行拍照取像，通过判断烟丝未覆盖香烟纸的区域面积大小进而间接的判断是否为空头（即：烟丝未填满）。

目前，烟厂内生产烟的烟机设备基本统一型号，机箱和定位治具之间的狭窄距离产生的空间限制难以消除，由于安装空间限制，同时为了拍照到烟丝与香烟纸的差异部分，2D面阵相机必然是倾斜安装（即：视野是由上至下看烟丝端面的下方），这势必会使得光源的发射方向和2D面阵相机的光线接收方向形成一个较大的夹角，所以目前的视觉检测系统并不能完全检测到烟丝端的空头情况，烟丝端的上端就是2D面阵相机的视野死角，视野死角的范围与上述夹角相关，这会导致烟丝空头检测在烟支端面的两侧时产生漏判。

发明内容

为了提高烟丝空头的判断准确率，本申请提供一种烟丝空头检测系统和方法。

第一方面，本申请提供的一种烟丝空头检测系统，采用如下的技术方案：

一种烟丝空头检测系统，包括：

定位治具，沿传送方向移动，内部开设有用于固定烟支姿态的容纳腔且两端为供烟支头部露出的开口，所述定位治具的开口处的运动路径上设置有检测点，所述定位治具的开口方向与所述传送方向垂直；

3D线扫激光器，设置于定位治具和机箱之间，带有线激光发射端和图像采集端，所述线激光发射端用于沿出射方向发射线激光，所述图像采集端用于沿接收方向接收烟支在所述检测点处产生的回射光，所述出射方向和接收方向形成有第一锐角；

镜组，带有反射面，用于将沿出射方向射入的线激光沿偏折方向反射至所述检测点处，并将沿回射方向射入的回射光沿接收方向反射至所述图像采集端，以使得所述回射方向和偏折方向产生的第二锐角小于第一锐角。

通过采用上述技术方案，线激光和回射光在检测点处的夹角为第二锐角，相比于使用图像采集端直接接收烟支在所述检测点处产生的回射光的方案中，线激光和回射光在检测点处所产生的第一锐角要更小，使得视野死角的范围更小，检测更为准确。同时，镜组的设置还使得3D线激光器能够在定位治具和机箱的狭窄缝隙中立放，激光器本身宽度尺寸大小仅有66mm，从而避免了该空间限制。测试点与检测烟丝端面距离仅需2-4mm，从而更好的节省安装空间位置。

另外，在相关技术中，由于空间限制，2D面阵相机的镜头只能选用短焦距的定焦镜头。基于短焦距镜头的光路特性，定焦镜头会使得成像有失真畸变的问题，具体表现为取得的图像越靠视野外围，畸变效果越明显，使得图像内呈现的尺寸比例偏离真实比例，容易导致烟丝空头检测在烟包两侧产生误判。在本方案中，开创性地使用了3D线扫激光器来替代相关技术中的2D面阵相机、镜组和光源，3D线扫激光器发出的线状激光在烟支的传送过程中横扫过烟支的端面，图像采集端逐帧地对图像进行采集，相比于2D面阵相机对一个面的图像进行获取的原理，3D线扫激光器的图像采集端对一条线激光进行成像，因此可以不使用球面镜子而换用更适于对线激光进行成像的其它透镜以对线激光进行成像，从而降低畸变效果。

另外，烟机正常生产时，速度为400包/分钟，换算成单个定位治具在2D面阵相机视野内的停留时间则不超过50ms，这对相机的采集频率、曝光时间和光源频闪速度有极高的要求，为了达到当前速度下的飞拍效果，较短的曝光时间必然会导致成像后中间亮、两边暗，这同样会导致烟丝空头检测在烟包两侧产生误判。而在本方案中，线激光具有更高的亮度，以便于更快地曝光成像，因此3D线扫激光器在全幅扫描范围内，最快扫描频率可达13kHz,若传送方向上的分辨率设置为0.1mm，则扫描速度可达1300mm/s，此速度远远大于烟机的生产速度，可以保证每个定位治具内的烟支都稳定成像，从而提高烟丝空头的判断准确率。

可选的，所述镜组包括直角棱镜，所述反射面为所述直角棱镜的斜面，所述直角棱镜的反射面与水平面呈45°设置，所述线激光发射端的出射方向为竖直方向，所述偏折方向为水平方向。

