一種在線紙病檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及紙張檢測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種在線紙病檢測(cè)系統(tǒng)。該檢測(cè)系統(tǒng)包括：至少一臺(tái)圖像采集裝置，用于采集紙張信號(hào)，將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并傳輸至圖像處理單元；圖像處理裝置，用于對(duì)接收的電信號(hào)進(jìn)行處理，分割與識(shí)別圖像中的缺陷信息，將缺陷信息打包與位置標(biāo)記，并傳輸至數(shù)據(jù)分析與控制端服務(wù)器；數(shù)據(jù)分析與控制端服務(wù)器，用于對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行管理與顯示，對(duì)缺陷信息進(jìn)行質(zhì)量統(tǒng)計(jì)與分析，并監(jiān)控圖像采集裝置和圖像處理單元的實(shí)施過(guò)程；UPS電源裝置為上述部件提供不間斷電源。本發(fā)明提供的在線紙病檢測(cè)系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確無(wú)誤地實(shí)時(shí)檢出高速運(yùn)行的紙張上的缺陷，并具備圖像顯示、缺陷標(biāo)記、質(zhì)量分析與報(bào)表打印、實(shí)時(shí)報(bào)警等功能。
【專利說(shuō)明】 一種在線紙病檢測(cè)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及紙張檢測(cè)與機(jī)器視覺(jué)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種在線紙病檢測(cè)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]紙頁(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中，由于設(shè)備磨損、生產(chǎn)原料、環(huán)境污染、工藝操作等因素，不可避免會(huì)造成一些外觀缺陷，比如:漿疤、透明點(diǎn)、孔洞、氣泡、褶子、條痕等。沿用傳統(tǒng)的人工檢查方法，受檢測(cè)速度慢、檢測(cè)效率低等因素限制，已經(jīng)越來(lái)越不能滿足現(xiàn)代紙張行業(yè)高精度、快速度、100%幅面檢測(cè)的需求。為適應(yīng)現(xiàn)代造紙業(yè)生產(chǎn)的需求，借助于機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的智能在線檢測(cè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)高效率、高精度、高速度、多種類的紙病檢測(cè)。
[0003]在現(xiàn)有技術(shù)中，紙病檢測(cè)系統(tǒng)采用大分辨率高速線陣工業(yè)相機(jī)和高速傳輸圖像采集卡實(shí)時(shí)采集生產(chǎn)線產(chǎn)品表面圖像，由高性能計(jì)算機(jī)和快速圖像處理軟件提取表面圖像上的缺陷信息，如灰度值、面積、長(zhǎng)度與位置等，再根據(jù)預(yù)設(shè)的規(guī)則，如尺寸、個(gè)數(shù)、角度等，自動(dòng)識(shí)別缺陷類別，并將檢測(cè)結(jié)果及時(shí)反饋給數(shù)據(jù)處理與控制單元。
[0004]然而目前，受造紙生產(chǎn)的實(shí)際情況、經(jīng)費(fèi)和技術(shù)力量所限，國(guó)內(nèi)紙病檢測(cè)的研究起步較晚，并且進(jìn)展緩慢。國(guó)外一些大型造紙企業(yè)和研究所投入大量的人力和資金，在紙病檢測(cè)技術(shù)研究和檢測(cè)裝置開發(fā)方面已經(jīng)取得了較大的進(jìn)展。其生產(chǎn)實(shí)際應(yīng)用已使某些企業(yè)紙張產(chǎn)品的質(zhì)量得到了極大提高，經(jīng)營(yíng)利潤(rùn)大大增加。而國(guó)內(nèi)采用先進(jìn)的紙病檢測(cè)裝置的廠家為數(shù)不多。因此，紙病檢測(cè)技術(shù)的研究和檢測(cè)設(shè)備的研發(fā)對(duì)于提高我國(guó)造紙企業(yè)效益和紙張質(zhì)量以及生產(chǎn)設(shè)備的自主開發(fā)研制都具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005](一)要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能夠快速、精確、實(shí)時(shí)地檢測(cè)出高速運(yùn)行紙張表面上的缺陷的在線紙病檢測(cè)系統(tǒng)。
[0007](二)技術(shù)方案
[0008]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種在線紙病檢測(cè)系統(tǒng)，包括:至少一臺(tái)圖像采集裝置，用于采集紙張信號(hào)，并將采集到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并通過(guò)線路傳輸至圖像處理單元；
