[发明专利]一种基于机器视觉技术的烟包封签错牌检测装置及方法

权利要求书

1.一种基于机器视觉技术的烟包封签错牌检测方法，采用一种基于机器视觉技术的烟包封签错牌检测装置，包括控制模块、图像采集模块、报警器和编码器，检测装置根据编码器的信号与包装机取得同步，从而控制图像采集模块开始采集烟包封签图像，采集的烟包封签图像传输至控制模块进行处理、分析；

所述图像采集模块包括壳体，壳体内设有工业相机、镜头和光源，工业相机拍摄的图片传送至控制板；将弧形反射块安装在到图像采集模块壳体上，之后把镜头固定到工业相机上；通过相机固定螺钉、相机垫柱将工业相机安装到相机支架上，并用镜头锁紧螺钉将镜头锁紧，然后将相机支架固定到图像采集模块壳体上；图像采集模块电缆插座与工业相机、LED光源分别通过电缆连接，然后用3M胶将两个LED光源分别粘贴到玻璃窗两侧的壳体上；

所述烟包封签错牌检测装置设置于包装机上游，若检测到封签错牌，接口板单片机向包装机组控制柜、报警器发送剔除和报警信号；

其特征在于，包括下列步骤：

通过工业相机获取封签图像数据；

对获取的图像数据进行感兴趣区域的选择，之后进行灰度化处理得到灰度图像；

选定烟包封签图像的标准模板，将封签图像的标准模板与获取的图像数据进行尺寸对比、灰度对比或相似性对比，当尺寸对比结果、灰度对比结果或相似性对比结果中有一个不合格，最终确定当前烟包封签存在错牌；

所述尺寸对比中，对灰度图像依次进行水平投影和垂直投影处理，得到投影曲线，利用梯度法对投影曲线进行查找，获得各种烟包封签的边界，通过将获取的图像的尺寸与设定的阈值进行比较，如果超出阈值范围，则判断封签发生错牌；

所述灰度对比中，在检测区域内设置多个检测单元格，检测过程中，实时计算检测区域内每个单元格的平均灰度值，将各个单元格的平灰度与模板图像学习值进行对比，当灰度差异在设定范围内，则认定检测结果合格；反之，则认为当前检测区域值与模板值不同，判定为封签错牌；

所述相似性对比中，利用像素灰度值的平方差计算待检封签图像与标准模板图像的灰度投影曲线的相似距离，当计算结果为0时，表明两者之间的相似性最大；计算结果越大，表明两者之间的相似性越小，被测烟包封签与模板封签之间的相似度采用式(1)计算出，当相似度低于设定的阈值时，则认为封签发生错牌：

其中，Distance(A，B)为灰度投影曲线A与B之间的相似距离，B为模板烟包封签投影曲线的像素灰度值，A为待匹配烟包封签图像投影曲线的像素灰度值，L为匹配像素灰度值个数，根据公式(1)可计算出被测烟包封签与模板封签之间的相似度，当相似度低于设定的阈值时，则认为封签发生错牌。

2.如权利要求1所述的一种基于机器视觉技术的烟包封签错牌检测方法，其特征在于，所述控制模块包括箱体，箱体内设有控制板、接口板和触摸液晶显示屏。

3.如权利要求1所述的一种基于机器视觉技术的烟包封签错牌检测方法，其特征在于，所述图像采集模块对采集到的封签图像进行滤波，滤除图像中的噪声。