JOURNAL OF LIGHT INDUSTRY

CN 41-1437/TS  ISSN 2096-1553

基于机器视觉的加热卷烟烟支端部质量检测系统设计

卢晓波 徐海 朱俊召 张宇 谭健 高冠男 胡军华 林龙

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基于机器视觉的加热卷烟烟支端部质量检测系统设计

    作者简介: 卢晓波(1990—),男,湖北省天门市人,湖北中烟工业有限责任公司工程师,主要研究方向为新型烟草电气及机械设备控制技术。E-mail:luxb@wh.hbtobacco.cn;
    通讯作者: 朱俊召,zhujc@wh.hbtobacco.cn
  • 基金项目: 湖北中烟工业有限责任公司科技项目(2023JSXX4WH2C042)
    中国烟草总公司重大专项项目(110202101073(XX-18))

  • 中图分类号: TS452.4;TP301

Design of a quality inspection system for heated cigarette ends based on machine vision

    Corresponding author: ZHU Junzhao, zhujc@wh.hbtobacco.cn
  • Received Date: 2024-01-02
    Accepted Date: 2024-05-20
    Available Online: 2024-10-28

    CLC number: TS452.4;TP301

  • 摘要: 针对加热卷烟烟支端部常见质量缺陷(烟支变形、空头、空松等)难以进行在线检测的问题,基于机器视觉检测技术设计了一种加热卷烟烟支端部质量检测系统。该系统利用高速计数卡、工业相机、爆闪控制器等硬件完成图像采集,在工控机中先使用 Canny 算法进行烟支轮廓检测识别,而后分别基于轮廓半径均值和标准差判定烟支变形、基于全局阈值二值化识别烟支空头、基于局部自适应二值化识别烟支空松,根据识别结果对烟支变形、空头、空松的端部缺陷进行在线剔除。对该系统所使用的二值化算法的性能的情况以及系统在实际生产中,结果表明:与 OTSU、Bernsen、Niblack 等方法相比,全局阈值二值化在空头检测上具有最高的准确率(99.8%),自适应二值化在空松检测上具有最高的准确率(99.0%);该系统对加热卷烟烟支端部变形、空头及空松等缺陷的检测准确率≥ 99%,并在计算时间上有明显优势,适应于生产线高速运行要求,可为提升加热卷烟烟支端部质量及生产过程控制提供参考。
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  • 通讯作者:  朱俊召, zhujc@wh.hbtobacco.cn
  • 收稿日期:  2024-01-02
  • 修回日期:  2024-05-20
  • 网络出版日期:  2024-10-29
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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基于机器视觉的加热卷烟烟支端部质量检测系统设计

    作者简介:卢晓波(1990—),男,湖北省天门市人,湖北中烟工业有限责任公司工程师,主要研究方向为新型烟草电气及机械设备控制技术。E-mail:luxb@wh.hbtobacco.cn
    通讯作者: 朱俊召, zhujc@wh.hbtobacco.cn
  • 1. 湖北中烟工业有限责任公司 武汉卷烟厂, 湖北 武汉 430040;
  • 2. 湖北中烟工业有限责任公司 新型烟草制品工程中心, 湖北 武汉 430040
基金项目:  湖北中烟工业有限责任公司科技项目(2023JSXX4WH2C042)中国烟草总公司重大专项项目(110202101073(XX-18))

摘要: 针对加热卷烟烟支端部常见质量缺陷(烟支变形、空头、空松等)难以进行在线检测的问题,基于机器视觉检测技术设计了一种加热卷烟烟支端部质量检测系统。该系统利用高速计数卡、工业相机、爆闪控制器等硬件完成图像采集,在工控机中先使用 Canny 算法进行烟支轮廓检测识别,而后分别基于轮廓半径均值和标准差判定烟支变形、基于全局阈值二值化识别烟支空头、基于局部自适应二值化识别烟支空松,根据识别结果对烟支变形、空头、空松的端部缺陷进行在线剔除。对该系统所使用的二值化算法的性能的情况以及系统在实际生产中,结果表明:与 OTSU、Bernsen、Niblack 等方法相比,全局阈值二值化在空头检测上具有最高的准确率(99.8%),自适应二值化在空松检测上具有最高的准确率(99.0%);该系统对加热卷烟烟支端部变形、空头及空松等缺陷的检测准确率≥ 99%,并在计算时间上有明显优势,适应于生产线高速运行要求,可为提升加热卷烟烟支端部质量及生产过程控制提供参考。

English Abstract

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