[0009]圖像處理裝置，其用于對(duì)接收的電信號(hào)進(jìn)行處理，分割與識(shí)別圖像中的缺陷信息，將缺陷信息進(jìn)行打包與位置標(biāo)記，并將缺陷結(jié)果傳輸至數(shù)據(jù)分析與控制端服務(wù)器；
[0010]數(shù)據(jù)分析與控制端服務(wù)器，其用于對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行管理與顯示，對(duì)缺陷信息進(jìn)行質(zhì)量統(tǒng)計(jì)與分析，并監(jiān)控圖像采集裝置和圖像處理單元的實(shí)施過(guò)程；
[0011]UPS電源裝置，與上述部件進(jìn)行電連接，為上述部件提供不間斷電源。
[0012]進(jìn)一步地，所述圖像采集裝置包括線陣掃描CXD相機(jī)、亮度可調(diào)節(jié)的LED線性光源和相機(jī)微調(diào)裝置；
[0013]所述線陣掃描C⑶相機(jī)位于紙輥設(shè)備的上方，且通過(guò)外觸發(fā)接口與編碼器相連接；
[0014]所述LED線性光源位于紙輥設(shè)備的下方；
[0015]所述相機(jī)微調(diào)裝置對(duì)相機(jī)的高度與角度進(jìn)行精確調(diào)整與定位。
[0016]進(jìn)一步地，所述圖像處理單元包括工控機(jī)機(jī)組，所述工控機(jī)機(jī)組與線陣掃描CXD相機(jī)通過(guò)數(shù)據(jù)線連接。
[0017]進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)分析與控制端服務(wù)器包括檢測(cè)參數(shù)設(shè)置模塊、檢測(cè)過(guò)程與檢測(cè)結(jié)果控制模塊、系統(tǒng)硬件設(shè)備運(yùn)行狀況監(jiān)控模塊、信號(hào)控制模塊、TCP/IP以太網(wǎng)總線通訊模塊；
[0018]其中，檢測(cè)參數(shù)設(shè)置模塊用于預(yù)先設(shè)置檢測(cè)參數(shù)；
[0019]檢測(cè)過(guò)程與檢測(cè)結(jié)果控制模塊用于對(duì)檢測(cè)過(guò)程的控制、檢測(cè)結(jié)果的管理；
[0020]信號(hào)控制模塊，控制外觸發(fā)與輸入輸出信號(hào)。
[0021]進(jìn)一步地，所述編碼器追蹤生產(chǎn)線速度并觸發(fā)線陣掃描CXD相機(jī)采集紙張圖像；其中，所述編碼器信號(hào)包括RS422、TTL。
[0022]進(jìn)一步地,所述線陣掃描(XD相機(jī)與工控機(jī)機(jī)組連接的形式包括CameraLink、以太網(wǎng)、1394或USB。
[0023]進(jìn)一步地，所述圖像處理裝置、數(shù)據(jù)分析與管理服務(wù)器放置在監(jiān)控室，所述圖像采集裝置放置在生產(chǎn)線檢測(cè)工作區(qū)。
[0024]進(jìn)一步地，所述在線紙病檢測(cè)系統(tǒng)與造紙機(jī)生產(chǎn)線聯(lián)機(jī)運(yùn)行。
[0025](三)有益效果
[0026]本發(fā)明實(shí)施例提供的在線紙病檢測(cè)系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確無(wú)誤地實(shí)時(shí)檢出高速運(yùn)行的紙張上的缺陷，并具備圖像顯示、缺陷標(biāo)記、質(zhì)量分析與報(bào)表打印、實(shí)時(shí)報(bào)警等功能。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1為本發(fā)明實(shí)施例在線紙病檢測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖2為本發(fā)明實(shí)施例在線紙病檢測(cè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]其中，I:UPS ；2:服務(wù)器；3:工控機(jī)機(jī)組；4:線陣掃描C⑶相機(jī)；5:紙輥設(shè)備；6 --編碼器；7 =LED光源；8:打印機(jī)；9:監(jiān)控室；10:生產(chǎn)線紙輥收卷端前端區(qū)域。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。
[0031]如圖1-2所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的在線紙病檢測(cè)系統(tǒng)可與造紙機(jī)生產(chǎn)線聯(lián)機(jī)運(yùn)行。
[0032]其包括:至少一臺(tái)圖像采集裝置，用于采集紙張信號(hào)，并將采集到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并通過(guò)線路傳輸至圖像處理單元；
[0033]圖像處理裝置，其用于對(duì)接收的電信號(hào)進(jìn)行處理，分割與識(shí)別圖像中的缺陷信息，將缺陷信息進(jìn)行打包與位置標(biāo)記，并將缺陷結(jié)果傳輸至數(shù)據(jù)分析與控制端服務(wù)器；
[0034]數(shù)據(jù)分析與控制端服務(wù)器，其用于對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行管理與顯示，對(duì)缺陷信息進(jìn)行質(zhì)量統(tǒng)計(jì)與分析，并監(jiān)控圖像采集裝置和圖像處理單元的實(shí)施過(guò)程；[0035]UPS (Uninterruptible Power Supply,不間斷電源供應(yīng))1電源裝置，與上述部件進(jìn)行電連接，為上述部件提供不間斷電源。
