本发明涉及卷烟打孔检测，尤其涉及一种基于热量追踪的卷烟激光打孔检测方法及装置。
背景技术：
1、在卷烟生产过程中，卷烟机设备上的激光打孔装置用于对卷烟生产过程中的卷烟烟支滤嘴端进行激光打孔，各品牌卷烟根据工艺参数要求实施激光打孔以满足生产工艺要求。但实际生产中，偶尔会发生激光发射口有乱烟支或水松纸片等异物堵塞的现象，该现象的发生会直接导致卷烟烟支激光漏打孔、或将异物烧着火的情况发生。
2、同时，在卷烟生产过程存在烟支刺破、夹沫等现象，烟支刺破、夹沫成像与激光孔洞成像的区别度不大，生产中存在激光孔洞漏打而检测认为激光孔洞正常现象，易造成激光打孔漏打的烟支流入下道工序而不能被有效检测与预警，烟支质量存在极大风险。
3、上述情况将影响卷烟烟支的正常激光打孔进而影响烟支吸阻、通风率等烟支品质、以及可能产生的着火等安全隐患，故对激光打孔是否正常打孔、打孔数量等需进行监测、反馈，以提高激光打孔检测装置的打孔功能与安全性能，保障卷烟烟支激光打孔的精确有效，提升卷烟烟支质量。现有技术方案中一般采用线阵相机对烟支进行拍照，图像处理中对烟支表面刺破、夹沫或飞沫的判断与激光打孔孔洞的判断差异较小，存在刺破或夹沫成像与激光孔洞识别度不高的问题，易出现激光漏打及烟支刺破、夹沫等情况，该方法需要进行改善。
技术实现思路
1、鉴于上述，本发明旨在提供一种基于热量追踪的卷烟激光打孔检测方法及装置，以解决现有卷烟生产中激光打孔装置的检测装置对卷烟刺破或夹沫成像与激光孔洞成像区别度不高从而导致卷烟激光打孔漏打而不能被有效检测与预警的问题。
2、本发明采用的技术方案如下：
3、本发明提供了一种基于热量追踪的卷烟激光打孔检测方法，包括以下步骤：
4、获取烟机dcp脉冲信号；
5、基于所述烟机dcp脉冲信号对激光孔的参数信息进行采集，并对采集的激光孔参数信息进行热量检测、热量矩阵计算以及亮度矩阵计算，获得处理后的激光孔图片信息；
6、对经过处理的激光孔图片信息与激光孔标准图片信息进行比对分析，获得对比分析结果；
7、基于所述对比分析结果进行预警控制。
8、进一步地，所述对经过处理的激光孔图片信息与激光孔标准图片信息进行比对分析的步骤具体包括：若经处理的激光孔图片信息与激光孔标准图片信息的激光孔数量、亮度信息完全匹配，则表明激光打孔正常；若激光孔数量、亮度信息不完全匹配，则输出激光孔异常信息。
9、进一步地，在对经过处理的激光孔图片信息与激光孔标准图片信息进行比对分析的步骤中，计算卷烟烟支检测框内的亮度值，所述激光孔图片信息上高于像素设定基准值a0的点为激光孔洞，在激光孔洞检测区域内，若采集到高于所述像素设定基准值a0的点数量ni小于设定值b0，则表明激光打孔存在漏打的异常情况；若采集到高于所述像素设定基准值a0的点数量等于设定值b0，则表明激光打孔数量正确，即激光打孔为正常打孔；若采集到高于所述像素设定基准值a0的点数量大于设定值b0，则表明激光打孔数量大于工艺设定数量，激光打孔异常或检测系统故障。
10、进一步地，当激光打孔检测区域内图像像素值小于设定值时，即判断激光漏打，记录漏打次数并求和sum(n)；对漏打次数总和sum(n)与次数设定值sum0进行判定，若漏打次数sum(n)大于等于次数设定值sum0，则表明激光打孔次数异常。
11、进一步地，在基于所述对比分析结果进行预警控制的步骤中，激光孔异常信息通过光电耦合器发送到设备原机控制系统实现停机报警，同时通过光电耦合器将所述激光孔异常信息发送到mes工控机(制造执行系统)，通过上位显示屏实时预警显示。
12、进一步地，在对采集的激光孔参数信息进行热量矩阵以及亮度矩阵计算的步骤中，具体包括：将所采集的激光孔洞图片进行图像亮度计算；把烟支激光打孔区域内的亮度矩阵划分为长度固定的亮度小矩阵，计算出每个小矩阵内的亮度最大值；对计算出的亮度最大值再次比较，计算出整个激光打孔区域内亮度最大值m0，所述亮度最大值m0的信息为激光孔洞中心值，即计算出所述激光孔洞中心点的图像位置信息、温度、亮度值数据。
13、进一步地，所述激光孔的参数信息包括但不限于激光孔洞位置、激光孔洞温度以及激光孔洞热量。
14、进一步地，所述激光孔洞热量设置为q，并通过下式进行计算：
15、q＝ρcpδt；
16、其中，式中的ρ为卷烟密度，cp为卷烟比热容系数，δt为激光孔洞中心与邻近区域的温差。
17、本发明还提供了一种基于热量追踪的卷烟激光打孔检测装置，包括：
18、光电耦合器，用于获取烟机dcp脉冲信号，并将所述烟机dcp脉冲信号传送至图像采集装置；
19、图像采集装置，用于基于所述烟机dcp脉冲信号对激光孔的参数信息进行采集，并对采集的激光孔参数信息进行预处理、热量矩阵计算以及亮度矩阵计算，获得处理后的激光孔图片信息；
