基于机器视觉的烟支检测系统的设计

章 磊，李 耀，刘光徽

（南京财经大学 信息工程学院，江苏 南京 210046）

空头和缺支是卷烟包装中常见的生产缺陷。所谓空头即烟支中烟丝不饱满，在顶部形成空凹，国标GB/T22838中对烟支空头的界定是烟丝表面空凹大于1mm即为空头。缺支是指在烟支包装过程中，烟支的装入量小于规定烟包的数量。

空头和缺支都属于生产质量问题，应在包装检验的过程中加以剔除。目前，烟厂大多采用机械式、红外光电检测式的自动检测系统，这些系统结构大多非常复杂，系统维护成本及故障率较高。

本文提出了一种基于机器视觉的烟支质量检测系统的设计。系统利用CMOS数字摄像头及ARM控制器构成图像采集系统，实现了包装线上烟包实时监控、质量判定及剔除功能。

1 系统结构

系统结构框图如图1所示，系统以LPC2368为主控制器。LPC2368为NXP公司推出的基于ARM7TDMI内核的微控制器，其内部集成了58 KB RAM及512 KB ROM、USB2.0控制器、高速AD/DA转换器等，并有丰富的I/O管脚，完全可以满足系统中数字图像采集、处理以及判定算法的需求。

实际应用包含空头和缺支检测两套系统，系统硬件结构完全一样，分置于生产流水线的两侧。检测摄像头采用的是CMOS数字摄像头 OV7620，控制器通过逻辑电路控制摄像头的采集操作，并读取图像信息；光电传感器采用Autonics的BF3R型光纤放大器，当烟支包装盒进入检测区域时，光纤放大器输出低电平，系统开始图像采集；系统中还包含有一个超高亮度的LED作为图像采集补充光源，控制器通过驱动电路控制LED的亮灭；……