通过采用上述技术方案，直角棱镜使用时，通常镀一些光学膜。直角棱镜本身有较大的接触面积以及有45°，90°这样典型的角度，所以和普通的反射镜相比，直角棱镜更容易安装，对机械应力具有更好的稳定性和强度。

可选的，所述镜组还包括出射通光板、接收通光板和回射通光板，所述出射通光板同时连接所述线激光发射端、所述反射面和所述检测点，所述接收通光板连接所述图像采集端和所述反射面，所述回射通光板连接所述接收通光板与所述反射面的连接处与所述检测点，所述出射通光板用于接收线激光发射光发出的线激光并容纳所述线激光的传播光路，所述回射通光板用于接收容纳烟支在所述检测点处产生的回射光并容纳所述回射光的传播光路，所述接收通光板用于容纳所述回射光被所述反射面偏折后的传播光路，所述回射通光板与所述出射通光板成第二锐角设置，所述出射通光板与所述反射面相交且在相交处与反射面紧密连接，所述回射通光板与所述接收通光板的连接处与所述反射面相交且在相交处与反射面紧密连接，所述回射通光板与所述出射通光板在所述检测点处相交且相交处形成的端面垂直于所述定位治具的开口方向。

通过采用上述技术方案，由于烟支的生产车间中具有较多的粉尘，通常为流水线生产过程中烟草填充和烟支裁剪步骤产生的，而激光在出射通光板和回射通光板的板内进行传播，从而降低了激光发生由于灰尘的影响形成干涉衍射条纹，影响成像的风险。

可选的，所述出射通光板、接收通光板和回射通光板的折射率相同且大于所述直角棱镜的折射率，且出射方向与反射面法线的夹角大于出射通光板与直角棱镜的交界面对应的全反射临界角，回射方向与反射面法线的夹角大于回射通光板与直角棱镜的交界面对应的全反射临界角。

通过采用上述技术方案，回射通光板和出射通光板内的激光照射在直角棱镜上时能够发生全反射，从而降低亮度的损失。相比于平面镜反射，能够有效降低多次反射和折射所产生的干扰。

可选的，所述线激光发射端的发射口沿着所述定位治具的开口方向开设。

通过采用上述技术方案，线激光在检测点处沿竖直方向分布，从而使得经过检测点处的烟支端面能够被线激光均匀地扫过。

可选的，还包括传送装置，所述传送装置包括传送带和驱动传送带转动的驱动机构，所述定位治具为多个且沿传送方向依次设置于传送带，所述传送带的长度方向与所述定位治具的开口方向相垂直。

通过采用上述技术方案，传送带带动定位治具沿传送方向运动，以使得定位治具上烟支的端面不断经过检测点接收激光扫描。

第二方面，本申请提供的一种烟丝空头检测方法，采用如下的技术方案：

一种烟丝空头检测方法，用于上述烟丝空头检测系统，包括以下步骤：

移动物料步骤：沿传送方向移动定位治具，以使定位治具的开口经过检测点；

检测步骤：沿出射方向发射线激光，并沿接收方向接收烟支在所述检测点处产生的回射光；

数据拆分步骤：基于回射光信息将线激光信息基于定位治具的间隔进行分组；

建模步骤：基于回射光信息对定位治具中的烟支进行3D图像重构；

数据拆分步骤：基于烟型将重构图像进行行数拆分，并基于各行建立排烟处理线程；

线程处理步骤：基于重构图像定位烟丝端面，计算烟丝端面的平均高度以获得空头深度，计算烟丝端面的有效面积以获得空头面积，并计算烟丝端面的平整度以判断反支与否；

判断步骤：基于空头深度、空头面积和烟丝端面的平整度判断烟支的空头情况。

通过采用上述技术方案，定位治具沿传送方向运动，以使得定位治具上烟支的端面不断经过检测点接收激光扫描，烟支端面受到扫描后产生的回射光携带烟支端面信息并被系统接收。由于不同的定位治具之间具有一定间隔，在该间隔经过检测点时，将不会有回射光传回到系统内，据此，将回射光信息进行分组。基于3D线扫激光器自身的功能，系统通过3D高速检测算法获取每包烟烟丝端面的3D点云图后，自动搜索定位到具体每根烟的端面，通过点云信息建立一个接近烟纸切面的零平面，通过此零平面拟合校准扳平所有点云数据，重新构建以烟纸切面为零平面的烟丝端面高度信息模型，计算烟丝整体的高度，面积，进而判断是否为烟丝空头。比如，可以将空头的定义为，当烟支端部烟丝距离烟纸切面最上面下陷超过1mm，或者下陷面积大于整个截面面积的2/3，则判定为空头。因此，对空头深度、空头面积和烟丝端面的平整度可以判断烟支的空头情况，最后再将判断结果发送于剔除机构进行剔除动作，一个定位治具的烟丝空头计算判断过程仅需耗时50ms，可以满足生产节拍要求。