[0036]其中，圖像采集裝置包括線陣掃描CXD相機(jī)4、亮度可調(diào)節(jié)的LED線性光源7和相機(jī)微調(diào)裝置；線陣掃描CCD相機(jī)4位于紙輥設(shè)備5的上方，且通過(guò)外觸發(fā)接口與高速旋轉(zhuǎn)編碼器6連接，LED線性光源7位于紙輥設(shè)備的下方；相機(jī)微調(diào)裝置對(duì)相機(jī)的高度與角度進(jìn)行精確調(diào)整與定位。
[0037]該高速旋轉(zhuǎn)編碼器6與紙輥設(shè)備5同步運(yùn)轉(zhuǎn)，編碼器6每轉(zhuǎn)動(dòng)一周發(fā)送N個(gè)脈沖，每個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)生產(chǎn)線上一定的運(yùn)行距離Lm，系統(tǒng)中運(yùn)用編碼器的脈沖信號(hào)同步觸發(fā)圖像采集裝置中的相機(jī)采像，即編碼器6每輸出一個(gè)脈沖信號(hào)，便觸發(fā)相機(jī)采集一行，且采集的長(zhǎng)度為L(zhǎng)m。系統(tǒng)中使用的編碼器輸出脈沖信號(hào)為RS422信號(hào)。系統(tǒng)中高速旋轉(zhuǎn)編碼器6的運(yùn)用，保證了相機(jī)采集速度與生產(chǎn)線運(yùn)行速度的同步性。
[0038]圖像處理裝置包括工控機(jī)機(jī)組3，工控機(jī)機(jī)組3與線陣掃描CXD相機(jī)4通過(guò)數(shù)據(jù)線連接，工控機(jī)機(jī)組3與前端服務(wù)器2相連接。該前端服務(wù)器2連接打印機(jī)8，打印缺陷信息?艮表。
[0039]其中，線陣掃描CXD相機(jī)4與工控機(jī)機(jī)組3連接的形式包括CameraLink、以太網(wǎng)、1394 或 USB。
[0040]生產(chǎn)線上不同產(chǎn)品紙張的寬度各異，系統(tǒng)中的圖像處理裝置根據(jù)采集到的圖像左右邊界范圍內(nèi)圖像灰度值的變化自動(dòng)識(shí)別左右邊界，并根據(jù)左右邊界鎖定檢測(cè)區(qū)域。同時(shí)，還可根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定特殊檢測(cè)區(qū)域。
[0041]數(shù)據(jù)分析與控制端服務(wù)器包括檢測(cè)參數(shù)設(shè)置模塊、檢測(cè)過(guò)程與檢測(cè)結(jié)果控制模塊、系統(tǒng)硬件設(shè)備運(yùn)行狀況監(jiān)控模塊、信號(hào)控制模塊、TCP/IP以太網(wǎng)總線通訊模塊；
[0042]其中，檢測(cè)參數(shù)設(shè)置模塊用于預(yù)先設(shè)置檢測(cè)參數(shù)；
[0043]檢測(cè)過(guò)程與檢測(cè)結(jié)果控制模塊用于對(duì)檢測(cè)過(guò)程的控制、檢測(cè)結(jié)果的管理；信號(hào)控制模塊，控制外觸發(fā)與輸入輸出信號(hào)。編碼器追蹤生產(chǎn)線速度并觸發(fā)線陣掃描CCD相機(jī)采集紙張圖像；其中，所述編碼器信號(hào)包括RS422、TTL0
[0044]圖像處理裝置、數(shù)據(jù)分析與管理服務(wù)器放置在監(jiān)控室9，圖像采集裝置放置在生產(chǎn)線紙輥收卷端前端區(qū)域10。
[0045]當(dāng)系統(tǒng)中檢測(cè)到缺陷信息時(shí)，系統(tǒng)會(huì)觸發(fā)控制單元控制報(bào)警燈報(bào)警。同時(shí)，系統(tǒng)實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)當(dāng)前缺陷數(shù)量與具體缺陷種類、位置、圖片等信息。
[0046]本發(fā)明實(shí)施例提供的在線紙病檢測(cè)系統(tǒng)具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0047](1)由管理端服務(wù)器統(tǒng)一控制與協(xié)調(diào)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，即集各種功能與一體，統(tǒng)一控制與管理，方便操作與監(jiān)控；
[0048](2)運(yùn)用相機(jī)微調(diào)裝置，降低了現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試難度，提高了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)的效率與安全性；
[0049](3)結(jié)合紙病信息特征，合理調(diào)整光源亮度，保證滿足圖像處理系統(tǒng)處理要求；
[0050](4)設(shè)置不同的檢測(cè)參數(shù)與檢測(cè)級(jí)別，保證滿足不同生產(chǎn)任務(wù)的質(zhì)量檢測(cè)需求；
[0051](5)實(shí)時(shí)自適應(yīng)識(shí)別紙張寬度大小，保證采集圖像的有效性；
[0052](6)根據(jù)生產(chǎn)線運(yùn)行速度的變化，實(shí)時(shí)改變圖像采集裝置中相機(jī)的行掃描頻率，保證采集圖像不失真；
