基于機器視覺技術(shù)的煙支缺支檢測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于機器視覺技術(shù)的煙支缺支檢測系統(tǒng)，包括控制器、光電傳感器、攝像頭、數(shù)據(jù)緩存器、LED驅(qū)動電路、LED光源、通信模塊、移動終端和分揀執(zhí)行裝置；光電傳感器與控制器連接，用于檢測煙支包裝盒是否進入檢測區(qū)域；攝像頭通過數(shù)據(jù)緩存器連接控制器，用于采集進入檢測區(qū)域的煙支包裝圖像；LED光源通過LED驅(qū)動電路連接控制器，在控制器的控制下進行照明；分揀執(zhí)行裝置與控制器連接，在控制器的控制下剔除缺支的煙支包裝盒；通信模塊與控制器連接，用于與移動終端進行通信。本實用新型提供的基于機器視覺技術(shù)的煙支缺支檢測系統(tǒng)，通過圖像的實時采集實現(xiàn)了煙支缺支的自動檢測，系統(tǒng)簡單，可靠性高。
【專利說明】
基于機器視覺技術(shù)的煙支缺支檢測系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及機器視覺技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于機器視覺技術(shù)的煙支缺支檢測系統(tǒng)?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]最初的新產(chǎn)品上市比較容易引起卷煙企業(yè)對其質(zhì)量的重視，但經(jīng)過上市后一段時間，產(chǎn)品質(zhì)量的不穩(wěn)定狀況就容易凸顯。這包括產(chǎn)品的外觀質(zhì)量缺陷和產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量缺陷。產(chǎn)品的外觀質(zhì)量缺陷表現(xiàn)在煙支重量偏差、吸阻超標、煙支端部爆口、掉頭等現(xiàn)象，這些外觀上的缺陷繼而又直接影響了產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量，這種內(nèi)在質(zhì)量表現(xiàn)在:主流煙氣指標出現(xiàn)偏差、感官質(zhì)量下降。由此可見，卷煙的外觀質(zhì)量在新產(chǎn)品研發(fā)中格外重要。
[0003]空頭和缺支是卷煙包裝中常見的生產(chǎn)缺陷。所謂空頭即煙支中煙絲不飽滿，在頂部形成空凹，國標GB/T22838中對煙支空頭的界定是煙絲表面空凹大于1mm即為空頭。缺支是指在煙支包裝過程中，煙支的裝入量小于規(guī)定煙包的數(shù)量。空頭和缺支都屬于生產(chǎn)質(zhì)量問題，應(yīng)在包裝檢驗的過程中加以剔除。目前，煙廠大多采用機械式、紅外光電檢測式的自動檢測系統(tǒng)，這些系統(tǒng)結(jié)構(gòu)大多非常復(fù)雜，系統(tǒng)維護成本及故障率較高?！緦嵱眯滦蛢?nèi)容】
[0004]本實用新型所要解決的是采用機械式、紅外光電檢測式系統(tǒng)檢測煙支缺支系統(tǒng)維護成本高、故障率高的問題。
[0005]本實用新型通過下述技術(shù)方案實現(xiàn):
[0006]—種基于機器視覺技術(shù)的煙支缺支檢測系統(tǒng)，包括控制器、光電傳感器、攝像頭、 數(shù)據(jù)緩存器、LED驅(qū)動電路、LED光源、通信模塊、移動終端以及分揀執(zhí)行裝置;所述光電傳感器與所述控制器連接，用于檢測煙支包裝盒是否進入檢測區(qū)域;所述攝像頭通過所述數(shù)據(jù)緩存器連接所述控制器，用于采集進入檢測區(qū)域的煙支包裝圖像;所述LED光源通過所述 LED驅(qū)動電路連接所述控制器，在所述控制器的控制下進行照明；所述分揀執(zhí)行裝置與所述控制器連接，在所述控制器的控制下剔除缺支的煙支包裝盒;所述通信模塊與所述控制器連接，用于與所述移動終端進行通信。
[0007]可選的，所述攝像頭為CMOS攝像頭。
[0008]可選的，所述基于機器視覺技術(shù)的煙支缺支檢測系統(tǒng)還包括與所述控制器連接的顯示裝置。通過設(shè)置顯示裝置，可以顯示檢測出的缺支的煙支包裝盒數(shù)量等信息，便于煙支生產(chǎn)過程管控。
