一種基于機器視覺剔除煙梗中煙拐的裝置，其特征在于，所述裝置包括振動輸送機(1)、高速皮帶機(2)、剔除系統(3)；其中，剔除系統(3)包括圖像獲取裝置(4)、照明光源(5)、背景光源(6)、圖像處理系統(7)、剔除閥(8)、煙梗通道(9)、煙拐通道(10)；本發明專利技術的有益效果是：可以控制篩子的識別效果；所述高速皮帶機的輸送速度范圍為3m/s～7m/s，并且可變頻調速；通過對二值化圖像進行寬度方向1/4壓縮和高度方向1/2壓縮后，利用篩子方法快速檢測煙拐位置，檢測方法快速、高效、實時性強，可以滿足在線識別剔除的實時性要求。通過調整煙拐平均寬度參數w可以改變篩子的個數，調整剔除效果，彌補了現有純機械剔除技術的不足。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于煙草加工中的物料檢測
，具體涉及在煙梗加工過程中剔除煙 拐的方法。
技術介紹
煙梗即煙葉之粗硬葉脈，是煙絲的主要原料之一，生長在煙桿上支撐著煙葉，是煙 葉的組成部分，約占葉重的25%~30%，而煙拐就是煙葉上煙梗與煙桿的連接部位。經過 打葉風分后的煙梗被加工成粗細、長短不一的條狀物，因此可以說煙拐實際上就是煙梗的 一部分，或者說煙拐必然包括一小段煙梗。煙梗的截面形狀呈近U形狀，行業內一般將其 最大寬度稱為煙梗直徑，煙梗沿長度方向的直徑基本保持一致，條狀煙梗中有一端為煙梗 與煙桿的連接部位的即為行業內通常講的煙拐，也叫梗拐，煙拐在長度方向的直徑逐漸變 寬，呈梯形狀，俗稱大小頭，其兩端的直徑存在明顯的差異，大頭直徑一般大于l〇mm，且約為 小頭直徑的1. 5~2倍。煙拐結構堅硬，趨木質化，潤梗工序中不易潤透，進入壓梗工序會 造成壓輥頻繁堵料，且切絲后不易膨脹，直接影響卷煙產品的質量，因此一般將煙拐視為雜 物，需要剔除。 目前，煙草行業內剔除煙拐的設備均為純機械式，主要有振動篩和滾筒篩兩種型 式，其篩分煙梗和煙拐的原理均基于上述兩者間物理尺寸上的差異，通過篩網孔或一組并 行排列的鋼管間形成的縫隙將煙梗和煙拐篩分開，并通過各自的輸送通道完成分離過程。 存在的問題有兩點，首先是篩網孔或管間縫隙容易堵塞，影響篩分效果，雖然發展至今有些 設備廠家增設了自動清理裝置，但效果仍然不理想；其次是存在過篩和漏篩現象，即不該篩 下來的煙拐被篩下來，而該篩下來煙梗卻沒篩下來，設備不能達到預想的設計要求，主要原 因是煙拐和煙梗的大小、形狀千姿百態，很難用一種固定的網孔或縫隙大小去完全適應，雖 然也有廠家將網孔或縫隙大小設計成可調式的，但實際意義不大。
技術實現思路
本專利技術的目的是解決上述現有技術存在的不足，提出一種基于機器視覺的剔除煙 拐的方法及裝置，以提高煙拐剔除的效果及可靠性。 本專利技術的目的通過以下技術方案實現： -種基于機器視覺剔除煙梗中煙拐的裝置，本專利技術特征在于，所述裝置包括振動 輸送機、與振動輸送機銜接的高速皮帶機、設置在高速皮帶機后段的剔除系統；其中，剔除 系統包括圖像獲取裝置、照明光源、背景光源、圖像處理系統、位于高速皮帶機后端的剔除 閥、煙梗通道、煙拐通道；圖像獲取裝置；其中照明光源與背景光源分別位于物料面的上下 兩側，兩根照明光源分別置于圖像獲取裝置掃描線的左右兩側，并成30~45度傾角聚光在 物料面的掃描線上。 根據上述裝置剔除煙梗中煙拐的方法包括如下步驟： 第一步、煙梗離散：通過振動輸送機的作用首先使煙梗均勻鋪滿槽寬方向，同時在 槽體長度方向得到初步攤鋪，接近單層化狀態；經過初步攤鋪的煙梗進入高速皮帶機后得 到加速，最終使煙梗在帶面上呈現完全離散化狀態； 第二步、采集圖像：經過上述步驟處理后的煙梗，在通過圖像獲取裝置下方時被采 集煙梗原始圖像并傳輸給圖像處理系統； 第三步、圖像處理：采集到的煙梗原始圖像經過二值化和煙拐識別處理后，將剔除 信號發給剔除閥； 第四步、剔除處理：剔除信號通過圖像處理系統發出指令給剔除閥，將混雜在煙梗 中的煙拐剔除，剔除下來的煙拐進入煙拐通道，而煙梗則進入煙梗通道。 