20、处理器，用于对经过处理的激光孔图片信息与激光孔标准图片信息进行比对分析，获得对比分析结果；
21、预警装置，用于基于所述对比分析结果进行预警控制。
22、进一步地，所述图像采集装置、所述处理器以及所述预警装置均与服务器进行网络连接，通过所述服务器对激光打孔异常的所述图像采集装置、所述处理器以及所述预警装置进行预警提醒。
23、根据本发明的基于热量追踪的卷烟激光打孔检测方法及装置，能够实现以下效果：
24、通过对激光孔的参数信息进行采集，并对采集的激光孔参数信息进行热量检测、热量矩阵计算以及亮度矩阵计算，对激光孔图片信息进行比对分析，实现对在线烟支激光打孔的激光孔洞数量、孔洞位置、激光孔温度等计算与初判，防止卷烟烟支激光打孔过程中漏打或激光打孔系统故障等影响烟支质量的隐患产生，提高激光打孔检测装置的功能与安全性能，提高了烟支激光打孔质量；
25、基于热量检测、热量矩阵计算可以对激光打孔后的烟支进行激光孔洞数量、激光孔洞温度等参数进行计算与监测，提高激光孔洞监测的精确性，确保激光打孔装置功能的正常有效，提高卷烟激光打孔质量；
26、对经过处理的激光孔图片信息与激光孔标准图片信息进行比对分析，通过光电耦合器将所述激光孔异常信息发送到mes工控机，通过上位显示屏实时预警显示；对设定时间内激光打孔漏打次数进行统计与判断分析，实现对激光打孔漏打情况的判断进行分级预警，预警结果发送到设备原机控制系统与上位显示器，实现原机设备停机或预警提醒，提高对卷烟激光打孔的全过程分级风险管控。
27、本发明有效解决了现有卷烟生产中激光打孔装置的检测装置对卷烟刺破或夹沫成像与激光孔洞成像区别度不高从而导致卷烟激光打孔漏打而不能被有效检测与预警的问题。
1.一种基于热量追踪的卷烟激光打孔检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于热量追踪的卷烟激光打孔检测方法，其特征在于，所述对经过处理的激光孔图片信息与激光孔标准图片信息进行比对分析的步骤具体包括：若经处理的激光孔图片信息与激光孔标准图片信息的激光孔数量、亮度信息完全匹配，则表明激光打孔正常；若激光孔数量、亮度信息不完全匹配，则输出激光孔异常信息。
3.根据权利要求2所述的基于热量追踪的卷烟激光打孔检测方法，其特征在于，在对经过处理的激光孔图片信息与激光孔标准图片信息进行比对分析的步骤中，在所述激光孔图片信息上高于像素设定基准值的点为激光孔洞，在激光孔洞检测区域内，若采集到高于所述像素设定基准值的点数量小于设定值，则表明激光打孔存在漏打的异常情况；若采集到高于所述像素设定基准值的点数量等于设定值，则表明激光打孔数量正确；若采集到高于所述像素设定基准值的点数量大于设定值，则表明激光打孔异常或检测系统故障。
4.根据权利要求3所述的基于热量追踪的卷烟激光打孔检测方法，其特征在于，当激光打孔检测区域内图像像素值小于像素设定基准值时，即判断激光漏打，记录漏打次数并求和；对漏打次数总和与次数设定值进行判定，若漏打次数大于等于次数设定值，则表明激光打孔漏打次数异常。
5.根据权利要求2所述的基于热量追踪的卷烟激光打孔检测方法，其特征在于，在基于所述对比分析结果进行预警控制的步骤中，激光孔异常信息通过光电耦合器发送到设备原机控制系统实现停机报警，同时通过所述光电耦合器将所述激光孔异常信息发送到机组的制造执行系统，通过上位显示屏进行实时预警显示。
6.根据权利要求1所述的基于热量追踪的卷烟激光打孔检测方法，其特征在于，所述对采集的激光孔参数信息进行热量矩阵以及亮度矩阵计算的步骤具体包括：将所采集的激光孔洞图片进行图像亮度计算；把烟支激光打孔区域内的亮度矩阵划分为长度固定的亮度小矩阵，计算出每个小矩阵内的亮度最大值；对计算出的亮度最大值再次比较，计算出整个激光打孔区域内的亮度最大值，所述亮度最大值的信息为激光孔洞中心值。
7.根据权利要求1所述的基于热量追踪的卷烟激光打孔检测方法，其特征在于，所述激光孔的参数信息包括激光孔洞位置、激光孔洞温度以及激光孔洞热量。
8.根据权利要求7所述的基于热量追踪的卷烟激光打孔检测方法，其特征在于，所述激光孔洞热量设置为q，并通过下式进行计算：
9.一种基于热量追踪的卷烟激光打孔检测装置，其特征在于，包括：
10.根据权利要求9所述的基于热量追踪的卷烟激光打孔检测装置，其特征在于，所述图像采集装置、所述处理器以及所述预警装置均与服务器进行网络连接，通过所述服务器对激光打孔异常的所述图像采集装置、所述处理器以及所述预警装置进行预警提醒。
