一种测试使用深色卷烟纸的深色卷烟燃烧性能的方法技术

本发明专利技术公开一种测试使用深色卷烟纸的深色卷烟燃烧性能的方法，所述深色卷烟纸是指卷烟纸的灰度值小于255；基于机械手臂模拟卷烟抽吸过程和抽吸环境，并采用全视觉摄像系统采集卷烟燃烧炭线及灰柱区域图像，然后根据炭线及灰柱区域坐标信息，进而分析卷烟燃烧相关指标情况。本发明专利技术根据深色卷烟纸的表面反光特征，利用光学反射原理，采用光源以某一侧向角度打光照明，将深色烟支边缘突出色差，获得烟支定位，进而检测卷烟燃烧指标。进而检测卷烟燃烧指标。进而检测卷烟燃烧指标。

【技术实现步骤摘要】
一种测试使用深色卷烟纸的深色卷烟燃烧性能的方法


[0001]本专利技术属于卷烟燃烧性能领域，具体涉及一种测试使用深色卷烟纸的深色卷烟燃烧性能的方法。

技术介绍

[0002]卷烟燃烧性能用来表征卷烟在燃烧过程中的燃烧状态，主要关注卷烟在抽吸过程中消费者抽吸体验相关指标，通常包括裂口率，碳线质量，灰色，飞灰落灰等指标。结合消费体验需求，通过对燃烧性能相关指标的针对性研究，指导调整卷烟原辅料配方，优化卷烟产品质量，能较好地满足消费者对卷烟产品质量不断提升的细节要求。
[0003]上述指标以往采用目视法进行认为评价，容易受到观测人员的技术水平、经验和主观意识的影响，从而影响评价结果的准确性和客观性。同时，通过目视法无法对卷烟燃烧实时数据进行采集和数据化，影响利用数据进行科学统计和研究。目前，为了解决上述问题，主要通过机器视觉进行图像采集，并完成量化分析。在图像采集过程中，为了实现对卷烟已燃长度部分进行精确采集并实时分析，采用碳线定位并采集图像，同时，由于常规卷烟产品普遍为白色卷烟纸，为了避免环境对采集图像的影响，造成较大实验误差，通常将环境背景设置为深色，以黑色为主。
[0004]随着消费市场全球化，消费质量不断提升，消费需求呈多元化发展，卷烟产品逐渐出现了除传统白色卷烟纸产品以外的彩色卷烟纸产品，当前市售彩色卷烟纸产品以深色卷烟纸为主，常见的有棕色、黑色等，又根据同色调深浅分为多款产品。随着彩色卷烟纸的出现，在对卷烟采用视觉检测的方法进行图像处理的过程中，对常规卷烟(使用白色卷烟纸，外观为白色的卷烟)的检测方式采用色差的方法，利用卷烟纸和图像处理时环境背景(通常为黑色)的颜色色差区别，实现对视场范围内卷烟定位检测处理。但是深色卷烟纸的颜色与但是市场上目前有很多使用深色卷烟纸的外观为深色的卷烟(比如黑色、深棕色和浅棕色外观的卷烟)，由于卷烟纸是深色的，而图像处理时环境背景颜色也是深色的，深色卷烟和环境背景颜色无法形成有效色差，这就导致摄像系统采集到的图片无法区分深色卷烟边缘，从而导致不能通过色差定位烟支，导致目前根本没有方法和仪器考察使用深色卷烟纸的深色卷烟的燃烧性能。
[0005]为了解决以上问题，提出本专利技术。