[0009]可選的，所述顯示裝置為液晶顯示器。
[0010]可選的，所述通信模塊為GPRS通信模塊。[0011 ] 可選的，所述LED驅(qū)動電路包括第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、NPN三極管、光耦、第一電容、第二電容以及MAX 16800集成電路;所述第一電阻的一端接收第一電源電壓，所述第一電阻的另一端連接所述第三電阻的一端和所述NPN三極管的集電極，所述NPN三極管的基極連接所述第二電阻的一端，所述第二電阻的另一端連接所述控制器，所述第三電阻的另一端連接所述光耦的第一輸入端，所述光耦的第一輸出端連接所述第一電容的一端和MAX16800集成電路的第2引腳并接收第二電源電壓，所述光耦的第二輸出端連接所述第四電阻的一端和MAX16800集成電路的第15引腳，所述第二電容的一端連接MAX16800集成電路的第11引腳，MAX16800集成電路的第1引腳連接LED光源的陽極， MAX 16800集成電路的第9引腳連接LED光源的陰極和第五電阻的一端，所述NPN三極管的發(fā)射極、所述光耦的第二輸入端、所述第一電容的另一端、所述第四電阻的另一端、所述第二電容的另一端、MAX16800集成電路的第12引腳、第五電阻的另一端以及MAX16800集成電路的第10引腳接地。
[0012]為了抑制圖像中不需要的部分，突現(xiàn)目標區(qū)域的重要特征，照明是圖像采集過程中的重要部分。由于包裝流水線所在環(huán)境背景較為復(fù)雜，對檢測影響較大，因此在系統(tǒng)中采用高亮度LED光源作為背景光補償。并且，系統(tǒng)中利用MAX16800集成電路作為光源恒流驅(qū)動芯片，保證了背光光源的穩(wěn)定性。進一步，通過采用NPN三極管對控制器的控制信號進行電流放大，可以增大驅(qū)動電路的驅(qū)動能力。
[0013]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點和有益效果:
[0014]本實用新型提供的基于機器視覺技術(shù)的煙支缺支檢測系統(tǒng)，通過光電傳感器檢測煙支包裝盒是否進入檢測區(qū)域，在煙支包裝盒進入檢測區(qū)域后，攝像頭采集進入檢測區(qū)域的煙支包裝圖像，采集的圖像經(jīng)數(shù)據(jù)緩存器緩存后發(fā)送至控制器，由控制器判斷煙支是否缺支，在存在缺支時控制分揀執(zhí)行裝置剔除缺支的煙支包裝盒。本實用新型提供的檢測系統(tǒng)通過圖像的實時采集實現(xiàn)了煙支缺支的自動檢測，系統(tǒng)簡單，可靠性高?！靖綀D說明】
[0015]此處所說明的附圖用來提供對本實用新型實施例的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，并不構(gòu)成對本實用新型實施例的限定。在附圖中:
[0016]圖1是本實用新型實施例的基于機器視覺技術(shù)的煙支缺支檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2是本實用新型實施例的LED驅(qū)動電路的電路圖。【具體實施方式】
[0018]為使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結(jié)合實施例和附圖， 對本實用新型作進一步的詳細說明，本實用新型的示意性實施方式及其說明僅用于解釋本實用新型，并不作為對本實用新型的限定。實施例
[0019]圖1是本實用新型實施例的基于機器視覺技術(shù)的煙支缺支檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，所述基于機器視覺技術(shù)的煙支缺支檢測系統(tǒng)包括控制器10、光電傳感器11、攝像頭12、 數(shù)據(jù)緩存器13、LED驅(qū)動電路14、LED光源15、通信模塊18、移動終端20以及分揀執(zhí)行裝置16。