其中第三步圖像處理包含以下步驟： a、二值化處理：將原始圖像進行二值化處理得到二值化圖像； b、二值化圖像進行壓縮運算：首先將圖像的行像素數據兩兩進行與運算將圖像壓 縮為1/2,然后將經過首次壓縮的圖像的相鄰兩行和兩列像素數據4個為一組進行合并，將 4個像素數據累加得到一個新的像素數據，這樣數據又壓縮為原來的1/4,經過兩次壓縮運 算后圖像數據壓縮為原二值化圖像的1/8 ;c、對壓縮圖像進行篩子運算：用一個ηΧη的篩子，以一個壓縮后的像素大小為步 長遍歷整個圖像。每移動一步將篩子覆蓋區域內的像素數據累加得到m，比較m和閥值k的 大小，當m多k時，判定該位置為煙拐，將當前位置記錄在剔除控制矩陣表內； d、產生煙拐剔除信號：利用剔除控制矩陣表和剔除閥的位置對應關系，產生煙拐 剔除信號。 本專利技術中ηΧη篩子的個數η可以由公式·向上取整得到，式中w為煙拐的平均 寬度、s為相機的線分辨率，閥值k取η值的0. 8至0. 9倍，所以通過調整w值的大小，可以 控制篩子的識別效果。 本專利技術所述高速皮帶機的輸送速度范圍為3m/s~7m/s，并且可變頻調速。所述 掃描線的長度等于高速皮帶機的皮帶寬度，掃描線與高速皮帶機的出料輥的水平距離B為 10mm~30mm〇 本專利技術通過對二值化圖像進行寬度方向1/4壓縮和高度方向1/2壓縮后，利用篩 子方法快速檢測煙拐位置，檢測方法快速、高效、實時性強，可以滿足在線識別剔除的實時 性要求。通過調整煙拐平均寬度參數w可以改變篩子的個數，調整剔除效果，彌補了現有純 機械剔除技術的不足。【附圖說明】 圖1為本專利技術的結構示意圖； 圖2為本專利技術二值化圖像行像素兩兩與運算示意圖； 圖3為本專利技術二值化圖像兩行和兩列像素合并示意圖； 圖4為本專利技術篩子檢測運算示意圖；圖中1-非煙拐，2-煙拐。【具體實施方式】 下面結合說明書附圖和實施例對本專利技術實施方式進行說明。 見圖1，一種基于機器視覺剔除煙梗中煙拐的裝置，本專利技術特征在于，所述裝置包 括振動輸送機1、與振動輸送機1銜接的高速皮帶機2、設置在高速皮帶機2后段的剔除系 統3 ;其中，剔除系統3包括圖像獲取裝置4、照明光源5、背景光源6、圖像處理系統7、位于 高速皮帶機2后端的剔除閥8、煙梗通道9、煙拐通道10 ;圖像獲取裝置4 ;其中照明光源5 與背景光源6分別位于物料面的上下兩側，兩根照明光源5分別置于圖像獲取裝置4掃描 線的左右兩側，并成30~45度傾角聚光在物料面的掃描線上。 如圖1所示，本專利技術根據上述裝置剔除煙梗中煙拐的方法實施方式包括如下步 驟： 第一步、煙梗離散：通過振動輸送機1的作用首先使煙梗均勻鋪滿槽寬方向，同時 在槽體長度方向得到初步攤鋪，接近單層化狀態；經過初步攤鋪的當前第1頁1 2 本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種基于機器視覺剔除煙梗中煙拐的裝置，其特征在于，所述裝置包括振動輸送機(1)、與振動輸送機(1)銜接的高速皮帶機(2)、設置在高速皮帶機(2)后段的剔除系統(3)；其中，剔除系統(3)包括圖像獲取裝置(4)、照明光源(5)、背景光源(6)、圖像處理系統(7)、位于高速皮帶機(2)后端的剔除閥(8)、煙梗通道(9)、煙拐通道(10)；圖像獲取裝置(4)；其中照明光源(5)與背景光源(6)分別位于物料面的上下兩側，兩根照明光源(5)分別置于圖像獲取裝置(4)掃描線的左右兩側，并成30～45度傾角聚光在物料面的掃描線上。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：楊曉華，張俊榮，李江樂，卯彥，張云，李艷華，楊雄標，楊松，張云東，
申請(專利權)人：云南昆船設計研究院，
類型：發明
國別省市：云南;53
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