烟草在线检测与异物剔除系统VIP专享VIP免费

第30卷第5期光电工程Vol.30,No.52003年10月Opto-ElectronicEngineeringOct,2003文章编号：1003-501X(2003)05-0051-04烟草在线检测与异物剔除系统陈杰,李志敏,钟先信,陈文涛,刘军（重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室，重庆400044）摘要：以无屏闪光照系统作为光源，物料通过Y-Roller均散装置摊开后高速抛出时，CCD摄像机采集到物料图像并送入PC机；在光学滤色镜组的作用下，烟草与异物的色度值拉开，以便后续的识别与剔除处理；建立中心阈值库以加快判别阈值的确定，用浮动阈值提高判别阈值的机敏度，提高系统的识别率。系统原理样机对白纸、鸡毛等典型异物的识别率可达到60%以上。关键词：实时测量；图像处理；CCD摄像机；浮动阈值；烟草；异物中图分类号：TP274TS4文献标识码：ATobaccoon-LineDetectionandForeignMatterEliminatingSystemCHENJie,LIZhi-min,ZHONGXian-xin,CHENWen-tao,LIUJun(KeyLaboratoryforOpto-ElectronicTechnologyandSystem,MinistryofEducation,ChongqingUniversity,Chongqing400044,China)Abstract:WithFlashilluminationsystemwithoutscreenaslightsource,whenmaterialspassthroughY-Rolleruniformspreadingunitandbeingejected,CCDcamerasamplestheimagesofmaterialsandsendsthemintoPC.Withtheactionofopticalfilter,thechromaticdifferencebetweentobaccoandforeignmatterisenhanced,thusisconvenientforthefollow-uprecognitionandelimination.Theestablishmentofcentralthresholdbasespeedsupthejudgmentanddeterminationofthresholdandthesensitivityofjudgmentthresholdisimprovedbyfloatingthreshold,thusenhancestherecognitionratioofthesystem.Therecognitionratiooftheprototypeforthetypicalforeignmaterialssuchaswhitepaper,chickenfeather,etc.canbemorethan60%.Keywords:Real-timemeasurement;Imageprocessing;CCDcameras;Floatthreshold;Tobacco;Foreignmatter引言随着工业现代化的发展和微型计算机技术的不断更新，自动化检测与控制技术已经成为改造我国的传统生产设备，促进企业生产现代化水平的重要途径。前几年，自动化程度较高的烟草在线检测与异物剔除的设备非常少，即使在国外的一些较大烟草企业里，也不多见。今天，这些自动化程度高的烟草异物剔除设备已经成为各大烟草企业生产线中的一种不可缺少的生产设备。这些设备自动化程度高，使用方便，能大大提高企业的生产水平；但由于价格昂贵、配件更换困难以及售后服务难以到位等问题，严重束缚了国内企业引进此类设备的脚步。更为重要的是受到产品知识产权的牵制，国内始终引进不了与国外同等水平的同类设备，无法提高国内企业在国际市场的竞争能力。因此，为了提高我国烟草行业的国际竞争力，研制出具有自主知识产权的烟草异物剔除设备显得尤为重要和有意义。本文结合烟草在线检测与异物剔除系统的开发实例，首先介绍了系统物料输送装置以及星型辊子在物料均散系统中的应用，分析了光学预处理滤色镜组对增大烟草与异物色度差的方法。然后，阐述了中心阈值与浮动阈值在系统检测与控制软件中的收稿日期：2002-07-08；收到修改稿日期：2003-05-20基金项目：国家计委基金资助项目(2000-1882)。作者简介：陈杰（1977―），男(汉族)，四川南充人，硕士生，主要从事图像处理，光电检测以及智能控制方面的研究。E_mail:cquvc@163.com光电工程第30卷第5期52设计与实现。该系统原理样机已在实验室环境下已得到成功的应用，对白纸、鸡毛、木块等典型异物的识别率达到60%以上。1系统总体结构与工作原理烟草在线检测与异物剔除系统是安装在烟草自动化生产线的打叶去梗机和加料润滑机之间，用来将烟草中的异物（如纸片、塑料薄膜、鸡毛、霉变烟叶等）剔除的一种集光、机、电、计算机为一体的集成自动化生产设备。烟草在线检测与异物剔除系统共由7大部分组成：物料输送及均散系统、无频闪光照系统、光学图像预处理系统、数据采集系统、实时智能图像处理系统、高速喷射阀门系统以及自诊断系统（如图1）。烟草在线检测与异物剔除系统的工作机理是基于烟草与异物的光学特性上的差异，即色...