[0020]具體地，所述光電傳感器11與所述控制器10連接，用于檢測煙支包裝盒是否進入檢測區(qū)域。光電傳感器可以采用BF3R型光纖放大器，當煙支包裝盒進入檢測區(qū)域時，光纖放大器輸出低電平，系統(tǒng)開始圖像采集。所述攝像頭12通過所述數(shù)據(jù)緩存器13連接所述控制器10,用于采集進入檢測區(qū)域的煙支包裝圖像。在本實施例中，所述攝像頭12可以為CMOS攝像頭。例如，可以采用0V7620型號的CMOS攝像頭。如果直接將所述攝像頭12與所述控制器10 連接，對所述控制器10的要求極高。因而本實施例利用了 FIFO圖像緩存技術(shù)，在所述攝像頭 12和所述控制器10之間設(shè)置所述數(shù)據(jù)緩存器13。所述數(shù)據(jù)緩存器可以采用AL422B集成電路，AL422B集成電路將所述攝像頭12采集的數(shù)據(jù)通過時序轉(zhuǎn)換存儲到AL422B中，然后通過所述控制器10讀取緩存的圖像數(shù)據(jù)。所述LED光源15通過所述LED驅(qū)動電路14連接所述控制器10,在所述控制器10的控制下進行照明。所述分揀執(zhí)行裝置16與所述控制器10連接，在所述控制器10的控制下剔除具有缺支的煙支包裝盒。所述分揀執(zhí)行裝置16的結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有技術(shù)中相同，例如可以為機械手、高壓氣槍等。所述控制器10用于控制所述攝像頭12、所述LED驅(qū)動電路14以及所述分揀執(zhí)行裝置16工作，并分析所述攝像頭12采集的圖像，在采集的煙支包裝盒圖像中發(fā)現(xiàn)煙支缺支時控制所述分揀執(zhí)行裝置16剔除具有缺支的煙支包裝盒。本領(lǐng)域技術(shù)人員知曉如何對所述攝像頭12采集的圖像進行分析提取，在此不再贅述。在本實施例中，所述控制器10可以選用NXP公司的LPC2368集成電路。LPC2368集成電路是基于 ARM7TDMI內(nèi)核的微控制器，其內(nèi)部集成了58 KB的RAM、512 KB的R0M、USB2.0控制器、高速 AD/DA轉(zhuǎn)換器等，并有豐富的I/O管腳。所述通信模塊18與所述控制器10連接，用于與所述移動終端20進行通信。在本實施例中，所述通信模塊18可以為GPRS通信模塊，所述移動終端20 可以為手機。通過設(shè)置所述通信模塊18和所述移動終端20,所述控制器10可以將檢測出的缺損煙支數(shù)量發(fā)送至所述移動終端20,便于生產(chǎn)管理人員遠程監(jiān)控。
[0021]進一步，本實施例的檢測系統(tǒng)還可以包括與所述控制器10連接的顯示裝置17以及上位機19。所述顯示裝置17可以為液晶顯示器，可以顯示剔除具有缺支的煙支包裝盒的數(shù)量等信息。所述控制器10可以通過USB接口與所述上位機19連接，通過USB接口傳輸數(shù)據(jù)給所述上位機19處理。
[0022]圖2是所述LED驅(qū)動電路14的一種具體電路圖，所述LED驅(qū)動電路14包括第一電阻 R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、NPN三極管Q1、光耦21、第一電容C1、 第二電容C2以及MAX16800集成電路。[〇〇23] 具體地，所述第一電阻R1的一端接收第一電源電壓VDD1，所述第一電阻R1的另一端連接所述第三電阻R3的一端和所述NPN三極管Q1的集電極，所述NPN三極管Q1的基極連接所述第二電阻R2的一端，所述第二電阻R2的另一端連接所述控制器10,所述第三電阻R3的另一端連接所述光耦21的第一輸入端，所述光耦21的第一輸出端連接所述第一電容C1的一端和MAX16800集成電路的第2引腳并接收第二電源電壓VDD2,所述光耦21的第二輸出端連接所述第四電阻R4的一端和MAX16800集成電路的第15引腳，所述第二電容C2的一端連接 MAX16800集成電路的第11引腳，MAX16800集成電路的第1引腳連接LED光源的陽極， MAX16800集成電路的第9引腳連接LED光源的陰極和第五電阻R5的一端，所述NPN三極管Q1 的發(fā)射極、所述光耦21的第二輸入端、所述第一電容C1的另一端、所述第四電阻R4的另一端、所述第二電容C2的另一端、MAX16800集成電路的第12引腳、第五電阻R5的另一端以及 MAX16800集成電路的第10引腳接地。所述LED光源包括至少一個串聯(lián)的LED，所述第一電源電壓VDD1為5V，所述第二電源電壓VDD2為12V。
