本發(fā)明屬于機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的水松紙折邊的檢測(cè)方法。

背景技術(shù)：

水松紙?jiān)诰斫訖C(jī)上煙支卷接的過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)折邊的現(xiàn)象，通過(guò)在水松紙兩邊加上檢測(cè)裝置，如果發(fā)現(xiàn)有折邊現(xiàn)象，可馬上向卷接系統(tǒng)發(fā)送報(bào)警信號(hào)。

目前，現(xiàn)有的檢測(cè)技術(shù)是在水松紙邊沿上方安裝光纖傳感器組。正常情況下，傳感器信號(hào)照到水松紙上會(huì)反射回來(lái)，被光纖傳感器接收到，如果出現(xiàn)折邊現(xiàn)象時(shí)，反射的面積會(huì)變小，接收到的光強(qiáng)小于設(shè)定閾值，就會(huì)發(fā)送報(bào)警信號(hào)。但這種方式對(duì)于水松紙整體偏移等現(xiàn)象不能很好的判斷，且不能定量的分析折邊的程度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種基于機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的水松紙折邊檢測(cè)方法，設(shè)計(jì)合理，克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，具有良好的效果。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種基于機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的水松紙折邊檢測(cè)方法，該方法采用一種基于機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的水松紙折邊檢測(cè)裝置，其包括一個(gè)長(zhǎng)條形光源、兩個(gè)圖像傳感器和計(jì)算機(jī)控制器，其中，長(zhǎng)條形光源平行安裝在待檢水松紙的下方，兩個(gè)圖像傳感器垂直安裝在待檢水松紙的上方，并分別位于待檢水松紙的左右兩側(cè)的邊緣處；

所述的基于機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的水松紙折邊檢測(cè)方法，具體包括如下步驟：

步驟1：利用圖像傳感器采集模板水松紙和待檢水松紙的邊緣圖像，并將采集到的邊緣圖像傳送到計(jì)算機(jī)控制器；

步驟2：通過(guò)計(jì)算機(jī)控制器對(duì)步驟1所采集到的邊緣圖像進(jìn)行灰度化處理，得到灰度圖像；

步驟3：通過(guò)計(jì)算機(jī)控制器對(duì)灰度圖像進(jìn)行垂直投影，得到投影曲線；

步驟4：利用梯度法對(duì)投影曲線進(jìn)行查找，分別得到模板水松紙和待檢水松紙的左、右側(cè)位置信息；

步驟5：對(duì)模板水松紙和待檢水松紙左、右側(cè)位置信息分別進(jìn)行比較計(jì)算，得到左、右側(cè)位置偏移結(jié)果，判斷待檢水松紙的左、右側(cè)位置的偏移距離是否在設(shè)定的靈敏度范圍內(nèi)；

若：判斷結(jié)果為待檢水松紙的左、右側(cè)位置的偏移距離不在設(shè)定的靈敏度范圍內(nèi)，則判斷為待檢水松紙折邊，向卷接機(jī)發(fā)送報(bào)警信號(hào)；

或判斷結(jié)果為待檢水松紙的左、右側(cè)位置的偏移距離在設(shè)定的靈敏度范圍，則判斷為合格。

優(yōu)選地，在步驟3中，對(duì)灰度化后的圖像進(jìn)行垂直投影的計(jì)算公式為：

其中：ptl[j]為模板水松紙左側(cè)投影曲線；ptr[j]為模板水松紙右側(cè)投影曲線；qtl(i,j)為模板水松紙左側(cè)灰度化后的圖像亮度；qtr(i,j)為模板水松紙右側(cè)灰度化后的圖像亮度；

pl[j]為待檢水松紙左側(cè)投影曲線；pr[j]為待檢水松紙右側(cè)投影曲線；ql(i,j)為待檢水松紙左側(cè)灰度化后的圖像亮度；qr(i,j)為待檢水松紙右側(cè)灰度化后的圖像亮度；width為圖像寬度；height為圖像高度。

優(yōu)選地，在步驟4中，用梯度法對(duì)投影后的曲線進(jìn)行查找的具體方法為：

對(duì)一維數(shù)組ptl[j]按照索引j從左到右遞增方向進(jìn)行搜索，找出其中滿足大于設(shè)定閾值△對(duì)應(yīng)的索引值s，如果在索引遞增方向上緊挨著s后面連續(xù)19個(gè)索引對(duì)應(yīng)的數(shù)組值都滿足大于△的條件，則此時(shí)的索引值s才能算作水松紙的邊緣位置；對(duì)一維數(shù)組pl[j]、pr[j]、ptr[j]進(jìn)行同樣的操作得到水松紙的邊緣位置，其中pl[j]按照j遞增方向搜索，pr[j]和ptr[j]按照j遞減方向搜索，計(jì)算公式如下：

其中，postl為模板水松紙的左側(cè)位置；postr為模板水松紙的右側(cè)位置；posl為待檢水松紙的左側(cè)位置；posr為待檢水松紙的右側(cè)位置。

優(yōu)選地，在步驟5中，待檢水松紙的左、右側(cè)位置的偏移距離是否在設(shè)定的靈敏度范圍內(nèi)的判斷公式如下：

|(posl-postl)-(posr-postr)|≤(m*c)

