[发明专利]基于机器视觉的单烟支空头检测方法及专用设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种烟支空头的检测方法，具体涉及一种基于机器视觉的单烟支空头检测方法；本发明还涉及一种内窥镜图像采集装置。

背景技术

传统的烟支包装机空头检测与剔除是在小包模盒中进行的，当小包模盒中有一支烟为空头时会将所有20支烟全部剔除作为残烟进行回收处理，造成极大的浪费。目前市场上已出现相关针对此现象的产品，这些产品安装在包装机下烟库，在烟支装入模盒前对空头烟支进行检测与剔除，有些甚至对下烟库进行改造（造成安装和操作习惯的改变，不利用市场的推广），这些产品都是采用红外光电传感器作为检测元件，将从烟丝端反射回来的光信号转换为电信号，根据电信号判断当前烟支是否为空头烟。采用红外光电传感器检测的方法如果烟支距离传感器的远近不同会造成误剔，而且此方法没有直观性，剔除出来的烟支由于受到外力的作用必然是空头烟支，这样就无法知道剔除的烟支是否是真的为空。

采用成像式检查烟支空头，可以对空头烟支做到有据可查。但受包装机台空间的限制采用普通的工业相机和镜头无法安装，市场上采购的电子内窥镜无法保证质量。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种检测速度快、判断准确的基于机器视觉的单烟支空头检测方法。

本发明的另一目的在于提供这种检测方法的专用设备，即内窥镜图像采集装置。

技术方案：本发明所述的基于机器视觉的单烟支空头检测方法，包括如下步骤：

（1）利用内窥镜图像采集装置采集烟支图像，对采集到的图像进行中值滤波处理，去除噪声，同时减少图像边缘失真，得到预处理图像P1；

其中，烟支图像的采集方法为：通过编码器连接到包装机的主轴上，主轴转动时编码器会产生脉冲，当编码器转到特定的相位时，IO控制板会发送一个图像采集信号，采集卡控制图像采集装置采集图片；图像采集装置中多通道同时进行采集，电子内窥镜的一端正对着下烟库的烟支头部，另一端汇集后形成像束，像束端面图像经过耦合装置后构造平行光路传送到工业相机成像端成像；

（2）在RGB色彩模式下，提取图像P1的蓝色通道图像P4，对P4进行高斯平滑滤波处理，减少图像噪声；

（3）初步确定图像中烟支的圆心位置：在P1图像中确定较小的检测区域，采用canny算子确定烟支的边缘，通过检测出的边缘采用最小二乘的方法确定初步的圆心坐标A₀；

（4）采用图像旋转及投影的方法，初步确定图像P1中需要检测的烟支的位置，对于烟支所在区域拟合出圆心坐标和半径；

（5）对拟合出的烟支区域，采用颜色和纹理的方法判断检测端是过滤嘴还是烟支头部；如检测端为过滤嘴直接剔除，如检测端为烟支头部则继续以下的步骤；具体方法为：

a、颜色特征的提取：首先需要选择合适的颜色空间，此处采用LUV颜色空间，计算每个区域的平均色差M_ΔE：

MΔE=Σi=1n(L*-Li*)2+(u*-ui*)2+(v*-vi*)2n]]>