CN205146716U - 一种基于分时曝光和多光谱成像的除杂机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于分时曝光和多光谱成像的除杂机，包括线扫描相机、照明光源、背景光源、光源控制器、图像采集卡、阀门控制系统、气动电磁阀，采用可见光和红外LED光源，线扫描4CCD的多光谱成像，包括红、绿、蓝和红外多光谱通道，光源控制器同步控制光源和相机，阀门控制系统控制气动电磁阀动作后，使用高压气体把异物从正品中分离。本实用新型装置通过光源控制器，同步控制和驱动两组照明光源和背景光源，并控制两组相机分时曝光，交错成像，有效的避免了上下光源的干扰和物料透光异常，成像质量更为可靠，因此可以满足各种轻薄物体的异物检测需要；而且采用多光谱的成像相机，可采集到可见光波段和红外波段的物料图像，提升了异物识别率。
Description
技术领域
本使用新型是一种基于分时曝光和多光谱成像的除杂机，涉及工业生产线除杂检测与剔除的技术领域，尤其是一种多组光源分时曝光，多组相机交叉成像，其相机采用多光谱的成像单元，包括可见光、红外光、紫外光的光谱波长。
背景技术
现有烟叶生产线中，存在各种杂物，与传统人工筛选相比，以图像方式的在线检测设备，有效的解决了生产线中的异物，大大提升了物料的纯净度。在实际使用过程中，物料比较薄，多组光源布局结构，存在透光现象，严重影响物料的成像质量，对剔除产生影响。另外，多照明布局机构，由于设备的透光玻璃不是100％透光，其表面存在反光现象，从而形成了浮光干扰，成像质量下降。图像成像采用RGB可见光波段，其颜色信息分布有一定的局限。
发明内容
发明目的：本实用新型要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的问题，提出一种采用分时曝光技术，对两组光源分时曝光，两组相机同步交叉成像，并扩展多光谱成像，包括了红、绿、蓝、红外、紫外的多通道同时成像的除杂机。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案：
分时曝光和多光谱成像的除杂机，包括线扫描相机、照明光源、背景光源、光源控制器、图像采集卡、阀门控制系统、气动电磁阀，所述物料(如烟叶)进入进料口，通过进料输送机后，在视频柜平抛运动，所述的照明光源和背景光源包括可见光和红外LED，所述线扫描相机和照明光源、背景光源安装在物料的上方和下方，线扫描相机采用工业3CCD或4CCD的多光谱成像，包括红、绿、蓝和红外多光谱通道，光源控制器连接到照明光源、背景光源、图像采集卡、线扫描相机，所述的阀门控制系统连接到图像采集卡和气动电磁阀，所述的气动电磁阀动作后，使用高压气体把异物从正品中分离。
有益效果：本实用新型装置通过高速驱动的光源控制器，驱动照明光源和背景光源，并同步曝光信号给上下两组相机，且两组相机工作在分时曝光状态，即交叉成像，使得上下相机的成像质量更加稳定可靠，有效的避免了上下光源的干扰，成像质量更为可靠，因此可以满足各种轻薄物体的异物检测需要；而且采用多光谱的成像相机，可采集到可见光波段和红外波段的物料图像，其检测识别范围大大提升，解决了一些疑难杂物的图像特征提取。
附图说明
图示为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式：
下面结合附图对本实用新型做更进一步的解释。
如图所示，本实用新型包括包括线扫描相机(6)、照明光源(7)、背景光源(8)、光源控制器(10)、图像采集卡(11)、阀门控制系统(16)、透光玻璃(9)，所述线扫描相机(6)、照明光源(7)、背景光源(8)安装在物料的上下两侧，所述光源控制器(10)安装在照明和背景光源的内部或外部，光源控制(10)连接到图像采集卡(11)和线扫描相机(6)，上下相机同步工作，并达到分时曝光，上下相机交叉成像，所述的阀门控制系统(16)分别连接图像采集卡(11)和气动电磁阀(12)，并控制电磁阀工作，使用高速空气把检测物料中的异物剔除。
系统运行过程中，物料(14)从进料口(2)进入进料输送机(3)，被加速到5m/s的高速运动，进入视频系统(4)后在检测窗口位置平抛飞出，最后进入气流平衡柜(5)。其中，离心风机(15)对物料进行辅助输送，保证物料在加速过程中，在进料输送机(3)中没有翻滚现象，并且物料运动到检测透光玻璃(9)处后，物料随着气流同步平抛运动，使得烟叶平抛是稳定运动，没有翻滚，速度比较均匀的经过检测窗口和启动电磁阀(12)对应的剔除口。最后，气流平衡柜(5)可以达到气流和物料分离，物料进入一下个生产工序。整个机组的控制和运行都由电控系统(1)支配。
