紙病檢測系統(tǒng)出現(xiàn)問題的解決方法

凡不包括在紙張質(zhì)量技術(shù)要求范圍內(nèi)的紙張缺陷均可稱為紙病。典型的紙病有黑斑、亮斑、褶皺、孔洞、爛邊等，若以灰度這一特征看所有紙病不外乎三類：孔洞、黑斑、亮斑。
河南大指造紙裝備集成工程有限公司開發(fā)的dz-wis紙病檢測系統(tǒng)，為基于機(jī)器視覺的紙病檢測系統(tǒng)，其基本原理是：運用多個與車速同步的高分辨率線陣ccd相機(jī)對經(jīng)光源反射或透射的紙幅進(jìn)行逐行掃描，并實時將所捕獲圖像轉(zhuǎn)化為電信號傳輸至計算機(jī)工作站。計算機(jī)工作站運用圖像處理算法對紙幅圖像進(jìn)行處理，分析出各種紙病的圖像和詳細(xì)信息，以多種形式輸出，滿足用戶不同需求。
主要由以下三部分構(gòu)成：圖像采集模塊;計算機(jī)工作站;紙病檢測軟件。以上三個部分，是構(gòu)成紙病檢測系統(tǒng)的核心，它們的有機(jī)結(jié)合可滿足工作車速1500m/min高速紙機(jī)的要求。檢測精度可達(dá)0.1mm2。
紙病檢測系統(tǒng)構(gòu)成示意圖
不同造紙車間的具體環(huán)境往往不同，要滿足用戶的要求，紙病檢測系統(tǒng)必須提高其自身對不同環(huán)境的適應(yīng)性。在dz-wis的安裝調(diào)試過程中，我們經(jīng)歷過振動、高溫、高濕等多種環(huán)境問題給我們帶來的困擾，但也因此努力尋找解決這些問題的方法，并通過對問題的解決使dz-wis系統(tǒng)得到了完善。
比如，紙病檢測系統(tǒng)運行過程中普遍會遇到的難題之一便是環(huán)境光線的變化問題(注：光線直射到檢測區(qū)域無法解決)，理想狀態(tài)下，系統(tǒng)應(yīng)在一個恒定的光照環(huán)境中運行，但實際上很難如此。實際測試過程中，在這個車間能夠正常運行的紙病檢測系統(tǒng)安裝在另一個車間運行卻出現(xiàn)問題，系統(tǒng)正常運行一段時間后便發(fā)生誤報，我們隨即修正參數(shù)使系統(tǒng)恢復(fù)正常，但是一段時間后誤報再次出現(xiàn)，反復(fù)多次也未能徹底解決問題。在排除了程序的問題后，我們開始尋找其他的原因，經(jīng)過車間環(huán)境的對比，發(fā)現(xiàn)該造紙生產(chǎn)車間的頂部、四周窗口均比較多，造成車間內(nèi)部環(huán)境光線早中晚差異較大，僅在某一時間段對系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)根本無法使其在其他時間段保持正常檢測。
對于這一情況，我們所采取的解決方法是，通過動態(tài)調(diào)整相機(jī)曝光時間或增益來動態(tài)保證圖像灰度的穩(wěn)定。這在很大程度排除了外界環(huán)境光的干擾，使系統(tǒng)保持在一個穩(wěn)定的工作狀態(tài)。相機(jī)參數(shù)動態(tài)調(diào)整流程如圖。
相機(jī)參數(shù)動態(tài)調(diào)整流程
需要注意的是，實踐中我們了解到縮小曝光時間可減小因紙張高速運動而造成的圖像模糊，而增大曝光時間某些條件下還會造成圖像里出現(xiàn)橫向黑線條之類干擾，增加相機(jī)的增益會降低圖像的信噪比等等。


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