[發明專利]一種基于CIS圖像采集的條煙分揀檢測系統和方法

在審

• 申請號: 201710338029.4
• 申請日: 2017-05-15
• 公開（公告）號: CN107169961A
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發明（設計）人: 尤新革;夏北浩;周衛東;沈釗;劉鑫
• 申請（專利權）人: 中煙追溯（北京）科技有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務所(普通合伙)42224
• 代理人: 方可

技術領域

本發明涉及工業檢測領域，尤其涉及一種基于CIS(Contact Image Sensor，接觸式圖像傳感器)圖像采集單元的條煙分揀檢測系統和方法。

背景技術

我國煙草行業一直實行“統一領導、垂直管理、專營專賣”的制度。煙草的物流網絡支撐著全國煙草從生產到零售和消費的整個進程。在煙草流通的過程中，起始于各個卷煙廠，各種類卷煙匯聚于煙草配送中心，之后批發至零售商，最后進入消費者手中。

卷煙分揀作為整個煙草流通過程中最復雜的環節，其職能是按客戶下達的訂單分揀出相應數量和種類的卷煙。卷煙分揀方式主要包括手工分揀、半自動分揀和自動分揀。手工分揀是基于零售戶訂單需求，用手工進行揀選、配貨的一種分揀方式。由于人力成本高、勞動強度大、分揀效率低，人工分揀目前只在一些偏遠地區有應用。自動分揀是為了滿足超大規模的配送分揀要求、將訂單數據進行系統分析研究，采用不同的條煙分揀設備進行高效處理的一種卷煙分揀方式。由于分揀系統復雜、造價高、系統維護難度大、運行成本高，自動分揀目前沒有推廣。半自動分揀是指利用計算機信息處理技術、自動控制技術與自動化設備配合，非關鍵工序使用作業人員，將訂單需求和條煙揀選處理的分揀方式。由于分揀速度快，人力成本低，半自動分揀方式現在普遍被使用。首先人工將各種類條煙放在分揀機中(一個分揀機只分揀同一種條煙)，然后根據客戶訂單分揀條煙，然后通過傳送裝置進行傳送到最后的封裝。如：客戶訂單為：10條黃鶴樓、5條中華、8條芙蓉王，則對應這三種條煙的分揀機分揀出相應數量的條煙到傳送裝置上，通過傳送裝置進行傳送到最后的封裝。由于分揀機和傳輸裝置的傳輸速率問題，可能會導致訂單與分揀產品不符的問題。因此研究出準確穩定的條煙分揀檢測系統和方法是很有必要的。

發明內容

針對現有技術的缺陷，本發明的目的在于提供一種基于CIS圖像采集的條煙分揀檢測檢測系統和方法，旨在解決條煙分揀過程中訂單與分揀產品不符的問題。

本發明提供了一種基于CIS圖像采集的條煙分揀檢測系統，包括：傳送裝置、圖像采集裝置、數據處理模塊和顯示裝置；圖像采集裝置位于所述傳送裝置的正上方，且圖像采集裝置與數據處理模塊連接；當條煙通過傳送裝置進行運輸且當條煙經過圖像采集裝置下方時，圖像采集裝置對條煙進行圖像采集，并將圖像傳輸給數據處理模塊，數據處理模塊對其進行分析檢測。

更進一步地，圖像采集裝置包括：三個CIS圖像采集單元和兩個條形光源，第一CIS圖像采集單元設置在傳送裝置的正上方，第二CIS圖像采集單元和第三CIS圖像采集單元分別設置在傳送裝置的兩側，第一CIS圖像采集單元兩側各安裝有一個條形光源，用于使得被采集的條煙的圖像亮度均勻，第一CIS圖像采集單元用于采集條煙上表面的圖像；第二CIS圖像采集單元和第三CIS圖像采集單元分別用于采集條煙兩個側面的圖像。

更進一步地，三個CIS圖像采集單元結構相同，均包括：FPGA模塊，分別與所述FPGA模塊連接的CIS圖像采集模塊、模數轉換模塊、存儲模塊、采集速度匹配模塊和圖像輸出模塊，以及用于提供工作電源的電源模塊；CIS圖像采集模塊用于對條煙進行圖像采集并輸出一系列模擬數據；所述模數轉換模塊用于將模擬數據轉化為數字信號；所述FPGA模塊用于實現整個系統的時序控制；所述采集速度匹配模塊用于根據傳送裝置的傳送速度調整CIS圖像模塊采集圖像速率；所述存儲模塊用于緩存采集到的數字圖像數據；所述圖像輸出模塊用于將采集到的條煙圖像發送給所述數據處理模塊。

本發明還提供了一種基于CIS圖像采集的條煙分揀檢測方法，包括下述步驟：

S1：通過CIS圖像采集單元對條煙進行圖像采集；

S2：對采集的條煙圖像進行處理，獲得條煙圖像的特征；

S3：根據所述條煙圖像的特征和條煙標志圖像數據庫確定條煙的種類和數量；

S4：根據條煙的種類和數量判斷分揀條煙是否與原有訂單相符，并顯示結果。

更進一步地，條煙標志圖像數據庫的建立具體包括：

(1.1)利用CCD相機采集條煙標志并獲得條煙標志圖像；

(1.2)利用形態學方法對條煙標志圖像進行處理，獲得條煙標志輪廓圖像；

(1.3)利用圖像金字塔方法對條煙標志輪廓圖像進行處理，獲得條煙標志特征集；所述條煙標志特征集包含不同種類的條煙的標志；

(1.4)對條煙標志特征集進行標記。

更進一步地，步驟(1.3)具體為：

(1.31)將條煙標志輪廓圖像進行灰度化處理，獲得條煙標志輪廓灰度圖像；