其中：c為設(shè)定的靈敏度，m為1mm對(duì)應(yīng)的像素?cái)?shù)。

本發(fā)明所帶來(lái)的有益技術(shù)效果：

相比于之前采用光纖傳感器的方式，只能定性的判斷，而且容易將水松紙偏移現(xiàn)象當(dāng)作折邊問(wèn)題造成誤判，本發(fā)明采用的機(jī)器視覺(jué)技術(shù)能夠很好的解決這些問(wèn)題，還能定量的分析折邊程度，具體能精確到0.02mm，極大的提升了效果，滿足了需求。

附圖說(shuō)明

圖1為圖像傳感器及光源安裝角度圖；

圖2為模板水松紙左側(cè)和右側(cè)的原始圖像示意圖。

圖3為待檢水松紙左側(cè)和右側(cè)的原始圖像示意圖。

圖4為模板水松紙左側(cè)和右側(cè)的灰度化圖像示意圖。

圖5為待檢水松紙左側(cè)和右側(cè)的灰度化圖像示意圖。

圖6為模板水松紙左側(cè)和右側(cè)的投影曲線示意圖。

圖7為待檢水松紙左側(cè)和右側(cè)的投影曲線示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖以及具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明：

如圖1所示，圖像傳感器垂直安裝在待檢水松紙上方邊緣處，長(zhǎng)條形光源平行安裝在待檢水松紙下方。長(zhǎng)條形光源的光從對(duì)面打過(guò)來(lái)，圖像采集器拍到的圖像中，沒(méi)被待檢水松紙擋到的部分很亮，被擋住的部分，圖像亮度降低，這樣可以區(qū)分出待檢水松紙的邊緣，得到待檢水松紙的左、右側(cè)邊緣的位置信息。再將此時(shí)待檢水松紙左、右側(cè)位置與合格標(biāo)準(zhǔn)的水松紙位置進(jìn)行比較計(jì)算，如果左、右側(cè)合并后的偏移結(jié)果在設(shè)定的靈敏度范圍外，則判斷為水松紙折邊，反之合格。

如圖2和圖3所示，采集到的原始圖像是彩色圖像，先要對(duì)其進(jìn)行灰度化處理，轉(zhuǎn)化成灰度圖像，如圖4和圖5所示，再對(duì)灰度化進(jìn)行垂直投影，得到投影曲線，如圖6和圖7所示，接著用梯度法對(duì)投影曲線查找，獲得模板和待檢水松紙的左、右側(cè)位置信息，最后對(duì)模板和待檢的水松紙左右側(cè)位置分別進(jìn)行比較計(jì)算，得到左右側(cè)的位置偏移綜合結(jié)果，判定可在設(shè)定的靈敏度范圍內(nèi)，超出則不合格，發(fā)生了折邊。

具體步驟如下：

1.對(duì)模板和待檢的水松紙?jiān)紙D像進(jìn)行灰度化后再垂直投影處理，計(jì)算公式如下：

其中ptl[j]、ptr[j]、qtl(i,j)、qtr(i,j)分別為模板水松紙左、右側(cè)投影曲線和灰度化后的圖像亮度，pl[j]、pr[j]、ql(i,j)、qr(i,j)分別為待檢水松紙左、側(cè)線和灰度化后的圖像亮度，width為圖像寬度，height為圖像高度。

2.采用梯度法查找水松紙的邊緣。對(duì)一維數(shù)組ptl[j]按照索引j從左到右遞增方向進(jìn)行搜索，找出其中滿足大于設(shè)定閾值△對(duì)應(yīng)的索引值s，且在索引遞增方向上緊挨著s后面連續(xù)19個(gè)索引對(duì)應(yīng)的數(shù)組值都滿足大于△的條件，此時(shí)的索引值s才能算作水松紙的邊緣位置；對(duì)一維數(shù)組pl[j]、pr[j]、ptr[j]進(jìn)行同樣的操作得到水松紙的邊緣位置，其中pl[j]按照j遞增方向搜索，pr[j]和ptr[j]按照j遞減方向搜索。計(jì)算公式如下：

其中postl、postr和posl、posr分別為找到的模板和待檢的水松紙左右側(cè)位置。

3.計(jì)算模板和待檢水松紙左右側(cè)位置的綜合結(jié)果，判斷在設(shè)定靈敏度c范圍內(nèi)，則沒(méi)折邊，反之出現(xiàn)了折邊。計(jì)算公式如下：

|(posl-postl)-(posr-postr)|≤(m*c)

其中，m為1mm對(duì)應(yīng)的像素?cái)?shù)。

在本例中，水松紙寬度為64mm，圖像傳感器分辨率為744*480，光學(xué)鏡頭采用8mm的鏡頭，鏡頭距離水松紙距離為17mm，此時(shí)m＝50，靈敏度c＝1mm，閾值△＝200。按上述步驟計(jì)算得到的postl＝343像素，postr＝374像素，posl＝477像素，posr＝381像素，|(posl-postl)-(posr-postr)|＝127像素，大大超過(guò)設(shè)定的1mm靈敏度，此時(shí)水松紙發(fā)生了折邊現(xiàn)象，折邊程度超過(guò)2mm。

本發(fā)明提供了一種基于機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的水松紙折邊的檢測(cè)方法，對(duì)于水松紙折邊的檢測(cè)精度可達(dá)到0.02mm，能夠適應(yīng)不同寬度、不同品種的水松紙檢測(cè)，具有較為廣泛的應(yīng)用空間。

當(dāng)然，上述說(shuō)明并非是對(duì)本發(fā)明的限制，本發(fā)明也并不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。