可选的，所述定位治具的内部开设有用于固定烟支姿态的容纳腔且两端为供烟支头部露出的开口，所述定位治具的开口方向与所述传送方向垂直。

通过采用上述技术方案，传送带带动定位治具沿传送方向运动，以使得定位治具上烟支的端面不断经过检测点接收激光扫描。

可选的，所述出射方向和接收方向形成有第一锐角，沿出射方向出射的线激光在射至镜组反射面时被反射面沿偏折方向反射至所述检测点处，沿回射方向回射的回射光在射至镜组反射面时被反射面沿接收方向反射至图像采集端，所述回射方向和偏折方向产生的第二锐角小于第一锐角。

通过采用上述技术方案，线激光和回射光在检测点处的夹角为第二锐角，相比于使用图像采集端直接接收烟支在所述检测点处产生的回射光的方案中，线激光和回射光在检测点处所产生的第一夹角要更小，使得视野死角的范围更小，检测更为准确。

附图说明

图1是本申请的实施例中一种烟丝空头检测系统的整体示意图。

图2是本申请的实施例中3D线扫激光器、定位治具和镜组的示意图，其中镜组中的虚线用于示意线激光和回射光的光路。

附图标记说明：

1、机架；11、缝隙；2、机箱；3、传送装置；31、传送带；4、定位治具；41、容纳腔；42、弧形凹槽；43、开口；5、线扫激光器；51、壳体；52、线激光发射装置；520、线激光发射端；53、图像采集装置；530、图像采集端；6、镜组；61、直角棱镜；610、反射面；62、出射通光板；63、接收通光板；64、回射通光板；7、检测点。

具体实施方式

本申请实施例公开一种烟丝空头检测系统。参照图1和图2，该烟丝空头检测系统包括机架1、相对设置于机架1上的机箱2和传送装置3、安装于传送装置3上的定位治具4、安装于机箱2和传送装置3之间的3D线扫激光器5、以及设置于3D线扫激光器5内部的镜组6，3D线扫激光器5发出线激光，线激光经过镜组6偏折后落在定位治具4上的烟支端部，烟支端部产生回射光且回射光经过镜组6偏折后被3D线扫激光器5接收。3D线扫激光器5基于接收到的回射光进行分析，以判断烟支的空头情况。

机架1上的机箱2和传送装置3的位置由出厂型号所确定，其中，传送装置3包括传送带31和驱动传送带31转动的驱动机构（图上未示出），机箱2位于传送带31的一侧且与传送带31形成一个较为狭窄的间隙，具体的，由于机箱2和传送装置3的位置难以调整，该间隙通常只有不到十公分的长度。定位治具4为多个且沿传送方向依次设置于传送带31上，在本实施例中，驱动机构包括电机及周边辅助组件，周边辅助组件可以为排列的滚轮、圆辊等部件，电机驱动周边辅助组件以带动传送带31的上半轴沿长度方向运动。

定位治具4内部开设有用于固定烟支姿态的容纳腔41且两端为供烟支头部露出的开口43，具体的，定位治具4整体呈方块状，容纳腔41内部可以供容纳三层密排的烟支，且容纳腔41的内部开设有供各层密排的烟支嵌入的弧形凹槽42，弧形凹槽42的形状与烟支外侧壁的形状相适配，在本实施例中，下中上层对应的烟支数量分别为七根、六根、七根，容纳腔41的底部并排开设有七个弧形凹槽42，以使得下层对应的七根烟支分别被容纳于弧形凹槽42中以实现定位。同理，容纳腔41的两个侧壁也分别向外凸出并在凸出处开设有弧形凹槽42，以使得中层首尾两根烟支分别被容纳于弧形凹槽42中以实现定位。同理，容纳腔41的顶部并排开设有七个弧形凹槽42，以使得上层对应的七根烟支分别被容纳于弧形凹槽42中以实现定位。进一步的，定位治具4的顶部开设有一连通容纳腔41与外界的缝隙11，该缝隙11的宽度大于烟支的直径，以便于烟支从该缝隙11进入到容纳腔41中。由于定位治具4的两端开设有供烟支头部露出的开口43，也就是说，该开口43实际上即为容纳腔41与外界的连通通道，具体的，传送带31的长度方向与定位治具4的开口43方向相垂直，也就是说，定位治具4内弧形凹槽42的开设方向与传送带31的运动方向相垂直。

