机器视觉在烟支外观检测中的应用

 随着科技的发展，视觉系统在各个领域也有了一定的发展，采用视觉检测的高性能传感器，在部分关键的、特殊的场合逐渐取代了传统的光电传感器、颜色传感器。目前，随着烟草行业对产品质量的要求越来越严格，烟草设备的部分检测系统中也逐步引入了此类视觉系统。如制丝车间烟叶除杂设备、包装机的小包外观检测、大条外观检测等等。
      随着烟厂对香烟质量、外观要求的进一步加强，对烟支外观检测的需求也显现出来。烟支钢印体现了卷烟的品牌，具有一定的品牌凝聚力和象征性，尤其对于高档香烟，烟支钢印的品牌宣传作用就显得更加重要。因此，针对目前卷烟设备中存在的钢印模糊、图案缺少、位置跑偏、图案及钢号使用错误等质量问题，大树公司开发出基于CCD图像视觉系统的钢印检测装置，用于解决上述问题。
 
设计特点及检测原理 

1 设计特点

1. 采用高速CCD影像视觉传感器，运用AVR高速微型单片机进行控制，从而具有性能稳定、操作简单，安装方便等特点；
2. 本装置是一套高速、高性能、独立的控制系统，可存储32个不同品牌图像，满足每4至6根烟抽检一次的高抽检率；
3. 该装置设计中体现了现场整体性、美观性、不影响操作习惯的思路，将控制箱体安装在原机操作面板与烟丝斗空余空间处，无需另外打孔外挂控制箱体，不但对原机的运行没有任何影响，在外观上也具有统一性。

2 检测原理

      根据PROTOS卷接机电气系统的工作原理，编码器会产生增量、索引两种频率的脉冲，每一单支烟会对应64个脉冲，因此根据编码器产生脉冲可以对烟支钢印进行准确的定位。首先,把标准的钢印图像及所设置检测区域存储于视觉系统中，当机器运行时,根据轴编码器脉冲对盘纸（打过钢印后）进行定点拍照，对当前所拍图像和存储的标准图像进行比较，若像素值、相似度、图像位置坐标（X ,Y）在设置的公差之内，表示此钢印图像合格，否则判为不合格。当连续出现不合格钢印图案时报警停车，等待人工参与解决故障。

2.3 系统图及工作流程图

          图 1 视觉系统外观图(采用高速高性能相机及控制器)

                   图2 为该视觉系统所拍烟支钢印图案

                                              图3 硬件系统图

                                          图4 工作流程图

      先存入正确的图案，读取PROTOS机轴编码器信号，用于跟踪烟支钢印位置，摄像头拍摄盘纸上钢印图案，将拍摄图案与存入的正确图案进行比对，得出结果，当连续出现的坏烟数与设定支数相同时，给出停车报警信号。