[发明专利]一种基于机器视觉剔除烟梗中烟拐的方法及装置

权利要求书

1.一种基于机器视觉剔除烟梗中烟拐的装置，其特征在于，所述装置包括振动输送机(1)、与振动输送机(1)衔接的高速皮带机(2)、设置在高速皮带机(2)后段的剔除系统(3)；其中，剔除系统(3)包括图像获取装置(4)、照明光源(5)、背景光源(6)、图像处理系统(7)、位于高速皮带机(2)后端的剔除阀(8)、烟梗通道(9)、烟拐通道(10)；图像获取装置(4)；其中照明光源(5)与背景光源(6)分别位于物料面的上下两侧，两根照明光源(5)分别置于图像获取装置(4)扫描线的左右两侧，并成30～45度倾角聚光在物料面的扫描线上。

2.根据权利要求书1所述装置的一种基于机器视觉剔除烟梗中烟拐的方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步、烟梗离散：通过振动输送机(1)的作用首先使烟梗均匀铺满槽宽方向，同时在槽体长度方向得到初步摊铺，接近单层化状态；经过初步摊铺的烟梗进入高速皮带机(2)后得到加速，最终使烟梗在带面上呈现完全离散化状态；

第二步、采集图像：经过上述步骤处理后的烟梗，在通过图像获取装置(4)下方时被采集烟梗原始图像并传输给图像处理系统(7)；

第三步、图像处理：采集到的烟梗原始图像经过二值化和烟拐识别处理后，将剔除信号发给剔除阀(8)；

第四步、剔除处理：剔除信号通过图像处理系统(7)发出指令给剔除阀(8)，将混杂在烟梗中的烟拐剔除，剔除下来的烟拐进入烟拐通道(10)，而烟梗则进入烟梗通道(9)；

其中第三步图像处理包含以下步骤：

a、二值化处理：将原始图像进行二值化处理得到二值化图像；

b、二值化图像进行压缩运算：首先将图像的行像素数据两两进行与运算将图像压缩为1/2，然后将经过首次压缩的图像的相邻两行和两列像素数据4个为一组进行合并，将4个像素数据累加得到一个新的像素数据，这样数据又压缩为原来的1/4，经过两次压缩运算后图像数据压缩为原二值化图像的1/8；

c、对压缩图像进行筛子运算：用一个n×n的筛子，以一个压缩后的像素大小为步长遍历整个图像。每移动一步将筛子覆盖区域内的像素数据累加得到m，比较m和阀值k的大小，当m≥k时，判定该位置为烟拐，将当前位置记录在剔除控制矩阵表内；其中n×n筛子的个数n可以由公式：向上取整得到，式中w为烟拐的平均宽度、s为相机的线分辨率，阀值k取n值的0.8至0.9倍；

d、产生烟拐剔除信号：利用剔除控制矩阵表和剔除阀的位置对应关系，产生烟拐剔除信号。

3.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉剔除烟梗中烟拐的方法及装置，其特征在于，所述高速皮带机(2)的输送速度范围为3m/s～7m/s，采用可变频调速。

4.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉剔除烟梗中烟拐的方法及装置，其特征在于，所述扫描线的长度等于高速皮带机(2)的皮带宽度，扫描线与高速皮带机(2)的出料辊的水平距离B为10mm～30mm。