烘烤專用照相的製造方法
2023-06-24 12:37:51
烘烤專用照相的製造方法
【專利摘要】一種烘烤專用照像機，在烘烤室內設置照明光源，照明光源的光線朝向進行圖像採樣的被烘烤物；在進行圖像採樣的被烘烤物附近設置鏡頭及彩色圖像傳感器，彩色圖像傳感器將採樣的被烘烤物圖像傳送至CPU系統，CPU系統將被烘烤物圖像傳送至遠程控制系統。採用上述技術方案的本發明，自身不攜帶顯示屏及任何手工操按鍵和旋紐，只可通過通訊方式連接到遠程主機或計算機後方能工作，在遠程控制系統控制下靜態拍攝烘烤物圖片並將拍攝到的圖片數據傳送到遠程主機，性能指標適應於拍攝黑暗密閉狀態下烘烤物顏色和形態，顏色保真性能優秀。總之，本發明代替了烘烤人員的眼睛，實現烘烤過程中菸葉圖片的在線靜態拍攝，為烘烤主機採用計算機視覺技術實現菸葉變黃程度、乾燥程度在線檢測識別提供圖像採樣數據。
【專利說明】烘烤專用照相機
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種照相機，具體地說是涉及一種應用在烘烤室內，對被烘烤物進行圖像採集，並能準確呈現被烘烤物顏色漸變過程的專用照相機。
【背景技術】
[0002]目前在菸葉烘烤過程中，烘烤人員都是通過眼睛來不斷地觀察菸葉的顏色變化和形態變化，進而識別判斷出菸葉的變黃程度、乾燥程度，並在此基礎上根據菸葉烘烤工藝的要求調控烤房溫溼度，逐步推進完成菸葉烘烤工藝，這是人工烤菸模式。
[0003]為了進一步降低菸葉烘烤成本、提升烘烤質量，就必須實現菸葉變黃程度、乾燥程度的機器自動檢測，並在此基礎上實現真正意義上的菸葉自動烘烤。
[0004]市場上現有的數位照相機基本上都是結構複雜的手持設備，主要應用於日光環境下人像或物品的攝影，大量的功能在本系統中並不需要，而本系統所需要的一些特殊性能這些通用相機又不能滿足，更重要的是這些相機根本無法在烘烤菸葉的環境中工作。基於以上因素設計發明本烘烤專用照相機。
[0005]專利號為200820220980.6，發明名稱為「密集烤房烘烤過程菸葉狀態的圖像採集裝置」，雖然也提供了一種對菸葉進行圖像採集的裝置，但該裝置僅是簡單的將市場上通用的攝像頭直接搬到烤房上來應用，由於這些簡易的通用攝像頭一般均採用自動暴光及白平衡模式，對於菸葉顏色由綠到黃逐漸變化的烘烤過程來說，所採集到菸葉圖像顏色將存在明顯的顏色失真情況，無法應用於烘烤過程菸葉顏色的正確識別判斷。而且這些通用攝像頭需要較遠的拍攝距離，不方便應用。
[0006]專利號為200710199232.4，發明名稱為「一種工業智能相機」，雖然也公開了一種智能照相機，但是該照相機是應用於工業生產線上進行產品質量在線檢測的裝置，它不需要考慮光源等環境。由於該照相機的主要用途是呈現產品樣本形態以檢測其質量瑕疵，所以其拍攝性能(白平衡等方面並無特別設計)在呈現細微顏色漸變方面與目前市場上的通用照相機處於同樣的技術水平，同樣無法應用於烘烤過程菸葉顏色的正確識別判斷。而且，該智能照相機不僅僅採集圖片，而且要用圖像處理板對採集到的圖片通過一系列視覺檢測工具進行圖象數據處理，而且還外接傳感器和執行器構成更複雜的功能系統，該系統過於複雜，在耐溫耐溼性能方面也無特別設計，也根本無法在烘烤菸葉的高溫高溼環境中工作。
【發明內容】
[0007]本發明的目的是提供一種專用於烘烤過程中菸葉圖片採集的數位照相機。
[0008]為實現上述目的，本發明採用以下技術方案:
一種烘烤專用照像機，在烘烤室內設置照明光源，照明光源的光線朝向進行圖像採樣的被烘烤物；在進行圖像採樣的被烘烤物附近設置鏡頭及彩色圖像傳感器，彩色圖像傳感器將採樣的被烘烤物圖像傳送至CPU系統，CPU系統將被烘烤物圖像傳送至遠程控制系統。
[0009]遠程控制系統將圖像採集命令信號發送至CPU系統，CPU系統輸出觸發信號使彩色圖像傳感器採集圖像。
