[發(fā)明專利]煙絲長寬尺寸分布自動檢測方法及檢測系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611076681.5
• 申請日: 2016-11-29
• 公開（公告）號: CN106767429B
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許峰;胡雪舫;葉鴻宇;張建中;胡德亮;范學(xué)忠
• 申請（專利權(quán)）人: 上海煙草集團(tuán)有限責(zé)任公司;北京天地倚創(chuàng)科技有限公司
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02
• 代理公司: 天津才智專利商標(biāo)代理有限公司 12108
• 代理人: 王顕

本發(fā)明公開了一種煙絲長寬尺寸分布自動檢測方法及檢測系統(tǒng)，檢測方法包括：1)將煙絲分離，使其懸浮；2)采集煙絲原始圖像數(shù)據(jù)；3)生成點(diǎn)云數(shù)據(jù)；4)還原煙絲三維模型；5)進(jìn)行聚合、分割，計(jì)算各單個對象的曲率，按一定變化比確定關(guān)鍵點(diǎn)，并計(jì)算關(guān)鍵點(diǎn)的三維距離，得出長、寬數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)煙絲長寬尺寸分布狀況；6)輸出煙絲的長寬尺寸分布圖形。檢測系統(tǒng)，包括依次連接的頂罩、煙絲分離缸、風(fēng)量調(diào)節(jié)缸、送風(fēng)管道、風(fēng)機(jī)，還包括空壓機(jī)、數(shù)控箱以及計(jì)算機(jī)；煙絲分離缸內(nèi)還設(shè)有三維掃描傳感器和氣嘴。本發(fā)明在應(yīng)用后實(shí)現(xiàn)了對煙絲長寬尺寸分布的準(zhǔn)確測量，為煙絲結(jié)構(gòu)的分析提供了一套準(zhǔn)確、快速的檢測系統(tǒng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種煙草行業(yè)煙絲長寬度尺寸分布測量系統(tǒng)，尤其是一種煙絲長寬尺寸分布自動檢測方法及檢測系統(tǒng)。

背景技術(shù)

煙絲尺寸分布狀態(tài)是影響卷煙物理指標(biāo)的主要因素之一，快速準(zhǔn)確的表征煙絲尺寸分布對煙絲加工具有很好的指導(dǎo)意義。現(xiàn)有的煙絲結(jié)構(gòu)檢測多采用煙絲振動分選篩，即將一定質(zhì)量的樣品煙絲均勻分布在若干層不同孔徑的篩網(wǎng)上，通過振動將煙絲分離，之后將所得各種不同結(jié)構(gòu)煙絲的質(zhì)量分別與所取樣品的總質(zhì)量相比，即得到若干種不同結(jié)構(gòu)尺寸煙絲的比例。該方法存在檢測精度較差，分析不夠準(zhǔn)確的問題。專利號為201520677098.4的實(shí)用新型專利公開了一種煙絲長寬度自動測量系統(tǒng)，文獻(xiàn)“基于圖像處理技術(shù)的煙絲檢測系統(tǒng)”公開出基于圖像處理的煙絲結(jié)構(gòu)檢測方法，然而兩者對煙絲分散方面均存在一定的缺陷，尤其對纏繞煙絲無法有效分離，影響了檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種能快速準(zhǔn)確地測量出每根煙絲的長度和寬度值，并能夠分析煙絲尺寸的分布狀態(tài)的煙絲長寬尺寸分布自動檢測方法及檢測系統(tǒng)。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明中的煙絲長寬尺寸分布自動檢測方法包括以下步驟：

1)煙絲分離，在煙絲底部產(chǎn)生持續(xù)風(fēng)力將煙絲吹起，在煙絲的周圍及上端間斷噴射強(qiáng)氣流對煙絲進(jìn)行沖擊，將纏繞的煙絲分離，并使煙絲達(dá)到懸浮狀態(tài)；

2)通過多個三維掃描傳感器從不同角度掃描煙絲，對分散、懸浮狀的煙絲實(shí)現(xiàn)自動多維成像，采集煙絲原始圖像數(shù)據(jù)；

3)通過數(shù)控箱將采集的煙絲原始圖像數(shù)據(jù)傳送至計(jì)算機(jī)并生成點(diǎn)云數(shù)據(jù)；

4)通過點(diǎn)云數(shù)據(jù)還原煙絲三維模型；

5)通過還原的煙絲三維模型進(jìn)行聚合、分割，引入超體體素概念用來定義單位煙絲的特征子，找到相同超體特征并聚合，則可分割出若干單位煙絲對象，聚合、分割后，計(jì)算各單個對象的曲率，按一定變化比確定關(guān)鍵點(diǎn)，并計(jì)算關(guān)鍵點(diǎn)的三維距離，得出長、寬數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)煙絲長寬尺寸分布狀況；

6)數(shù)據(jù)展示，原料煙絲經(jīng)過采集和計(jì)算后，將其點(diǎn)云數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫，由展示系統(tǒng)使通過圖表方式展示統(tǒng)計(jì)、分析的結(jié)果，并輸出煙絲的長寬尺寸分布圖形。

另外，在將點(diǎn)云數(shù)據(jù)還原煙絲三維模型時(shí)，需要進(jìn)行除噪過濾和曲面重建；所述除噪過濾是將在采集的數(shù)據(jù)中出現(xiàn)的非物體反射光數(shù)據(jù)剔除；所述曲面重建是將實(shí)際物體點(diǎn)的坐標(biāo)連接為均勻連續(xù)的曲線，其中曲面重建通過最小二乘法確定每個像素點(diǎn)的法線，并生成凹凸構(gòu)造面后，通過最小三角構(gòu)建平滑表面曲線。

一種用于實(shí)現(xiàn)煙絲長寬尺寸分布自動檢測方法的檢測系統(tǒng)，包括煙絲分離缸、頂罩、風(fēng)量調(diào)節(jié)缸、送風(fēng)管道、風(fēng)機(jī)、空壓機(jī)、數(shù)控箱以及計(jì)算機(jī)；

所述煙絲分離缸上端豎直可拆卸地連通安裝有頂罩，所述頂罩內(nèi)部設(shè)有第一濾網(wǎng)；

所述煙絲分離缸下端豎直可拆卸地連通安裝有風(fēng)量調(diào)節(jié)缸，所述送風(fēng)管道連接在風(fēng)量調(diào)節(jié)缸和風(fēng)機(jī)之間，所述風(fēng)量調(diào)節(jié)缸在數(shù)控箱的控制下能夠調(diào)整進(jìn)入到煙絲分離缸內(nèi)的風(fēng)量大小；

所述煙絲分離缸上端及內(nèi)壁上設(shè)有多個氣嘴，每個所述氣嘴分別通過一軟管與所述空壓機(jī)連通，其中氣嘴在數(shù)控箱和空壓機(jī)的控制下能夠噴射強(qiáng)氣流以將纏繞的煙絲分離；