对于目前市场上的3D线扫激光器5，其激光发射方向和接收方向通常在其高度方向，举个例子，某一型号的3D线扫激光器5的尺寸为201mmx68mmx163mm，其上的线激光发射端520和图像采集端530均位于底部并朝下设置，如果直接应用到本方案中，则需要横向设置在设置于定位治具4和机箱2之间，并将激光发射端和图像采集端530朝向定位治具4以进行扫描检测。显然，这是难以安装在本方案中的机箱2和传送带31的缝隙11之间的。在本实施例中，3D线扫激光器5包括有壳体51、安装于壳体51内的线激光发射装置52和图像采集装置53，壳体51固定在机箱2上且壳体51的长度方向与传送方向相同，壳体51的高度方向为竖直方向，线激光发射装置52的激光发射端于沿出射方向发射线激光，也就是说，出射方向为竖直方向，图像采集装置53的图像采集端530用于沿接收方向接收烟支在检测点7处产生的回射光，出射方向和接收方向形成有第一锐角。

由于3D线扫激光器5的线激光向下发射，且对线激光的接收方向也是倾斜向下的，因此壳体51需要在侧面开口43，且需要壳体51内的镜组6提供反射面610对将线激光调整至水平方向并穿过侧面开口43会聚于一点，具体的，该点为检测点7，且该点位于定位治具4的开口43处的运动路径上，当传送带31带动定位治具4沿传送方向运动，以使得定位治具4上烟支的端面不断经过检测点7接收激光扫描。具体的，线激光发射端520的发射口沿着定位治具4的开口43方向开设，也就是说，线激光的分辨率宽度方向为定位治具4的传送方向，线激光的长度方向为定位治具4的开口43方向，举个例子，上述的3D线扫激光器5的分辨率宽度为0.1mm，长度方向上线激光的线度为32mm，当线激光收到镜组6偏折而水平照射在定位治具4的开口43上时，线激光能够在竖直方向上全覆盖三层烟支。

在一些实施例中，镜组6的反射面610，用于将沿出射方向射入的线激光沿偏折方向反射至检测点7处，并将沿回射方向射入的回射光沿接收方向反射至图像采集端530，以使得回射方向和偏折方向产生的第二锐角小于第一锐角。在一些实施例中，镜组6包括直角棱镜61，反射面610为直角棱镜61的斜面，直角棱镜61的反射面610与水平面呈45°设置，直角棱镜61的侧面为直角三角形，两直角边分别为竖直设置和水平朝向检测点7设置，线激光发射端520的出射方向为竖直方向，偏折方向为水平方向。直角棱镜61使用时，通常镀一些光学膜，以提高反射效果，且和普通的反射镜相比，直角棱镜61更容易安装，对机械应力具有更好的稳定性和强度。

由于烟草加工车间中常常具有较为严重的粉尘，激光在遇到粉尘时容易发生较为严重的干涉衍射现象，影响使用，在某些实施例中，镜组6还包括出射通光板62、接收通光板63和回射通光板64，出射通光板62同时连接线激光发射端520、反射面610和检测点7三者，接收通光板63连接图像采集端530和反射面610，回射通光板64连接接收通光板63与反射面610的连接处与检测点7。出射通光板62用于接收线激光发射光发出的线激光并容纳线激光的传播光路，回射通光板64用于接收容纳烟支在检测点7处产生的回射光并容纳回射光的传播光路，接收通光板63用于容纳回射光被反射面610偏折后的传播光路。具体的，出射通光板62和回射通光板64均沿竖直平面设置，接收通光板63倾斜设置，且回射通光板64与出射通光板62成第二锐角设置。出射通光板62与反射面610相交且在相交处与反射面610紧密连接，回射通光板64与接收通光板63的连接处与反射面610相交且在相交处与反射面610紧密连接，也就是说，出射通光板62和反射面610在连接处不带有第三种光的传播介质，回射通光板64和反射面610在连接处不带有第三种光的传播介质，接收通光板63和反射面610在连接处不带有第三种光的传播介质。回射通光板64与出射通光板62在检测点7处相交且相交处形成的端面垂直于定位治具4的开口43方向。由此，激光在出射通光板62和回射通光板64的板内进行传播，并在回射通光板64和接收通光板63的板内进行传播，从而降低了激光发生由于灰尘的影响形成干涉衍射条纹，而影响成像的风险。

