烟草异物智能剔除系统中相机优化系统的研究

高铁功 蒋太耕 甘建军

摘   要：随着烟草企业对质量的严格把控，对生产线工艺有着严格的把控。尤其是对烟草中的异物，绝对不能进入产线中，必须要检测剔除。烟草异物智能剔除系统就是专门用于检测烟草中的各种杂物，其通过图像实时检测，通过软件分析，并通过执行机构将杂物剔除。该系统中，图像系统是关键所在，为了提升检测效果，之前是一台相机对应一台软件电脑系统，随着技术的发展，可以实现多台相机共用一台软件电脑系统，这样简化的硬件，可减少故障点，同时降低了成本，优化了效率。

关键词：烟草企业  相机系统  软件分析系统  一拖六相机架构

中图分类号：TS43                                   文献标识码：A                        文章編号：1674-098X（2019）09（c）-0083-02

烟草企业现在对质量把控非常严格，尤其是烟草中的杂物，绝对不能流入到产线中，否则会引起质量事故。因此在烟草工艺产线中引入了烟草异物智能检测剔除系统，该系统能有效检测烟草中的杂物，实时分析杂物，并将杂物剔除，能有效把控烟草质量。

烟草异物智能剔除系统中图像系统是整个系统的核心，通过图像检测系统能实时检测烟草图像，并通过软件分析杂物情况，来实时执行将杂物剔除。目前常用的图像系统是一台相机对应一套软件电脑系统，随着技术的提升，本文详细介绍了一种六台相机共用一套软件分析电脑平台，简化了硬件，提升了效率。

1  烟草异物智能剔除系统介绍

烟草异物智能剔除系统是烟草系统中目前应用比较广泛的烟草异物检测剔除系统，该系统通过对烟草实时在线拍照，实时后台软件分析，判断杂物位置信息，通过高速气动执行机构将杂物剔除，有效提升烟草工艺质量。

烟草异物智能剔除系统主要由高速摊薄系统，图像检测系统，软件分析系统平台，剔除执行平台，电气控制系统等架构构成，其中图像检测和软件分析平台是系统的关键所在。图1是烟草异物智能剔除系统图片。

烟草异物智能剔除系统中的图像系统由相机检测系统，软件分析电脑系统，光源系统等构成，相机实时拍摄烟草图片，软件分析平台实时接收图片进行软件分析计算，实时判断杂物位置类型等信息，然后将杂物信息通过高速总线给剔除执行架构进行剔除杂物。

2  烟草异物智能检测系统中相机优化系统实现

2.1 目前常规架构

目前烟草异物智能剔除系统中图像系统架构主要由上下各三台高速线扫描相机，各自独立的一对一的软件电脑平台，然后统一的共用的操作调用平台来实现的。这样的架构硬件比较繁琐，同时存在通讯的问题，软件分析平台需要内部通讯实现共享资源，效率不是很好。

2.2 一拖六相机图像系统解决方案原理实现

为了提升图像检测效果，简化硬件平台架构，提升资源的高速共享效率，提出了六台相机共用一套软件分析电脑平台，这样就避免了因多路通讯带来的一些问题点。

（1）六台相机通过相机通讯线缆连接到电脑上，高速电脑通过PIE板卡插入三张两通道的图像采集板卡。（2）图像数据通过采集板卡实时采集，通过高速电脑高速背板通讯给软件系统。（3）软件系统实时共用一套软件分析平台实时分析六路图像数据。（4）最后并联输出一组杂物信息给执行机构，执行机构实时响应处理剔除杂物。如图2。

2.3 优化后的图像系统的优势

采用一台高配置的工作站代替原有的上下位工控机控制系统，也就是我们最新的一拖六系统，采用一拖六系统首先成本上节省了两台下位工控机和一台上位工控机，其次一拖六的系统所有的控制处理都在一台工作站内完成，没有了上下位之间的网络通讯，避免了因为网络通讯问题造成的设备故障和剔除效果下降等情况，再者，一拖六系统采用的高配置工作站比之前的一拖二系统的工控机性能提升很多，处理速度也提升很多，可以实现更复杂的计算方式，与之配套的剔除软件也进行了更新，目前已经投入使用的厂家剔除效果提升明显。

3  结语

烟草异物智能剔除系统能很好的满足烟草企业对质量的要求，能提升烟草质量。同时随着技术的发展，为了能更好的提升检测效果，简化硬件结构，降低故障。本文提出了图像系统中一拖六的相机系统，采用一台高配置的工作站代替原有的上下位工控机控制系统，避免了因为网络通讯问题造成的设备故障和剔除效果下降等情况，同时处理速度也提升很多，可以实现更复杂的计算方式，能更好的满足烟草工艺质量的要求。

参考文献

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