一种内窥镜图像采集装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种内窥镜图像采集装置，包括内窥镜主软管、耦合装置和工业相机，其特征在于：所述内窥镜主软管为若干组光纤软管；所述若干组光纤软管的一端通过支架固定正对着下烟库的烟支头部，另一端汇集后形成像束，像束端面图像经过耦合装置传送后在工业相机成像端成像；所述耦合装置包括镜片组【A】和镜片组【B】两组镜片组，用于在传送像束端面图像时构造平行光路；所述两组镜片组之间设置有光阑和低通滤波器。本发明专利技术通过对内窥镜主软管进行改造，采用光纤成像技术，能够满足包装机台狭小空间的要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种内窥镜图像采集装置，用于基于机器视觉的单烟支空头检测。
技术介绍
传统的烟支包装机空头检测与剔除是在小包模盒中进行的，当小包模盒中有一支烟为空头时会将所有20支烟全部剔除作为残烟进行回收处理，造成极大的浪费。目前市场上已出现相关针对此现象的产品，这些产品安装在包装机下烟库，在烟支装入模盒前对空头烟支进行检测与剔除，有些甚至对下烟库进行改造(造成安装和操作习惯的改变，不利用市场的推广)，这些产品都是采用红外光电传感器作为检测元件，将从烟丝端反射回来的光信号转换为电信号，根据电信号判断当前烟支是否为空头烟。采用红外光电传感器检测的方法如果烟支距离传感器的远近不同会造成误剔，而且此方法没有直观性，剔除出来的烟支由于受到外力的作用必然是空头烟支，这样就无法知道剔除的烟支是否是真的为空。采用成像式检查烟支空头，可以对空头烟支做到有据可查。但受包装机台空间的限制采用普通的工业相机和镜头无法安装，市场上采购的电子内窥镜无法保证质量。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种检测速度快、判断准确的内窥镜图像采集装置。技术方案：本专利技术所述的多通道内窥镜图像采集装置，是针对下烟库烟支空头检测开发的基于机器视觉技术的新一代产品，包括内窥镜主软管、耦合装置和工业相机，所述内窥镜主软管为若干组光纤软管；所述若干组光纤软管的一端通过支架固定正对着下烟库的烟支头部，另一端汇集后形成像束，像束端面图像经过耦合装置传送后在工业相机成像端成像；所述耦合装置包括镜片组【A】和镜片组【B】两组镜片组，用于在传送像束端面图像时构造平行光路，所述两组镜片组之间设置有光阑和低通滤波器。靠近像束端面图像的镜片组【A】的焦距为f[A]，靠近工业相机成像端的镜片组【B】的焦距为f[B]，由成像原理可知：像束端图像大小L1与工业相机成像端成像大小L2满足等式条件：L1/L2＝f[A]/f[B]，通过改变镜片组【A】、【B】的焦距比值，使得CCD成像端图像大小可控，满足不同尺寸工业相机成像需求。本专利技术通过对内窥镜主软管进行改造，能够满足包装机台狭小空间的要求。优选地，所述光纤软管的直径为4mm，每组光纤软管中包含7000根光纤。为了得到可靠的图像，本专利技术采用常量光源照射被检测物体(烟支末端)，光源为白光。在所述光纤软管的一端的上方设置光源，光源与下烟库的烟支之间设置有两面反光镜，光源发射的光线直射到第一面反光镜后反射的光线一部分照射到烟支上，另一部分经过第二面反光镜反射后照射到烟支上。通过两面反光镜将光源的光束分为两股，这两束光的重合部分覆盖需要检测的烟支的末端，提高图像的亮度，有利于提高检测精度。优选地，所述光纤软管与光源设置在密封的盒子中，避免外部灰尘的影响。由于光源常量发热量较大，所述盒子的顶部为散热片状，并安装有风扇，提高整体的稳定性。本专利技术所述的基于机器视觉的单烟支空头检测方法，包括如下步骤：(1)利用内窥镜图像采集装置采集烟支图像，对采集到的图像进行中值滤波处理，去除噪声，同时减少图像边缘失真，得到预处理图像P1；其中，烟支图像的采集方法为：通过编码器连接到包装机的主轴上，主轴转动时编码器会产生脉冲，当编码器转到特定的相位时，IO控制板会发送一个图像采集信号，采集卡控制图像采集装置采集图片；图像采集装置中多通道同时进行采集，电子内窥镜的一端正对着下烟库的烟支头部，另一端汇集后形成像束，像束端面图像经过耦合装置后构造平行光路传送到工业相机成像端成像；(2)在RGB色彩模式下，提取图像P1的蓝色通道图像P4，对P4进行高斯平滑滤波处理，减少图像噪声；(3)初步确定图像中烟支的圆心位置：在P1图像中确定较小的检测区域，采用canny算子确定烟支的边缘，通过检测出的边缘采用最小二乘的方法确定初步的圆心坐标A0；(4)采用图像旋转及投影的方法，初步确定图像P1中需要检测的烟支的位置，对于烟支所在区域拟合出圆心坐标和半径；(5)对拟合出的烟支区域，采用颜色和纹理的方法判断检测端是过滤嘴还是烟支头部；如检测端为过滤嘴直接剔除，如检测端为烟支头部则继续以下的步骤；具体方法为：a、颜色特征的提取：首先需要选择合适的颜色空间，此处采用LUV颜色空间，计算每个区域的平均色差MΔE： M ΔE = Σ i = 1 n ( L * - L i * ) 2 + ( u * - u i * ) 2 + ( v * - v i * ) 2 n ]]>式中：表示像素i的亮度，ui、vi表示像素i的色度，L*表示该区域的平均亮度，u*、v*表示该区域的平均色度，n表示该区域内的像素个数；对每个区域，可以获得一个7维的颜色特征向量Fcolor，Fcolor＝[uL,σL,uu,σu,uv,σv,MΔE]，其中，uL、uu、uv分别为L*、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内窥镜图像采集装置，包括内窥镜主软管、耦合装置和工业相机，其特征在于：所述内窥镜主软管为若干组光纤软管；所述若干组光纤软管的一端通过支架固定正对着下烟库的烟支头部，另一端汇集后形成像束，像束端面图像经过耦合装置传送后在工业相机成像端成像；所述耦合装置包括镜片组【A】和镜片组【B】两组镜片组，用于在传送像束端面图像时构造平行光路；所述两组镜片组之间设置有光阑和低通滤波器。

【技术特征摘要】
1.一种内窥镜图像采集装置，包括内窥镜主软管、耦合装置和工业相机，其特征在于：所述内窥镜主软管为若干组光纤软管；所述若干组光纤软管的一端通过支架固定正对着下烟库的烟支头部，另一端汇集后形成像束，像束端面图像经过耦合装置传送后在工业相机成像端成像；所述耦合装置包括镜片组【A】和镜片组【B】两组镜片组，用于在传送像束端面图像时构造平行光路；所述两组镜片组之间设置有光阑和低通滤波器。
2.根据权利要求1所述的内窥镜图像采集装置，其特征在于：所述光纤软管的直径为4mm，每组光纤软管...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐健，王震，刘玥，
申请(专利权)人：南京文采科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32