基于图像检测的烟支分段长度测定装置的制作方法

1.本实用新型涉及烟草加工领域，尤其涉及一种基于图像检测的烟支分段长度测定装置。


背景技术：

2.烟支本体包括填丝段、滤嘴段，在填丝段、滤嘴段之间或者填丝段本身存在衔接部位，也即是分段处、分段边界，质量指标中需要对不同分段位置进行识别并测量分段长度，目前对于烟支分段的无损检测方式为微波法，即检测装置中包含一个有效宽度为4mm的微波谐振腔，被测烟支样品被缓慢送入该谐振腔中，基于微波谐振检测得到相应的波形曲线，曲线横坐标为时间，纵坐标为密度，通过密度数据识别出烟支分段并据此进行长度测定分析。
3.但由于谐振腔的检测范围存在一定局限性，例如当被测样品密度相对较高时，可能会超出谐振腔的检测量程，进而无法准确测定分段长度数据；此外，每次进行微波法检测时，均需要预先输入烟支各分段预估位置，换言之，采用传统的微波谐振腔进行各分段长度检测类似于是对预判信息的校准过程，如果检测前长度位置信息完全未知，则现有的检测装置无法提供可靠的测量数据。再有，金属材质一般会反射微波，导致相关的微波单元损坏，这也为实际检测应用带来了不便。


