基于机器视觉技术的烟支空头检测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于机器视觉技术的烟支空头检测系统，包括控制器、光电传感器、摄像头、数据缓存器、LED驱动电路、LED光源以及分拣执行装置；所述光电传感器与所述控制器连接，用于检测烟支包装盒是否进入检测区域；所述摄像头通过所述数据缓存器连接所述控制器，用于采集进入检测区域的烟支包装图像；所述LED光源通过所述LED驱动电路连接所述控制器，在所述控制器的控制下进行照明；所述分拣执行装置与所述控制器连接，在所述控制器的控制下剔除具有空头的烟支包装盒。本实用新型专利技术提供的基于机器视觉技术的烟支空头检测系统，通过图像的实时采集实现了空头的自动检测，系统简单，可靠性高。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及机器视觉
，具体涉及一种基于机器视觉技术的烟支空头检测系统。
技术介绍
最初的新产品上市比较容易引起卷烟企业对其质量的重视，但经过上市后一段时间，产品质量的不稳定状况就容易凸显。这包括产品的外观质量缺陷和产品的内在质量缺陷。产品的外观质量缺陷表现在烟支重量偏差、吸阻超标、烟支端部爆口、掉头等现象，这些外观上的缺陷继而又直接影响了产品的内在质量，这种内在质量表现在：主流烟气指标出现偏差、感官质量下降。由此可见，卷烟的外观质量在新产品研发中格外重要。空头和缺支是卷烟包装中常见的生产缺陷。所谓空头即烟支中烟丝不饱满，在顶部形成空凹，国标GB/T22838中对烟支空头的界定是烟丝表面空凹大于1mm即为空头。缺支是指在烟支包装过程中，烟支的装入量小于规定烟包的数量。空头和缺支都属于生产质量问题，应在包装检验的过程中加以剔除。目前，烟厂大多采用机械式、红外光电检测式的自动检测系统，这些系统结构大多非常复杂，系统维护成本及故障率较高。
技术实现思路
本技术所要解决的是采用机械式、红外光电检测式系统检测烟支空头系统维护成本高、故障率高的问题。本技术通过下述技术方案实现：一种基于机器视觉技术的烟支空头检测系统，包括控制器、光电传感器、摄像头、数据缓存器、LED驱动电路、LED光源以及分拣执行装置；所述光电传感器与所述控制器连接，用于检测烟支包装盒是否进入检测区域；所述摄像头通过所述数据缓存器连接所述控制器，用于采集进入检测区域的烟支包装图像；所述LED光源通过所述LED驱动电路连接所述控制器，在所述控制器的控制下进行照明；所述分拣执行装置与所述控制器连接，在所述控制器的控制下剔除具有空头的烟支包装盒。可选的，所述摄像头为CMOS摄像头。可选的，所述基于机器视觉技术的烟支空头检测系统还包括与所述控制器连接的显示装置。通过设置显示装置，可以显示检测出的空头烟支的数量等信息，便于烟支生产过程管控。可选的，所述显示装置为液晶显示器。可选的，所述基于机器视觉技术的烟支空头检测系统还包括与所述控制器连接的输入装置。可选的，所述LED驱动电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、NPN三极管、光耦、第一电容、第二电容以及MAX16800集成电路；所述第一电阻的一端接收第一电源电压，所述第一电阻的另一端连接所述第三电阻的一端和所述NPN三极管的集电极，所述NPN三极管的基极连接所述第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端连接所述控制器，所述第三电阻的另一端连接所述光耦的第一输入端，所述光耦的第一输出端连接所述第一电容的一端和MAX16800集成电路的第2引脚并接收第二电源电压，所述光耦的第二输出端连接所述第四电阻的一端和MAX16800集成电路的第15引脚，所述第二电容的一端连接MAX16800集成电路的第11引脚，MAX16800集成电路的第1引脚连接LED光源的阳极，MAX16800集成电路的第9引脚连接LED光源的阴极和第五电阻的一端，所述NPN三极管的发射极、所述光耦的第二输入端、所述第一电容的另一端、所述第四电阻的另一端、所述第二电容的另一端、MAX16800集成电路的第12引脚、第五电阻的另一端以及MAX16800集成电路的第10引脚接地。为了抑制图像中不需要的部分，突现目标区域的重要特征，照明是图像采集过程中的重要部分。由于包装流水线所在环境背景较为复杂，对检测影响较大，因此在系统中采用高亮度LED光源作为背景光补偿。并且，系统中利用MAX16800集成电路作为光源恒流驱动芯片，保证了背光光源的稳定性。进一步，通过采用NPN三极管对控制器的控制信号进行电流放大，可以增大驱动电路的驱动能力。本技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：本技术提供的基于机器视觉技术的烟支空头检测系统，通过光电传感器检测烟支包装盒是否进入检测区域，在烟支包装盒进入检测区域后，摄像头采集进入检测区域的烟支包装图像，采集的图像经数据缓存器缓存后发送至控制器，由控制器判断烟支是否存在空头，在存在空头时控制分拣执行装置剔除具有空头的烟支包装盒。