[发明专利]一种用于检测纸张双面缺陷的纸病检测系统及检测方法

说明书

本发明提供了一种用于检测纸张双面缺陷的检测系统及检测方法，包括图像采集硬件装置、FPGA数据预处理系统以及上位机。图像采集硬件装置包含有两排线阵CCD相机，分别对纸张的上表面和下表面纸张图像进行实时采集，每个线性CCD相机连接一块FPGA数据预处理系统，FPGA数据预处理系统模块用于对纸张图像进行预处理，提取出纸病区域图像数据，最终只将纸病区域图像发送至上位机做进一步处理，从而有效的减轻了上位机的数据处理负担，提高了整个纸病检测系统的实时性和鲁棒性。

技术领域

本发明涉及纸张缺陷检测技术领域，具体为一种用于检测纸张双面缺陷的纸病检测系统及检测方法。

背景技术

伴随着工业自动化4.0时代的到来，工业自动化技术这几年不断革新进步，如今的造纸生产线的纸机生产速度越来越快，达到了30m/s，纸张幅度超过9米。在生产过程中，由于设备磨损、生产原料或环境污染、操作不慎等原因，会造成一些褶皱、裂口、孔洞、污点等外观纸张缺陷，俗称纸病。在实际生产中，实时准确判断某一纸病的类型并反溯病源，对于纸张生产质量的监控有重要意义。

纸病一般会随机分布在纸张上，而纸张的双面均有可能出现纸病，大多数情况下根据纸张生产质量要求，需要同时检测出纸张正面和背面的所有纸病，这就对在线纸病检测系统提出了更高的要求。

目前的纸病在线检测系统只能单次检测出纸张的单个表面上的纸病，如果需要同时检测纸张正面和背面的纸病，则需要同时配置两套纸病检测系统，首先利用第一套纸病检测系统对纸张的正面进行检测，然后采用第二套纸病检测系统对纸张的背面进行检测。很显然，这种处理方式存为了检测纸张的正面和背面纸病，需要额外增加一整套纸病检测系统，一方面增加了生产成本，浪费了大量资源，另一方面也增加了整个检测系统的复杂程度，对系统的维护带来了很大的困难。

因此，为了提高纸病在线检测系统的自动化程度和智能化，应对更复杂的工业生产需求，对具有双面缺陷检测功能的纸病在线检测系统研究具有重要意义。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种成本较低、结构简单、能够同时对纸张双面的缺陷进行检测的在线纸病检测系统。该在线纸病检测系统可以根据纸张幅度灵活调整相机的数量，主要用于对纸张双面纸病进行检测的场合，另外也可以根据生产要求对系统进行裁剪，减少相机组以满足单面纸病检测的生产场合。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种用于检测纸张双面缺陷的检测系统，包括用于传送纸张的纸张传送装置、图像采集模块、包含FPGA芯片的FPGA数据预处理系统和上位机；所述FPGA数据预处理系统分别与图像采集模块和上位机相交互；

所述图像采集模块包括第一CCD相机组和第二CCD相机组，所述第一CCD相机组位于纸张的上方采集纸张的正面图像，第二CCD相机组位于纸张的下方采集纸张的背面图像；

所述FPGA数据预处理系统用于将采集的图形输送至FPGA芯片，并将FPGA芯片检测的缺陷区域传送至上位机；

FPGA芯片包括图像去噪模块、缺陷定位模块和缺陷提取模块；

所述图像去噪模块，用于对图像数据采用改进的中值滤波算法进行降噪；

所述缺陷定位模块，用于对降噪后的图像数据中的缺陷区域进行定位；

所述缺陷提取模块，用于对图像数据中的缺陷区域进行提取。

进一步，还包括控制器；所述纸张传动装置通过电机驱动，电机与控制器连接，控制器与上位机连接，控制器根据上位机的指令控制纸张传动装置的启动或停止。

进一步，所述控制器中还设置有用于采集电机转速信息的编码器；所述FPGA数据预处理系统中设置有CCD相机触发信号控制模块；