[0053](7)在實(shí)際應(yīng)用中，可將圖像處理系統(tǒng)和管理端服務(wù)器放置在監(jiān)控室，遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)與控制圖像采集端系統(tǒng)，改善了工人的工作環(huán)境與工作量；
[0054](8)配備不間斷電源系統(tǒng)，可保證系統(tǒng)在外部電源故障的情況下持續(xù)工作30min以上。
[0055]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和替換，這些改進(jìn)和替換也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種在線紙病檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括: 至少一臺(tái)圖像采集裝置，用于采集紙張信號(hào)，并將采集到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并通過(guò)線路傳輸至圖像處理單元； 圖像處理裝置，其用于對(duì)接收的電信號(hào)進(jìn)行處理，分割與識(shí)別圖像中的缺陷信息，將缺陷信息進(jìn)行打包與位置標(biāo)記，并將缺陷結(jié)果傳輸至數(shù)據(jù)分析與控制端服務(wù)器； 數(shù)據(jù)分析與控制端服務(wù)器，其用于對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行管理與顯示，對(duì)缺陷信息進(jìn)行質(zhì)量統(tǒng)計(jì)與分析，并監(jiān)控圖像采集裝置和圖像處理單元的實(shí)施過(guò)程； UPS電源裝置，與上述部件進(jìn)行電連接，為上述部件提供不間斷電源。
2.如權(quán)利要求1所述的在線紙病檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像采集裝置包括線陣掃描CCD相機(jī)、亮度可調(diào)節(jié)的LED線性光源和相機(jī)微調(diào)裝置； 所述線陣掃描CCD相機(jī)位于紙輥設(shè)備的上方，且通過(guò)外觸發(fā)接口與編碼器相連接； 所述LED線性光源位于紙輥設(shè)備的下方； 所述相機(jī)微調(diào)裝置對(duì)相機(jī)的高度與角度進(jìn)行精確調(diào)整與定位。
3.如權(quán)利要求2所述的在線紙病檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像處理裝置包括工控機(jī)機(jī)組，所述工控機(jī)機(jī)組與線陣掃描CCD相機(jī)通過(guò)數(shù)據(jù)線連接。
4.如權(quán)利要求1所述的在線紙病檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)分析與控制端服務(wù)器包括檢測(cè)參數(shù)設(shè)置模塊、檢測(cè)過(guò)程與檢測(cè)結(jié)果控制模塊、系統(tǒng)硬件設(shè)備運(yùn)行狀況監(jiān)控模塊、信號(hào)控制模塊、TCP/IP以太網(wǎng)總線通訊模塊； 其中，檢測(cè)參數(shù)設(shè)置模塊用于預(yù)先設(shè)置檢測(cè)參數(shù)； 檢測(cè)過(guò)程與檢測(cè)結(jié)果控制模塊用于對(duì)檢測(cè)過(guò)程的控制、檢測(cè)結(jié)果的管理； 信號(hào)控制模塊，控制外觸發(fā)與輸入輸出信號(hào)。
5.如權(quán)利要求2所述的在線紙病檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述編碼器追蹤生產(chǎn)線速度并觸發(fā)線陣掃描CXD相機(jī)采集紙張圖像；其中，所述編碼器信號(hào)包括RS422、TTL0
6.如權(quán)利要求3所述的在線紙病檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述線陣掃描CCD相機(jī)與工控機(jī)機(jī)組連接的形式包括CameraLink、以太網(wǎng)、1394或USB。
7.如權(quán)利要求1所述的在線紙病檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像處理裝置、數(shù)據(jù)分析與管理服務(wù)器放置在監(jiān)控室，所述圖像采集裝置放置在生產(chǎn)線檢測(cè)工作區(qū)。
8.如權(quán)利要求1所述的在線紙病檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述在線紙病檢測(cè)系統(tǒng)與造紙機(jī)生產(chǎn)線聯(lián)機(jī)運(yùn)行。
【文檔編號(hào)】G01N21/88GK103913460SQ201310000710
【公開日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2013年1月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月4日
【發(fā)明者】徐江偉, 王秀麗, 許偉麗, 王新新, 任婕, 鄒偉金, 董新橋, 劉永豐, 李晨 申請(qǐng)人:北京兆維電子(集團(tuán))有限責(zé)任公司