[0024]以上所述的【具體實施方式】，對本實用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實用新型的【具體實施方式】而已，并不用于限定本實用新型的保護范圍，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種基于機器視覺技術(shù)的煙支缺支檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括控制器、光電傳感 器、攝像頭、數(shù)據(jù)緩存器、LED驅(qū)動電路、LED光源、通信模塊、移動終端以及分揀執(zhí)行裝置；所述光電傳感器與所述控制器連接，用于檢測煙支包裝盒是否進入檢測區(qū)域；所述攝像頭通過所述數(shù)據(jù)緩存器連接所述控制器，用于采集進入檢測區(qū)域的煙支包裝 圖像；所述LED光源通過所述LED驅(qū)動電路連接所述控制器，在所述控制器的控制下進行照 明；所述分揀執(zhí)行裝置與所述控制器連接，在所述控制器的控制下剔除缺支的煙支包裝 盒；所述通信模塊與所述控制器連接，用于與所述移動終端進行通信。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于機器視覺技術(shù)的煙支缺支檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述攝 像頭為CMOS攝像頭。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于機器視覺技術(shù)的煙支缺支檢測系統(tǒng)，其特征在于，還包括 與所述控制器連接的顯示裝置。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于機器視覺技術(shù)的煙支缺支檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述顯 示裝置為液晶顯示器。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于機器視覺技術(shù)的煙支缺支檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述通 信模塊為GPRS通信模塊。6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項所述的基于機器視覺技術(shù)的煙支缺支檢測系統(tǒng)，其特征在 于，所述LED驅(qū)動電路包括第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、NPN三極管、 光耦、第一電容、第二電容以及MAX16800集成電路；所述第一電阻的一端接收第一電源電壓，所述第一電阻的另一端連接所述第三電阻的 一端和所述NPN三極管的集電極，所述NPN三極管的基極連接所述第二電阻的一端，所述第 二電阻的另一端連接所述控制器，所述第三電阻的另一端連接所述光耦的第一輸入端，所 述光耦的第一輸出端連接所述第一電容的一端和MAX16800集成電路的第2引腳并接收第二 電源電壓，所述光耦的第二輸出端連接所述第四電阻的一端和MAX16800集成電路的第15引 腳，所述第二電容的一端連接MAX16800集成電路的第11引腳，MAX16800集成電路的第1引腳 連接LED光源的陽極，MAX16800集成電路的第9引腳連接LED光源的陰極和第五電阻的一端， 所述NPN三極管的發(fā)射極、所述光耦的第二輸入端、所述第一電容的另一端、所述第四電阻 的另一端、所述第二電容的另一端、MAX16800集成電路的第12引腳、第五電阻的另一端以及 MAX16800集成電路的第10引腳接地。
【文檔編號】G01N21/88GK205581014SQ201620392044
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年5月4日
【發(fā)明人】張楠, 張牧言
【申請人】成都貝森偉任科技有限責任公司