进一步的，为了提高成像效果，在某些实施例中，出射通光板62、接收通光板63和回射通光板64的折射率相同且大于直角棱镜61的折射率，且出射方向与反射面610法线的夹角大于出射通光板62与直角棱镜61的交界面对应的全反射临界角，回射方向与反射面610法线的夹角大于回射通光板64与直角棱镜61的交界面对应的全反射临界角。回射通光板64和出射通光板62内的激光照射在直角棱镜61上时能够发生全反射，从而降低亮度的损失。相比于平面镜反射，能够有效降低多次反射和折射所产生的干扰。

本申请实施例还公开一种烟丝空头检测系统，用于上述的烟丝空头检测系统，该烟丝空头检测系统包括以下步骤：

移动物料步骤：沿传送方向移动定位治具4，以使定位治具4的开口43经过检测点7；其中，定位治具4的内部开设有用于固定烟支姿态的容纳腔41且两端为供烟支头部露出的开口43，定位治具4的开口43方向与传送方向垂直。

检测步骤：沿出射方向发射线激光，并沿接收方向接收烟支在检测点7处产生的回射光；其中，出射方向和接收方向形成有第一锐角，沿出射方向出射的线激光在射至镜组6反射面610时被反射面610沿偏折方向反射至检测点7处，沿回射方向回射的回射光在射至镜组6反射面610时被反射面610沿接收方向反射至图像采集端530，回射方向和偏折方向产生的第二锐角小于第一锐角。

数据拆分步骤：基于回射光信息将线激光信息基于定位治具4的间隔进行分组。

建模步骤：基于回射光信息对定位治具4中的烟支进行3D图像重构。

数据拆分步骤：基于烟型将重构图像进行行数拆分，并基于各行建立排烟处理线程。

线程处理步骤：基于重构图像定位烟丝端面，计算烟丝端面的平均高度以获得空头深度，计算烟丝端面的有效面积以获得空头面积，并计算烟丝端面的平整度以判断反支与否。

判断步骤：基于空头深度、空头面积和烟丝端面的平整度判断烟支的空头情况。

定位治具4沿传送方向运动，以使得定位治具4上烟支的端面不断经过检测点7接收激光扫描，烟支端面受到扫描后产生的回射光携带烟支端面信息并被系统接收。由于不同的定位治具4之间具有一定间隔，在该间隔经过检测点7时，将不会有回射光传回到系统内，据此，将回射光信息进行分组。基于3D线扫激光器5自身的功能，系统通过3D高速检测算法获取每包烟烟丝端面的3D点云图后，自动搜索定位到具体每根烟的端面，通过点云信息建立一个接近烟纸切面的零平面，通过此零平面拟合校准扳平所有点云数据，重新构建以烟纸切面为零平面的烟丝端面高度信息模型，计算烟丝整体的高度，面积，进而判断是否为烟丝空头。具体的，可以利用结构光在相机上的成像可通过三角关系计算出表面物体的高度。也可以生成三维伪彩图，利用相机所拍摄结构光得到一个高度，转换为颜色以区分不同高度。比如，可以将空头的定义为，当烟支端部烟丝距离烟纸切面最上面下陷超过1mm，或者下陷面积大于整个截面面积的2/3，则判定为空头。因此，对空头深度、空头面积和烟丝端面的平整度可以判断烟支的空头情况，最后再将判断结果发送于剔除机构进行剔除动作，一个定位治具4的烟丝空头计算判断过程仅需耗时50ms，可以满足生产节拍要求。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种烟丝空头检测系统，其特征在于，包括：

定位治具(4)，沿传送方向移动，内部开设有用于固定烟支姿态的容纳腔(41)且两端为供烟支头部露出的开口(43)，所述定位治具(4)的开口(43)处的运动路径上设置有检测点(7)，所述定位治具(4)的开口(43)方向与所述传送方向垂直；

3D线扫激光器(5)，设置于定位治具(4)和机箱(2)之间，带有线激光发射端(520)和图像采集端(530)，所述线激光发射端(520)用于沿出射方向发射线激光，所述图像采集端(530)用于沿接收方向接收烟支在所述检测点(7)处产生的回射光，所述出射方向和接收方向形成有第一锐角；

