紙病檢測系統出現問題的解決方法

 

　　河南大指造紙裝備集成工程有限公司開發的DZ-WIS紙病檢測系統，為基于機器視覺的紙病檢測系統，其基本原理是：運用多個與車速同步的高分辨率線陣CCD相機對經光源反射或透射的紙幅進行逐行掃描，并實時將所捕獲圖像轉化為電信號傳輸至計算機工作站。計算機工作站運用圖像處理算法對紙幅圖像進行處理，分析出各種紙病的圖像和詳細信息，以多種形式輸出，滿足用戶不同需求。

 

　　主要由以下三部分構成：圖像采集模塊;計算機工作站;紙病檢測軟件。以上三個部分，是構成紙病檢測系統的核心，它們的有機結合可滿足工作車速1500m/min高速紙機的要求。檢測精度可達0.1mm2。

紙病檢測系統構成示意圖

 

　　不同造紙車間的具體環境往往不同，要滿足用戶的要求，紙病檢測系統必須提高其自身對不同環境的適應性。在DZ-WIS的安裝調試過程中，我們經歷過振動、高溫、高濕等多種環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系統得到了完善。

 

　　比如，紙病檢測系統運行過程中普遍會遇到的難題之一便是環境光線的變化問題(注：光線直射到檢測區域無法解決)，理想狀態下，系統應在一個恒定的光照環境中運行，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安裝在另一個車間運行卻出現問題，系統正常運行一段時間后便發生誤報，我們隨即修正參數使系統恢復正常，但是一段時間后誤報再次出現，反復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，經過車間環境的對比，發現該造紙生產車間的頂部、四周窗口均比較多，造成車間內部環境光線早中晚差異較大，僅在某一時間段對系統進行調節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，通過動態調整相機曝光時間或增益來動態保證圖像灰度的穩定。這在很大程度排除了外界環境光的干擾，使系統保持在一個穩定的工作狀態。相機參數動態調整流程如圖。

　　相機參數動態調整流程

 

　　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橫向黑線條之類干擾，增加相機的增益會降低圖像的信噪比等等。