卷烟烟条外观质量视觉检测系统的研究

卷烟烟条外观质量视觉检测系统的研究

论文摘要

在现代生产过程中,生产速度越来越快,对产品质量的要求也越来越高。在我国,烟草行业是自动化水平较高的一个行业,烟草企业在香烟的生产过程中,从烟叶制丝到卷、接、包装都已经实现了自动化,但是烟条的外观质量检测方式却还是传统的人工检测。人工全检的劳动强度较大,人的视力容易疲劳,注意力也无法长期高度集中,容易发生漏检的情况。检验人员的技术素质、经验和肉眼分辨能力也很影响检测结果,并且准确性和规范化难以保证,从而无法保证产品的质量。有的烟厂使用多人检测,仍不能有效解决以上问题。烟条的外观质量,反映了烟厂的技术装备水平,涉及到企业的形象、信誉问题,同时,有质量缺陷的烟条被市场反馈回企业,也会带来企业成本的增加。随着计算机软件、硬件技术的发展,以及机器视觉理论的完善,采用机器视觉的方法来检测烟条的外观质量,已经成为可能。机器视觉在检测方面具有先天优势:检测速度快、分辨能力高、规范化程度高、可重复性好。采用现代机器视觉技术来进行烟条外观质量的检测,可以大大降低检验人员的劳动强度,提高产品的质量,减少烟厂的人力成本和管理成本,改善企业形象。本文对比分析了接触式传感器、颜色传感器和视觉传感器这三种烟条外观质量检测的方法,其实视觉传感器又分为智能相机式和PC-Based式两大类。最终从机器视觉的角度出发,以VC++6.0为软件开发平台,提出了一种PC-Based机器视觉检测方案,设计了一套烟条外观质量视觉检测系统。本系统由分烟机构、图像采集、图像处理和剔除机构四大部分组成,可以对烟条外观质量进行在线实时检测,并实时剔除检测到外观质量不合格的烟条,从而达到烟条外观质量检测的目的。本文阐述了系统的工作原理、总体结构以及系统的工作流程,重点论述了图像采集和图像处理两大部分的设计与实现,分析了照明、镜头、相机、图像采集卡以及图像处理算法在检测中的应用。通过一系列的实验和测试,结果表明,本系统可以对烟条外观质量进行有效的检测,并具有检测速度快,总体检测效果好,稳定性高的特点。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 引言
  • 1.2 卷烟包装流程简介
  • 1.3 研究背景和意义
  • 1.4 本文要做的主要工作
  • 第二章 开发平台和开发工具简介
  • 2.1 机器视觉简介
  • 2.1.1 器视觉系统的定义
  • 2.1.2 机器视觉系统的构成
  • 2.1.3 机器视觉系统的应用
  • 2.2 Visual C++开发平台简介
  • 2.3 Sapera Processing 5.4图像库介绍
  • 2.4 IFC 5.7介绍
  • 第三章 烟条外观质量视觉检测系统的设计与实现
  • 3.1 检测方式比较
  • 3.2 系统结构设计
  • 3.2.1 烟条检测面的确定
  • 3.2.2 相机安装位置
  • 3.2.3 系统总体结构
  • 3.3 分烟系统
  • 3.4 图像采集系统
  • 3.4.1 照明
  • 3.4.2 镜头
  • 3.4.3 相机
  • 3.4.4 图像采集卡
  • 3.4.5 图像采集系统的参数设置
  • 3.5 图像处理系统
  • 3.5.1 图像处理算法
  • 3.5.1.1 边缘检测算法
  • 3.5.1.2 模板匹配算法
  • 3.5.2 检测模块
  • 3.5.2.1 边缘点检测
  • 3.5.2.2 边缘线检测
  • 3.5.2.3 拉线检测
  • 3.5.2.4 定位
  • 3.5.2.5 模板匹配
  • 3.5.2.6 灰度分析
  • 3.5.2.7 二值分割
  • 3.5.2.8 错位检测
  • 3.5.2.9 结果取或
  • 3.5.3 建立检测模型
  • 3.6 剔除系统
  • 3.7 系统时序
  • 3.8 安全及报警
  • 3.9 联网监测与备份
  • 第四章 结论与展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 附录一 发表论文
  • 相关论文文献

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