所述的照明光源(7)、背景光源(8)采用LED照明，分布为多光谱波段，包括可见光和红外光，且光源分布在物料运动平面的两侧。
所述的线扫描相机(6)，同时可采集多光谱波段的物料图像，包括可见光和红外光波段，有效的扩充了图像成像信息量，且相机分布在物料运动平面的两侧。
在运行过程中，所述的光源控制器(10)，同步驱动照明光源(7)和背景光源(8)，可实现LED横流驱动，其峰值驱动电流、曝光频率、曝光占空比全方位可调，其中单通道的电流驱动能力达到1A，最大曝光频率100KHz，曝光占空比1％～99％，驱动响应时间3微秒。同时，光源控制器(10)同步输出曝光信号给图像采集卡(11)和线扫描相机(6)，控制相机同步曝光，采集物料的图像。其中，两组光源分时曝光，两组相机同步交叉成像，有效的避免了物料比较薄的情况下，光源透光引起的颜色失真现象。且减小了两组光源间，因为玻璃反光导致的浮光，使得成像不够锐利，影响检测识别。
图像采集卡(11)安装到工控机或独立使用，采集图像进行收集和检测识别，并输出异物剔除信息给阀门驱动系统(16)，控制气动电磁阀(12)动作，剔除异物。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (6)
1.一种基于分时曝光和多光谱成像的除杂机，其特征在于：包括线扫描相机(6)、照明光源(7)、背景光源(8)、光源控制器(10)、图像采集卡(11)、阀门控制系统(16)、透光玻璃(9)，所述线扫描相机(6)、照明光源(7)、背景光源(8)安装在物料的上下两侧，所述光源控制器(10)安装照明和背景光源的内部或外部，光源控制(10)连接到图像采集卡(11)和线扫描相机(6)，上下相机同步工作，并达到分时曝光，上下相机交叉成像，所述的阀门控制系统(16)分别连接图像采集卡(11)和气动电磁阀(12)，并控制电磁阀工作，使用高速空气把检测物料中的异物剔除。
2.根据权利要求1所述的一种基于分时曝光和多光谱成像的除杂机，其特征在于：所述的光源控制器(10)采用横流或恒压驱动方式，并控制上下照明光源和背景光源分时曝光，并提供上下线扫描相机(6)同步交叉成像，其曝光频率、占空比、光源亮度可调。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于分时曝光和多光谱成像的除杂机，其特征在于：所述的照明光源(7)和背景光源(8)为均采用LED照明，其分布包括可见光波段、红外波段、紫外波段。
4.根据权利要求3所述的一种基于分时曝光和多光谱成像的除杂机，其特征在于：所述的线扫描相机(6)采用工业线扫描相机，相机内部集成1CCD或2CCD或3CCD或4CCD的多光谱同时成像，其成像波段包括可见光波段RGB、红外波段、紫外波段。
5.根据权利要求4所述的一种基于分时曝光和多光谱成像的除杂机，其特征在于：所述的图像采集卡(11)安装到工控机或独立使用，对相机的图像进行收集和检测识别，可以兼容采集多CCD成像的成像装置。
6.根据权利要求1所述的一种基于分时曝光和多光谱成像的除杂机，其特征在于：所述的光源和成像相机分布安装于物料运动平面的两侧。
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|---|---|---|---|---|
| CN108554830A (zh) * | 2018-02-27 | 2018-09-21 | 天津理工大学 | 一种基于多光谱光电识别技术的废旧玻璃再生系统及方法 |
| CN110246132A (zh) * | 2019-06-23 | 2019-09-17 | 中车青岛四方车辆研究所有限公司 | 轨道车辆螺栓松动检测方法及系统 |
| CN114505239A (zh) * | 2021-12-29 | 2022-05-17 | 中国烟草总公司郑州烟草研究院 | 烟丝异物剔除设备及剔除方法 |
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