技术实现思路

[0006]本专利技术目的在于提供测试使用深色卷烟纸的深色卷烟燃烧性能的方法，调节打光系统，采用摄像系统采集深色卷烟燃烧炭线，并基于燃烧炭线判断深色卷烟纸燃烧性能；打光系统包括多条平行光源，调整打光光源和摄像头位置，使深色卷烟边缘反射光效果突出。摄像系统包括多个工业相机，结合工业相机的曝光控制，使工业相机在采集图像处理时，能将深色卷烟的边缘高亮部分与光线暗场的背景部分区分，从而产生色差的边缘峰值，利用检测算法的扫描线去扫描捕捉边缘峰值，从而实时追踪定位深色卷烟在采集图像视场中的
位置坐标，及实时追踪定位深色卷烟燃烧炭线的位置。本专利技术解决了现有技术摄像系统采集到的图片无法区分深色卷烟纸和深色炭线，不能识别卷烟边缘以及燃烧炭线的位置，没有方法和仪器考察使用深色卷烟纸的深色卷烟的燃烧性能的问题。
[0007]卷烟燃烧性能的评价指标通常有，裂口率、灰柱偏离度、灰柱灰度值、灰柱长度、灰柱面积、缩灰率、飞灰值、持灰率、炭线宽度、炭线整齐度及燃烧速度。上述卷烟燃烧性能评价指标的的含义如下：裂口率是灰柱上灰片掉落或裂开面积与灰柱整体表面积的比值；灰柱偏离度指烟支燃烧灰柱与烟支滤棒轴心的最大偏离角度；灰柱灰度值反映了卷烟燃烧后除去裂口以外剩余部分在同一参考系下的相对颜色差异，数值越大，灰柱越白；灰柱长度是烟支燃烧后形成的灰柱的长度；灰柱面积是烟支燃烧后形成的灰柱的宽度；缩灰率是卷烟燃烧后灰柱面积和未燃烧前面积的比值；飞灰值是散落在定点弹灰点以外的烟灰面积；持灰率是卷烟燃烧过程中能保持灰柱的最长值与烟支燃烧至烟蒂长度的比值；炭线宽度是烟支燃烧锥底部炭线的宽度；炭线整齐度是指烟支燃烧锥底部炭线最高点和最低点极差值；燃烧速度是燃烧长度和燃烧时间的比值。
[0008]具体的本专利技术通过以下技术方案实现：
[0009]本专利技术提供一种测试使用深色卷烟纸的深色卷烟燃烧性能的方法，所述深色卷烟纸是指卷烟纸的灰度值小于255；更优选地，所述深色卷烟纸是指卷烟纸的灰度值小于200，更进一步优选地的是所述深色卷烟纸是指卷烟纸的灰度值小于180。在本专利技术中只要是非白色的卷烟纸卷制而成的卷烟都可以称为深色卷烟，更优选地，深色卷烟是指目前市场上常用的黑色、深棕色、浅棕色和彩色卷烟纸外观的卷烟。本专利技术中灰度值表示卷烟纸在黑白情况下颜色深度，范围从0到255，白色为255，黑色为0，其中数值越小表示颜色越深。
[0010]基于机械手臂模拟卷烟抽吸过程和抽吸环境，并采用全视觉摄像系统采集卷烟燃烧炭线及灰柱区域图像，然后根据炭线及灰柱区域坐标信息，进而分析卷烟燃烧相关指标情况；
[0011]具体方法包括以下步骤：
[0012]1)测定样品深色卷烟在测定前按照GB/T 16447标准进行样品前处理；
[0013]2)将测定样品深色卷烟放置于测试位置，置于测定位置的烟支轴向方向与摄像头和打光光源垂直，且打光光源为条形光源，条形光源发射光线的方向和摄像头接收光线的方向之间的夹角A大于90
°
且小于150
°
；
[0014]3)启动软件控制系统，打光系统，摄像系统，机械手运动系统，拍摄燃烧前样品图片后点燃卷烟，点燃样品卷烟后，摄像系统开始实时采集卷烟燃烧图像；
[0015]4)卷烟燃烧至距接装纸3mm处，停止对卷烟燃烧图像的采集；
[0016]5)测试中，实时卷烟燃烧计算，按照摄像头对多烟支燃烧时间在同一时刻采集卷烟燃烧状态；
[0017]6)在实时燃烧检测的过程中，对深色卷烟的轴向边缘定位识别，对色差交接处的相邻坐标像素的灰度值对比，统计获得炭线及灰柱区域坐标信息，进而分析卷烟燃烧相关指标情况；
[0018]其中步骤(6)中对深色卷烟的轴向边缘定位识别的方法为：采用像素点扫描的方式，从上到下对卷烟高亮边缘扫描，当扫描到像素点的灰度值发生变化时，标记像素点坐标位置，根据坐标点实现对卷烟的边缘定位。
[0019]优选地，基于机械手臂模拟卷烟抽吸过程和抽吸环境，并采用全视觉摄像系统采集卷烟燃烧炭线图像；模拟卷烟抽吸过程和抽吸环境的机械手臂，和全视觉摄像系统采集卷烟燃烧炭线图像的方法，可以参考本申请人申请的基于机械视觉卷烟燃烧性能系列专利，申请号：2020103139473，名称为：一种模拟人体卷烟抽吸过程和抽吸环境的机械手臂及其模拟方法；申请号：2020103234251，名称为：一种基于机械手的抽烟路径仿真系统；申请号：2020106880405，名称为：一种基于机器视觉的卷烟飞灰检测装置及检测方法；申请号：2020109761732，名称为：一种采用灰度差异法基于机器视觉的卷烟飞灰检测装置及检测方法，同样，将上述专利的测试装置和测试方法并入到本专利中。
[0020]优选地，步骤1)中，为了考察不同样品在特定条件本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种测试使用深色卷烟纸的深色卷烟燃烧性能的方法，其特征在于，所述深色卷烟纸是指卷烟纸的灰度值小于255；基于机械手臂模拟卷烟抽吸过程和抽吸环境，并采用全视觉摄像系统采集卷烟燃烧炭线及灰柱区域图像，然后根据炭线及灰柱区域坐标信息，进而分析卷烟燃烧相关指标情况；具体方法包括以下步骤：1)测定样品深色卷烟在测定前按照GB/T 16447标准进行样品前处理；2)将测定样品深色卷烟放置于测试位置，置于测定位置的烟支轴向方向与摄像头和打光光源垂直，且打光光源为条形光源，条形光源发射光线的方向和摄像头接收光线的方向之间的夹角A大于90
°
且小于150
°
；3)启动软件控制系统，打光系统，摄像系统，机械手运动系统，拍摄燃烧前样品图片后点燃卷烟，点燃样品卷烟后，摄像系统开始实时采集卷烟燃烧图像；4)卷烟燃烧至距接装纸3mm处，停止对卷烟燃烧图像的采集；5)测试中，实时卷烟燃烧计算，按照摄像头对多烟支燃烧时间在同一时刻采集卷烟燃烧状态；6)在实时燃烧检测的过程中，对深色卷烟的轴向边缘定位识别，对色差交接处的相邻坐标像素的灰度值对比，统计获得炭线及灰柱区域坐标信息，进而分析卷烟燃烧相关指标情况；其中步骤(6)中对深色卷烟的轴向边缘定位识别的方法为：采用像素点扫描的方式，从上到下对卷烟高亮边缘扫描，当扫描到像素点的灰度值发生变化时，标记像素点坐标位置，根据坐标点实现对卷烟的边缘定位。2....

【专利技术属性】
技术研发人员：郑晗，张莹，余振华，王浩，詹建波，谢姣，王旭，岳保山，余婷婷，余江，李利伟，张静，
申请(专利权)人：云南中烟工业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：