[发明专利]烟丝长宽尺寸分布自动检测方法及检测系统

说明书

本发明公开了一种烟丝长宽尺寸分布自动检测方法及检测系统，检测方法包括：1)将烟丝分离，使其悬浮；2)采集烟丝原始图像数据；3)生成点云数据；4)还原烟丝三维模型；5)进行聚合、分割，计算各单个对象的曲率，按一定变化比确定关键点，并计算关键点的三维距离，得出长、宽数据，统计烟丝长宽尺寸分布状况；6)输出烟丝的长宽尺寸分布图形。检测系统，包括依次连接的顶罩、烟丝分离缸、风量调节缸、送风管道、风机，还包括空压机、数控箱以及计算机；烟丝分离缸内还设有三维扫描传感器和气嘴。本发明在应用后实现了对烟丝长宽尺寸分布的准确测量，为烟丝结构的分析提供了一套准确、快速的检测系统。

技术领域

本发明涉及一种烟草行业烟丝长宽度尺寸分布测量系统，尤其是一种烟丝长宽尺寸分布自动检测方法及检测系统。

背景技术

烟丝尺寸分布状态是影响卷烟物理指标的主要因素之一，快速准确的表征烟丝尺寸分布对烟丝加工具有很好的指导意义。现有的烟丝结构检测多采用烟丝振动分选筛，即将一定质量的样品烟丝均匀分布在若干层不同孔径的筛网上，通过振动将烟丝分离，之后将所得各种不同结构烟丝的质量分别与所取样品的总质量相比，即得到若干种不同结构尺寸烟丝的比例。该方法存在检测精度较差，分析不够准确的问题。专利号为201520677098.4的实用新型专利公开了一种烟丝长宽度自动测量系统，文献“基于图像处理技术的烟丝检测系统”公开出基于图像处理的烟丝结构检测方法，然而两者对烟丝分散方面均存在一定的缺陷，尤其对缠绕烟丝无法有效分离，影响了检测结果的准确性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能快速准确地测量出每根烟丝的长度和宽度值，并能够分析烟丝尺寸的分布状态的烟丝长宽尺寸分布自动检测方法及检测系统。

为了解决上述技术问题，本发明中的烟丝长宽尺寸分布自动检测方法包括以下步骤：

1)烟丝分离，在烟丝底部产生持续风力将烟丝吹起，在烟丝的周围及上端间断喷射强气流对烟丝进行冲击，将缠绕的烟丝分离，并使烟丝达到悬浮状态；

2)通过多个三维扫描传感器从不同角度扫描烟丝，对分散、悬浮状的烟丝实现自动多维成像，采集烟丝原始图像数据；

3)通过数控箱将采集的烟丝原始图像数据传送至计算机并生成点云数据；

4)通过点云数据还原烟丝三维模型；

5)通过还原的烟丝三维模型进行聚合、分割，引入超体体素概念用来定义单位烟丝的特征子，找到相同超体特征并聚合，则可分割出若干单位烟丝对象，聚合、分割后，计算各单个对象的曲率，按一定变化比确定关键点，并计算关键点的三维距离，得出长、宽数据，统计烟丝长宽尺寸分布状况；

6)数据展示，原料烟丝经过采集和计算后，将其点云数据存入数据库，由展示系统使通过图表方式展示统计、分析的结果，并输出烟丝的长宽尺寸分布图形。

另外，在将点云数据还原烟丝三维模型时，需要进行除噪过滤和曲面重建；所述除噪过滤是将在采集的数据中出现的非物体反射光数据剔除；所述曲面重建是将实际物体点的坐标连接为均匀连续的曲线，其中曲面重建通过最小二乘法确定每个像素点的法线，并生成凹凸构造面后，通过最小三角构建平滑表面曲线。

一种用于实现烟丝长宽尺寸分布自动检测方法的检测系统，包括烟丝分离缸、顶罩、风量调节缸、送风管道、风机、空压机、数控箱以及计算机；

所述烟丝分离缸上端竖直可拆卸地连通安装有顶罩，所述顶罩内部设有第一滤网；

所述烟丝分离缸下端竖直可拆卸地连通安装有风量调节缸，所述送风管道连接在风量调节缸和风机之间，所述风量调节缸在数控箱的控制下能够调整进入到烟丝分离缸内的风量大小；

所述烟丝分离缸上端及内壁上设有多个气嘴，每个所述气嘴分别通过一软管与所述空压机连通，其中气嘴在数控箱和空压机的控制下能够喷射强气流以将缠绕的烟丝分离；