[0010]所述遠程控制系統根據得到的被烘烤物圖像，需要調整光源亮度時，將亮度調整信號傳送至CPU系統，CPU系統通過光源控制器調節照明光源的亮度。
[0011]所述的照明光源由若干個恆流驅動的LED燈組構成，LED燈組構成面狀光源。
[0012]所述的鏡頭為廣角鏡頭。
[0013]在每個烘烤過程開始時，遠程控制系統將命令CPU系統進行參數初始化，這時彩色圖像傳感器在自動模式下根據被烘烤物實際景像尋找最佳爆光及白平衡參數，最佳爆光及白平衡參數找到後相機將轉入固定拍攝模式，彩色圖像傳感器將在固定的爆光及白平衡參數下完成整個烘烤過程中的被烘烤物圖像採集。
[0014]彩色圖像傳感器的感光面上設置有濾光片。
[0015]採用上述技術方案的本發明，自身不攜帶顯示屏及任何手工操按鍵和旋紐，只可通過通訊方式連接到遠程主機或計算機後方能工作，在遠程控制系統控制下靜態拍攝烘烤物圖片並將拍攝到的圖片數據傳送到遠程主機，性能指標適應於拍攝黑暗密閉狀態下烘烤物顏色和形態，顏色保真性能優秀。總之，本發明代替了烘烤人員的眼睛，實現烘烤過程中菸葉圖片的在線靜態拍攝，為烘烤主機採用計算機視覺技術實現菸葉變黃程度、乾燥程度在線檢測識別提供圖像採樣數據。
[0016]而且，本發明與專利號為200710199232.4相比較，有以下優點:1、充分考慮了檢測現場的環境，不失真地進行農業生產過程中被烘烤物圖片的採集。2、減少了不必要的功能器件，適應於在高溫高溼環境下穩定可靠工作，實現實時監控。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1為本發明的原理框圖。
[0018]圖2為本發明CPU系統、雙口 RAM及485通信接口的電路圖。
[0019]圖3為本發明圖像傳感器及光源控制器的電路圖。
[0020]圖4為本發明電源電路及CPU外圍電路的電路圖。
[0021]圖5為本發明的流程圖。
【具體實施方式】
[0022]下面以烘烤菸葉為例闡述本發明。
[0023]如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5所示，一種烘烤專用照相機，在烘烤室內設置照明光源，照明光源的光線朝向被烘烤菸葉；在被烘烤菸葉附近設置鏡頭及彩色圖像傳感器，在彩色圖像傳感器的感光面上設置有濾光片，彩色圖像傳感器主要由晶片U4及外圍電路構成。彩色圖像傳感器將採集的菸葉烘烤圖像先送至存儲器U2緩存，進而傳送至CPU系統U1，CPU系統Ul對菸葉烘烤圖像進行處理，並將處理後的菸葉烘烤圖像通過通訊接口傳送至遠程控制系統。其中，CPU系統Ul是照相機的中樞，協調控制系統各組件的運行，完成圖片拍攝功能；彩色圖像傳感器、濾光片及鏡頭是成像器件，照明光源為黑暗環境下的拍攝過程提供合適亮度、色溫的光源，數據存儲器用來緩存成像器件輸出的圖片數據。通訊接口電路是照相機與遠程主機的通訊通道，拍攝照片命令及其它各種命令均是通過通訊接口電路傳送到照相機的CPU，拍攝好後的照片也是通過通訊接口電路傳送出去，上述的通訊接口為RS485通信接口 U5。必要地，整個照相機設有供電電路，供電電路為整個照相機系統提供工作電源。在所述的供電電路中，DC-DC控制器U6將輸入的12V電源電壓調節為5V，穩壓器U8、U9、U10繼而分別產生3.3V、2.8V、1.8V的系統工作電源。
[0024]由於本專用照相機用於菸葉烘烤過程中的在線拍攝使用，在其工作時是不允許烘烤人員進入烤房內近距離直接操作照相機的，所以該照相機只能通過通訊的方式遠程操作使用，所以該照相機設計有通訊接口，而不攜帶通用相機所必備的手動操控按鈕和顯示屏。對該相機的所有操控命令需通過通訊方式下達，即:遠程控制系統將圖像採集命令發送至CPU系統，CPU系統輸出觸發信號使彩色圖像傳感器採集圖像，最後相機拍攝好後的照片也是通過通訊方式傳出後再觀察和使用。
