[發明專利]一種采用灰度差異法基于機器視覺的卷煙飛灰檢測裝置及檢測方法

有效

• 申請號: 202010976173.2
• 申請日: 2020-09-16
• 公開（公告）號: CN112085806B
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 鄭晗;詹建波;王浩;余振華;李賡;張瑩;王濤;程量;余婷婷;丁海燕;王旭;謝姣;李利偉;孔令漢;姜黎;楊帥
• 申請（專利權）人: 云南中煙工業有限責任公司
• 主分類號: G06T7/90
• 分類號: G06T7/90;G06T7/62;G06T7/292;G06T7/254;G06T7/00;G01N31/12
• 代理公司: 北京市領專知識產權代理有限公司 11590
• 代理人: 鐘華;任永利

1.一種基于機器視覺的卷煙飛灰檢測裝置，其特征在于，其包括仿真人體抽吸動作機械手（1）、卷煙夾持器（2）、煙支抽吸管（3）、彈灰機構（4）、圖像采集裝置（5）和圖像處理裝置（6）；

仿真人體抽吸動作機械手（1）工作端處固定連接有卷煙夾持器（2）；

卷煙夾持器（2）與煙支抽吸管（3）相連；

彈灰機構（4）單獨設于仿真人體抽吸動作機械手（1）外側；

圖像采集裝置（5）也安裝在仿真人體抽吸動作機械手（1）工作端；

圖像處理裝置（6）與圖像采集裝置（5）相連；

所述的仿真人體抽吸動作機械手（1）用于模擬人體抽煙動作；

所述的卷煙夾持器（2）用于夾持不同圓周的卷煙；

所述的煙支抽吸管（3）連接抽吸氣缸，用于抽吸卷煙；

所述的彈灰機構（4）用于仿真抽吸過程中點彈卷煙，以點彈煙灰；

所述的圖像采集裝置（5）用于同步采集卷煙在抽吸過程中卷煙燃燒灰柱圖像；

所述的圖像處理裝置（6）用于對所述的圖像采集裝置（5）在仿真抽吸過程中同步采集到的卷煙燃燒灰柱圖像進行對比分析，對比不進行彈灰條件下的圖像，通過圖像中卷煙燃燒灰柱灰度的差異，來判斷是否出現了飛灰，如兩張卷煙燃燒灰柱圖像中卷煙燃燒灰柱灰度有差異，則判斷出現飛灰，根據兩張卷煙燃燒灰柱圖像中卷煙燃燒灰柱灰度的差異值來計算飛灰量；

其中，對比的兩張卷煙燃燒灰柱圖像之間不存在彈灰動作。

2.根據權利要求1所述的基于機器視覺的卷煙飛灰檢測裝置，其特征在于，圖像采集裝置（5）包括N個攝像頭，N≥2。

3.根據權利要求1所述的基于機器視覺的卷煙飛灰檢測裝置，其特征在于，彈灰機構（4）包括位于所述仿真人體抽吸動作機械手（1）外側的彈煙支架（7），安裝于彈煙支架（7）上的驅動電機（8），設置于驅動電機（8）輸出端的拔桿（9），以及安裝于彈煙支架（7）上用于扶正卷煙的、具有凹槽的支撐板（10）。

4.根據權利要求1所述的基于機器視覺的卷煙飛灰檢測裝置，其特征在于，仿真人體卷煙抽吸動作時，采用ISO、FTC、Massachusetts或加拿大深度抽吸模式。

5.根據權利要求1所述的基于機器視覺的卷煙飛灰檢測裝置，其特征在于，圖像處理裝置（6）在判斷出現飛灰后，基于設定檢測樣品燃燒灰柱的長度，對檢測樣品的飛灰面積進行統計。

6.一種采用灰度差異法基于機器視覺的卷煙飛灰檢測方法，采用權利要求1~5任意一項所述的基于機器視覺的卷煙飛灰檢測裝置進行測定，其特征在于，包括如下步驟：

步驟（1），將卷煙夾持在卷煙夾持器（2）上，調整卷煙夾持器（2）和圖像采集裝置（5）的位置，使得整支卷煙在圖像采集裝置（5）的攝像頭采集的畫面中；

步驟（2），點燃卷煙夾持器（2）上的卷煙，通過圖像采集裝置（5）實時采集卷煙在仿真抽吸過程中的圖像，并將采集的圖像傳給圖像處理裝置（6）；

步驟（3），圖像處理裝置（6）對接收到的圖像進行條件篩選后，對比不進行彈灰條件下的圖像，通過圖像中卷煙燃燒灰柱灰度的差異，來判斷是否出現了飛灰，如果兩張卷煙燃燒灰柱圖像中卷煙燃燒灰柱灰度有差異，則判斷出現飛灰，根據兩張卷煙燃燒灰柱圖像中卷煙燃燒灰柱的灰度存在差異的面積計算卷煙燃燒灰柱中出現飛灰的面積。

7.根據權利要求6所述的采用灰度差異法基于機器視覺的卷煙飛灰檢測方法，其特征在于，步驟（3）的計算方法為：

（31）先對前后兩張卷煙燃燒灰柱圖像進行灰度化處理；

（32）將后張卷煙燃燒灰柱圖像B減去前張卷煙燃燒灰柱圖像A得到相減圖像C，過濾掉灰度差值小于a的部分，剩余部分則為后張卷煙燃燒灰柱圖像B相對于前張卷煙燃燒灰柱圖像A出現飛灰的面積；

（33）按照上述步驟（32）對不同圖像采集裝置（5）采集的前后卷煙燃燒灰柱圖像進行處理，并累加每組前后圖像得到的出現飛灰的面積，得到相對于采集前張圖像時的卷煙燃燒灰柱，采集后張圖像時的卷煙燃燒灰柱上出現飛灰的總面積。