镜组(6)，带有反射面(610)，用于将沿出射方向射入的线激光沿偏折方向反射至所述检测点(7)处，并将沿回射方向射入的回射光沿接收方向反射至所述图像采集端(530)，以使得所述回射方向和偏折方向产生的第二锐角小于第一锐角。

2.根据权利要求1所述的烟丝空头检测系统，其特征在于，所述镜组(6)包括直角棱镜(61)，所述反射面(610)为所述直角棱镜(61)的斜面，所述直角棱镜(61)的反射面(610)与水平面呈45°设置，所述线激光发射端(520)的出射方向为竖直方向，所述偏折方向为水平方向。

3.根据权利要求2所述的烟丝空头检测系统，其特征在于，所述镜组(6)还包括出射通光板(62)、接收通光板(63)和回射通光板(64)，所述出射通光板(62)同时连接所述线激光发射端(520)、所述反射面(610)和所述检测点(7)，所述接收通光板(63)连接所述图像采集端(530)和所述反射面(610)，所述回射通光板(64)连接所述接收通光板(63)与所述反射面(610)的连接处与所述检测点(7)，所述出射通光板(62)用于接收线激光发射光发出的线激光并容纳所述线激光的传播光路，所述回射通光板(64)用于接收容纳烟支在所述检测点(7)处产生的回射光并容纳所述回射光的传播光路，所述接收通光板(63)用于容纳所述回射光被所述反射面(610)偏折后的传播光路，所述回射通光板(64)与所述出射通光板(62)成第二锐角设置，所述出射通光板(62)与所述反射面(610)相交且在相交处与反射面(610)紧密连接，所述回射通光板(64)与所述接收通光板(63)的连接处与所述反射面(610)相交且在相交处与反射面(610)紧密连接，所述回射通光板(64)与所述出射通光板(62)在所述检测点(7)处相交且相交处形成的端面垂直于所述定位治具(4)的开口(43)方向。

4.根据权利要求3所述的烟丝空头检测系统，其特征在于，所述出射通光板(62)、接收通光板(63)和回射通光板(64)的折射率相同且大于所述直角棱镜(61)的折射率。

5.根据权利要求1所述的烟丝空头检测系统，其特征在于，还包括传送装置(3)，所述传送装置(3)包括传送带(31)和驱动传送带(31)转动的驱动机构，所述定位治具(4)为多个且沿传送方向依次设置于传送带(31)，所述传送带(31)的长度方向与所述定位治具(4)的开口(43)方向相垂直。

6.根据权利要求1所述的烟丝空头检测系统，其特征在于，所述线激光发射端(520)的发射口沿着所述定位治具(4)的开口(43)方向开设。

7.一种烟丝空头检测方法，其特征在于，用于如权利要求1-6任意一项所述的烟丝空头检测系统，包括以下步骤：

移动物料步骤：沿传送方向移动定位治具(4)，以使定位治具(4)的开口(43)经过检测点(7)；

检测步骤：沿出射方向发射线激光，并沿接收方向接收烟支在所述检测点(7)处产生的回射光；

数据拆分步骤：基于回射光信息将线激光信息基于定位治具(4)的间隔进行分组；

建模步骤：基于回射光信息对定位治具(4)中的烟支进行3D图像重构；

数据拆分步骤：基于烟型将重构图像进行行数拆分，并基于各行建立排烟处理线程；

线程处理步骤：基于重构图像定位烟丝端面，计算烟丝端面的平均高度以获得空头深度，计算烟丝端面的有效面积以获得空头面积，并计算烟丝端面的平整度以判断反支与否；

判断步骤：基于空头深度、空头面积和烟丝端面的平整度判断烟支的空头情况。

8.根据权利要求7所述的烟丝空头检测方法，其特征在于，所述定位治具(4)的内部开设有用于固定烟支姿态的容纳腔(41)且两端为供烟支头部露出的开口(43)，所述定位治具(4)的开口(43)方向与所述传送方向垂直。

9.根据权利要求8所述的烟丝空头检测方法，其特征在于，所述出射方向和接收方向形成有第一锐角，沿出射方向出射的线激光在射至镜组(6)反射面(610)时被反射面(610)沿偏折方向反射至所述检测点(7)处，沿回射方向回射的回射光在射至镜组(6)反射面(610)时被反射面(610)沿接收方向反射至图像采集端(530)，所述回射方向和偏折方向产生的第二锐角小于第一锐角。

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