技术实现要素：

4.由此，本实用新型旨在提供一种基于图像检测的烟支分段长度测定装置，从而规避微波谐振检测方式的诸多弊端。
5.本实用新型采用的技术方案如下：
6.一种基于图像检测的烟支分段长度测定装置，其中包括：包括轨道台架、第一补光光源、图像采集器、储烟仓以及处理器；
7.所述轨道台架上设有透光材质的烟支轨道，所述烟支轨道用于输送待测烟支样品；
8.用于存放待测烟支样品的所述储烟仓上设有电控出烟门，所述电控出烟门与所述烟支轨道的一端配合连接；
9.所述第一补光光源设置在所述烟支轨道的上方且朝向所述烟支轨道，用于被所述处理器触发输出预设亮度的补光，且补光范围覆盖所述烟支轨道；
10.所述图像采集器设置在所述烟支轨道的下方且与所述第一补光光源的位置相对，所述图像采集器用于拍摄待测烟支样品影像；
11.所述处理器分别与所述电控出烟门、所述第一补光光源、所述图像采集器电信号连接。
12.在其中至少一种可能的实现方式中，所述烟支轨道按预设角度倾斜设置，且所述储烟仓与所述烟支轨道的较高一端连接。
13.在其中至少一种可能的实现方式中，所述储烟仓设有由第一电机驱动的推烟部件，所述第一电机与所述处理器电信号连接。
14.在其中至少一种可能的实现方式中，所述装置还包括与所述处理器电信号连接的光纤传感器，所述光纤传感器安装在所述第一补光光源与所述储烟仓之间，所述光纤传感器用于感应所述烟支轨道上输送的待测烟支样品。
15.在其中至少一种可能的实现方式中，所述装置还包括与所述处理器电信号连接的第二补光光源；
16.所述第二补光光源设置在所述烟支轨道的下方且朝向所述烟支轨道，用于被所述处理器触发输出预设亮度的补光；其中，所述第二补光光源靠近所述图像采集器，或者与所述图像采集器集为一体；
17.并且，所述第二补光光源的亮度弱于所述第一补光光源的亮度。
18.在其中至少一种可能的实现方式中，所述装置还包括废烟仓，所述废烟仓连接在所述烟支轨道远离所述储烟仓的一端。
19.本实用新型的构思在于摒弃了微波谐振腔的传统识别测量方式，而是提出基于图像法对烟支本体各分段处进行长度测定，具体是利用第一补光光源由上而下照射到烟支轨道上传运的待测烟支样品，并由烟支轨道下方的图像采集器捕获补光后的烟支图像，然后再由处理器对补光后的烟支图像进行分段位置识别及长度测定处理，这其中处理器还可以电气调控第一补光光源、图像采集器以及储烟仓出烟等功能，实现对待测烟支样品补光后图像的自动采集。
附图说明
20.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步描述，其中：
21.图1为本实用新型实施例提供的基于图像检测的烟支分段长度测定装置的示意图；
22.图2为本实用新型实施例提供的基于图像检测的烟支分段长度测定装置的较佳方案的示意图。
具体实施方式
23.下面详细描述本实用新型的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。
24.本实用新型提出了基于图像检测的烟支分段长度测定装置的实施参考，结合图1和图2所示，具体包括：轨道台架1、第一补光光源2、图像采集器3、储烟仓4、处理器5。具体地，所述轨道台架1上设有透光材质的烟支轨道10(例如但不限于玻璃等)，所述烟支轨道10用于输送待测烟支样品；所述储烟仓4用于存放待测烟支样品，其上设有电控出烟门41，所述电控出烟门41与所述烟支轨道10的一端配合连接；所述第一补光光源2设置在所述烟支轨道10的上方且朝向所述烟支轨道10，用于被所述处理器5触发输出预设亮度的补光，且较佳地，如图1所示，为了获得相对均匀的补光效果，第一补光光源的照射范围基本可以覆盖
所述烟支轨道10；所述图像采集器3设置在所述烟支轨道10的下方且与所述第一补光光源2的位置相对，所述图像采集器3用于拍摄待测烟支样品影像；所述处理器5分别与所述电控出烟门41、所述第一补光光源2、所述图像采集器3电信号连接(图中未示电连接)。
25.图1示出了一种可参考但非限定的烟支轨道10设置方式，即可以按预设角度(例如但不限于45
°
)倾斜设置，且前述储烟仓4与该倾斜设置的所述烟支轨道10的较高一端连接，并借此形成与烟支轨道10一致的倾斜角度。
26.基于此示例，前述装置实施例的一种较佳的工作方式可借鉴如下：
27.基于成熟的诸如plc、单片机、嵌入式等形式的处理器(在一些优选实施例中，也可以采用具有cpu、硬盘、内存等配置的工控机)可以控制前述电控出烟门开起，以便待测烟支样品由此自身重力从储烟仓滚出，并且在实际操作中，该电控出烟门可以按单支逐个出烟的频率或者某预设的多支连续出烟频率进行控制，具体需要结合后续的轨道运输速率、图像采集器拍摄扫描频率综合设定，对此控制方式本实用新型不做限定。接着，待测烟支样品在倾斜的烟支轨道上向低端滚动输送，本领域技术人员可以理解的是，输送速度与倾斜角度、烟支重量等相关，这同样可以按需设置。再者，处理器可以启动烟支轨道上方的第一补光光源，在实际操作中，可以是通过第一补光光源的控制模块按既定电压电流等触发第一补光光源持续或间歇工作，也即是在待测烟支样品滚动输送过程中，烟支轨道上方的第一补光光源可以按设定参数持续或按需输出预设亮度的补光，因而该第一补光光源可以采用市面上已有的照明设备，更优地，是可以调节亮度参数的照明设备，例如电控闪光灯等。并且，与补光同步地，处理器可以启动烟支轨道下方的图像采集器，并按预设的采样参数，拍摄单张或多张补光后的烟支样品图像。在实际操作中该图像采集器可以选用多种形式，例如但不限于ccd相机等视觉采集设备，以ccd相机为例，可以配置其参数为扫描频率为10hz，分辨率为0.4mm