本技术提供的检测系统通过图像的实时采集实现了空头的自动检测，系统简单，可靠性高。附图说明此处所说明的附图用来提供对本技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本技术实施例的限定。在附图中：图1是本技术实施例的基于机器视觉技术的烟支空头检测系统的结构示意图；图2是本技术实施例的LED驱动电路的电路图。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本技术作进一步的详细说明，本技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本技术，并不作为对本技术的限定。实施例图1是本技术实施例的基于机器视觉技术的烟支空头检测系统的结构示意图，所述基于机器视觉技术的烟支空头检测系统包括控制器10、光电传感器11、摄像头12、数据缓存器13、LED驱动电路14、LED光源15以及分拣执行装置16。具体地，所述光电传感器11与所述控制器10连接，用于检测烟支包装盒是否进入检测区域。光电传感器可以采用BF3R型光纤放大器，当烟支包装盒进入检测区域时，光纤放大器输出低电平，系统开始图像采集。所述摄像头12通过所述数据缓存器13连接所述控制器10，用于采集进入检测区域的烟支包装图像。在本实施例中，所述摄像头12可以为CMOS摄像头。例如，可以采用OV7620型号的CMOS摄像头。如果直接将所述摄像头12与所述控制器10连接，对所述控制器10的要求极高。因而本实施例利用了FIFO图像缓存技术，在所述摄像头12和所述控制器10之间设置所述数据缓存器13。所述数据缓存器可以采用AL422B集成电路，AL422B集成电路将所述摄像头12采集的数据通过时序转换存储到AL422B中，然后通过所述控制器10读取缓存的图像数据。所述LED光源15通过所述LED驱动电路14连接所述控制器10，在所述控制器10的控制下进行照明。所述分拣执行装置16与所述控制器10连接，在所述控制器10的控制下剔除具有空头的烟支包装盒。所述分拣执行装置16的结构与现有技术中相同，例如可以为机械手、高压气枪等。所述控制器10用于控制所述摄像头12、所述LED驱动电路14以及所述分拣执行装置16工作，并分析所述摄像头12采集的图像，在采集的烟支包装盒图像中发现空头烟支时控制所述分拣执行装置16剔除具有空头的烟支包装盒。本领域技术人员知晓如何对所述摄像头12采集的图像进行分析提取，在此不再赘述。在本实施例中，所述控制器10可以选用NXP公司的LPC2368集成电路。LPC2368集成电路是基于ARM7TDMI内核的微控制器，其内部集成了58 KB的RAM、512 KB的ROM、USB2.0控制器、高速AD/DA转换器等，并有丰富的I/O管脚。进一步，本实施例的检测系统还可以包括与所述控制器10连接的显示装置17、输入装置18以及上位机19。所述显示装置17可以为液晶显示器，可以显示剔除具有空头的烟支包装盒的数量等信息。所述输入装置18可以为键盘，也可以为触摸屏。所述控制器10可以通过USB接口与所述上位机19连接，通过USB接口传输数本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于机器视觉技术的烟支空头检测系统，其特征在于，包括控制器、光电传感器、摄像头、数据缓存器、LED驱动电路、LED光源以及分拣执行装置；所述光电传感器与所述控制器连接，用于检测烟支包装盒是否进入检测区域；所述摄像头通过所述数据缓存器连接所述控制器，用于采集进入检测区域的烟支包装图像；所述LED光源通过所述LED驱动电路连接所述控制器，在所述控制器的控制下进行照明；所述分拣执行装置与所述控制器连接，在所述控制器的控制下剔除具有空头的烟支包装盒。

【技术特征摘要】
1.一种基于机器视觉技术的烟支空头检测系统，其特征在于，包括控制器、光电传感器、摄像头、数据缓存器、LED驱动电路、LED光源以及分拣执行装置；所述光电传感器与所述控制器连接，用于检测烟支包装盒是否进入检测区域；所述摄像头通过所述数据缓存器连接所述控制器，用于采集进入检测区域的烟支包装图像；所述LED光源通过所述LED驱动电路连接所述控制器，在所述控制器的控制下进行照明；所述分拣执行装置与所述控制器连接，在所述控制器的控制下剔除具有空头的烟支包装盒。2.根据权利要求1所述的基于机器视觉技术的烟支空头检测系统，其特征在于，所述摄像头为CMOS摄像头。3.根据权利要求1所述的基于机器视觉技术的烟支空头检测系统，其特征在于，还包括与所述控制器连接的显示装置。4.根据权利要求3所述的基于机器视觉技术的烟支空头检测系统，其特征在于，所述显示装置为液晶显示器。5.根据权利要求1所述的基于机器视觉技术的烟支空头检测系统，其特征在于，还包括与所述控制器连接的输入装置。6.根据权利要求1至5任一项所述的基于机器视觉技术的烟支空头检测系统，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张楠，张牧言，
申请(专利权)人：成都贝森伟任科技有限责任公司，
类型：新型
国别省市：四川;51