[实用新型]基于机器视觉的快速在线纸病检测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于机器视觉的快速在线纸病检测系统。

背景技术

在对纸张高质量要求的前提下，纸病检测在现代造纸生产过程中显得尤为重要。现代造纸机的特点是幅度宽、速度快，幅宽超过10米，速度达到36米/秒。这样靠人工肉眼检测成纸纸病已不可能。人工检测操作速度慢，因此需要大量人力，二来对这种简单和重复的工作，容易遗漏大量的纸病缺陷。而且纸机车速提高后，也面临着纸张出现更多缺陷的风险。最小的纸病尺寸通常小于1mm²，这就使得检测工作更加困难，为了适应这种生产要求，借助于“机器视觉”技术的智能化在线检测技术可以在增加产量的同时，降低劳动强度和劳动费用。更重要的是，通过消除由于人的疲劳造成的失误而获得更高的准确度。

常见的外观纸病有：孔洞、斑点、褶皱、龟裂、透明点、浆斑、纸边裂口等等。从图像处理的角度来看，可以把外观纸病分为高对比度纸病和低对比度纸病，高对比度是指纸病处的灰度值大大超出了背景纹理的正常范围，包括脏斑、粘料、孔洞等等。低对比度纸病也称为微弱纸病，是指纸病处的灰度值与背景纹理差别不大，甚至其灰度值在背景纹理的正常起伏之内，但是由于纸病处的纤维结构发生了变化，致使外观上被认为是微弱纸病，包括半透明、气泡等。

基于机器视觉技术的纸病检测系统采用CCD照相机将被检测的目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号，图像处理系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，如面积、数量、位置、长度，再根据预设的允许度和其他条件输出结果，包括尺寸、角度、个数、合格/不合格、有/无等，实现自动识别功能。

目前国内企业使用的纸病监测系统主要依靠进口设备，瑞士ABB、美国Hnoeywell等公司已经研制出纸病检测系统。其中，ABB是最早研制和开发纸病检测系统的厂家，其最新的纸病检测系统为2008年推出的Web Imaging HDI800。根据查阅的资料显示，牡丹江恒丰纸业引进的Honeywell公司的纸病检测系统运行稳定，控制良好。国内的纸病检测技术研究处于成长阶段，浙江大学双元公司于2004年推出了SYWIS3000纸病检测分选系统，是国内第一个自行开发的纸病检测系统，尚未见到有关系统及技术方案和使用情况的报道。

实用新型内容

本实用新型就是为解决上述问题，提供了一种基于机器视觉的快速在线纸病检测系统，该系统能够准确地检出并识别高速运动中纸页的缺陷，包括直径0.5mm以上的孔洞、脏/污点、水滴/油滴印记、破损、褶皱、刮痕、暗斑、亮斑、边缘破损等常见缺陷。同时系统具有图像显示、实时报警、质量报告表打印、纸病剔除、设备故障诊断等功能。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种基于机器视觉的快速在线纸病检测系统，它包括至少一台图像采集装置，图像采集装置设置在纸辊上方，图像采集装置还设有相配合的可调节照明光源；图像采集装置与图像处理计算机连接，图像处理计算机与后台数据分析与管理服务器连接，同时，在纸辊的辊轴上还安装有至少一个高速旋转编码器，高速旋转编码器也与后台数据分析与管理服务器连接。

所述图像采集装置为工业用高精度线阵扫描式CCD摄像机。

所述可调节照明光源为可调节LED照明光源。

本实用新型中高精度线阵扫描式CCD摄像机安装在造纸机的上部，每台摄象机的读取速度20,000次/秒(或40,000)，纸机纵向纸病检测最小分辨率可达0.3mm(取决于纸机速度和摄像头个数)。在纸幅下部适当高度安装超高亮LED照明光源。光线可透射纸张或是反射纸面，这取决于纸病的检测项目及成纸厚度。摄象机CCD线阵对纸幅进行逐行扫描，通过高性能图像处理计算机生成实时的动态检测图像。后台数据分析与管理服务器功能主要是对造纸生产线的在线检测的缺陷数据进行整理分析，形成高效的缺陷数据库，为以后对产品质量跟踪分析等作数据资料存档，并且实时监控造纸生产线运行情况，实时更新缺陷数据显示，当缺陷达到报警标准及时报警。

本实用新型的有益效果是：结构简单，检测精度高，速度快。

附图说明

图1检测系统结构示意图。

其中，1.图像采集装置，2.纸辊，3.可调节照明光源，4.图像处理计算机，5.后台数据分析与管理服务器，6.高速旋转编码器。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型做进一步说明。