×
0.4mm。图像采集器将补光后的待测烟支样品图像传输至处理器，接着处理器对待测烟支样品图像进行图像处理，进而根据烟支各分段处具有的显著透光效果，分析出各分段的位置并据此计算各分段的长度，具体的图像处理方式可以不作限定和赘述。
28.而需要补充说明两点：
29.其一、为了便于收集处理检测后的烟支样品，结合图1所示，可以在所述烟支轨道10远离所述储烟仓4的一端设置废烟仓8，其连接所述烟支轨道10的输送出口，由图1示例，该废烟仓8可以结合轨道台架1的具体形状设置在轨道台架1下部，经检测后的烟支可以顺势由烟支轨道10的输送出口掉落至该废烟仓8中。
30.其二、图像采集器的拍摄频率，例如ccd相机的快门速率(也可以是扫描频率)等设置，可以结合待测烟支样品在烟支轨道上的输送速度、烟支轨道的倾斜角度、电控出烟门管控的出烟频率、烟支轨道上存在的待测烟支样品等，进行具体设定。关于出烟频率，本实用新型在一些较佳实施例里提出所述储烟仓4还可以设有由第一电机驱动的推烟部件(例如但不限于采用推烟板或推烟杆等结构)，所述第一电机与所述处理器5电信号连接。也即是，在该较佳实施例中可以由处理器5控制第一电机运行，以实现带动推烟部件将仓内待测烟支样品由电控出烟门41并输出至烟支轨道10上。当然，本领域技术人员可以理解的是，储烟仓4除了可以由第一电机提供输送动力，也可以考虑采用气缸机构，驱动推烟部件往返，以对待测烟支样品进行辅助传输。
31.在前文基础上，结合图2所示，本实用新型进一步提供了一种基于图像检测的烟支
分段长度测定装置的优选实施参考，具体地，该装置还可以包括与所述处理器5电信号连接的光纤传感器7，所述光纤传感器7可安装在所述第一补光光源2与所述储烟仓4之间(例如但不限于可以安装在此区间对应的烟支轨道内壁上)，所述光纤传感器7用于感应所述烟支轨道10上输送的待测烟支样品，也即是利用光电转化原理，当储烟仓4输出一支待测样品后，可经由光纤传感器7感知并将转换的电信号发送至处理器5，以便处理器5根据该光电信号，设置、触发或调控前述相关部件的启闭或参数设定，例如但不限于处理器监测到该光电信号后，触发第一补光光源工作，接着触发图像采集器采集烟支图像，从而避免无谓的持续运行或高频运行带来的能源浪费及设备损耗。
32.基于此构思，本实用新型还进一步考虑到实际检测中，烟支由于其表面的商标、印刷线等，会对图像检测带来一定影响，因此。为消除该误差，可以考虑采取不同亮度的补光，并在不同补光下进行至少两次拍照，进而可以为前述误差因素的比对，提供不同光亮程度下的烟支图像数据支持。由此，在一些较佳实施例中，所述装置还可以包括与所述处理器5电信号连接的第二补光光源6，所述第二补光光源6设置在所述烟支轨道10的下方且朝向所述烟支轨道10，具体地，所述第二补光光源6可以相对靠近所述图像采集器3，或者与所述图像采集器3集为一体，其作用是被所述处理器5触发输出预设亮度的补光，这里需要强调的是，所述第二补光光源6的器件选择可以与第一补光光源2一致，但第二补光光源的亮度要弱于所述第一补光光源2的亮度，本领域技术人员可以理解的是，第一补光光源2可采用强光光源，而第二补光光源可采用弱光光源。这样，结合前文提及的光纤传感器7的监测信号，可以当待测烟支样品通过时切换不同的补光光源，并分别获得不同光源下的烟支图像，以为后续在进行分段检测时滤除掉烟支上的干扰因素提供多种影像参考数据。
33.综上所述，本实用新型的构思在于摒弃了微波谐振腔的传统识别测量方式，而是提出基于图像法对烟支本体各分段处进行长度测定，具体是利用第一补光光源由上而下照射到烟支轨道上传运的待测烟支样品，并由烟支轨道下方的图像采集器捕获补光后的烟支图像，然后再由处理器对补光后的烟支图像进行分段位置识别及长度测定处理，这其中处理器还可以电气调控第一补光光源、图像采集器以及储烟仓出烟等功能，实现对待测烟支样品补光后图像的自动采集。
34.本实用新型实施例中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示单独存在a、同时存在a和b、单独存在b的情况。其中a，b可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项”及其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项或复数项的任意组合。例如，a，b和c中的至少一项可以表示：a，b，c，a和b，a和c，b和c或a和b和c，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
35.以上依据图式所示的实施例详细说明了本实用新型的构造、特征及作用效果，但以上仅为本实用新型的较佳实施例，需要言明的是，上述实施例及其优选方式所涉及的技术特征，本领域技术人员可以在不脱离、不改变本实用新型的设计思路以及技术效果的前提下，合理地组合搭配成多种等效方案；因此，本实用新型不以图面所示限定实施范围，凡是依照本实用新型的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本实用新型的保护范围内。