[0025]由於本照相機在裝煙室內工作，為了能在更小的拍攝距離範圍內採集到更多面積的菸葉樣本，本相機的鏡頭一般採用廣角鏡頭。同時為了清晰近距離地拍攝大面積的菸葉樣本，本相機的光源系統為一個由多個固態LED燈組構成的面狀光源，為了保證光源亮度穩定以減小對拍攝顏色失真性的影響，對LED燈組的驅動採用恆流驅動。同時，為實現根據不同情況調整光照亮度，本發明中的遠程控制系統根據得到的菸葉烘烤圖像，需要調整光源亮度時，將亮度調整信號傳送至CPU系統，CPU系統通過光源控制器調節照明光源的亮度。如圖2所示，光源控制器主要由LED驅動晶片U7和Ull構成。
[0026]本發明的工作過程是:遠程控制系統將拍攝照片命令通過通訊接口電路傳送到CPU系統後，CPU系統將打開照明光源並啟動彩色圖像傳感器拍攝照片，彩色圖像傳感器將照片數據輸出到數據存儲器後，(PU關閉照明光源，然後將數據存儲器中的圖片數據讀出來並通過通訊接口電路將圖片數據發送到外部主機。在此過程中，由於本照相機安裝在裝煙室內，將在整個烘烤過程中對用戶選定的菸葉樣本在線定期採集圖片，所採集圖片的一個重要用途是用來做為菸葉變黃程度的識別判斷依據，所以本照相機更大程度上是做為一個連續的顏色傳感器在使用。這就要求本照相機所採集的圖片要逼真呈現烘烤過程中菸葉的真實顏色，同時還要求在同一個烤次的所有拍攝過程中顏色傳感器的白平衡、暴光等參數保持一致，以便能真實反映每次採樣之間菸葉顏色的細微變化。為了達到這一目的，本烘烤專用照相機的白平衡及爆光模式採用「自動+固定」的模式，在每個烘烤過程開始時，遠程控制系統將命令CPU系統進行參數初始化，這時彩色圖像傳感器將在自動模式下根據被烘烤物實際景像尋找最佳爆光及白平衡參數，最佳爆光及白平衡參數找到後相機將轉入固定拍攝模式，彩色圖像傳感器將在固定的爆光及白平衡參數下完成整個烘烤過程中的每次菸葉圖片採集。這樣，照片將在固定的拍攝參數下逼真呈現烘烤過程中菸葉顏色的變化過程。
[0027]由於本照相機是在高溼環境下工作的，而其內部又有較多的電子元件，所以該相機的外殼及接插件接口均進行了嚴格的密封防溼處理。上述的密封防溼處理是指:在外殼各部分接縫處填充密封材料，殼體各接插件連接處安裝密封墊片。
[0028]本照相機還能應用在大棗、香菇、辣椒、香蕉、玫瑰花、金銀花、葡萄、木耳、銀耳、蒜、百合、紫菜等農副廣品、海廣品、藥材的供幹生廣中，對提聞廣品質量，有很聞的推廣應用前景。
【權利要求】
1.一種烘烤專用照像機，其特徵在於:在烘烤室內設置照明光源，照明光源的光線朝向進行圖像採樣的被烘烤物；在進行圖像採樣的被烘烤物附近設置鏡頭及彩色圖像傳感器，彩色圖像傳感器將採樣的被烘烤物圖像傳送至CPU系統，CPU系統將被烘烤物圖像傳送至遠程控制系統。
2.根據權利要求1所述的烘烤專用照像機，其特徵在於:遠程控制系統將圖像採集命令信號發送至CPU系統，CPU系統輸出觸發信號使彩色圖像傳感器採集圖像。
3.根據權利要求2所述的烘烤專用照像機，其特徵在於:所述遠程控制系統根據得到的被烘烤物圖像，需要調整光源亮度時，將亮度調整信號傳送至CPU系統，CPU系統通過光源控制器調節照明光源的亮度。
4.根據權利要求1或3所述的烘烤專用照像機，其特徵在於:所述的照明光源由若干個恆流驅動的LED燈組構成，LED燈組構成面狀光源。
5.根據權利要求1所述的烘烤專用照像機，其特徵在於:所述的鏡頭為廣角鏡頭。
6.根據權利要求5所述的烘烤專用照像機，其特徵在於:在每個烘烤過程開始時，遠程控制系統將命令CPU系統進行參數初始化，這時彩色圖像傳感器在自動模式下根據被烘烤物實際景像尋找最佳爆光及白平衡參數，最佳爆光及白平衡參數找到後相機將轉入固定拍攝模式，彩色圖像傳感器將在固定的爆光及白平衡參數下完成整個烘烤過程中的被烘烤物圖像採集。
7.根據權利要求6所述的烘烤專用照像機，其特徵在於:彩色圖像傳感器的感光面上設置有濾光片。
【文檔編號】A24B3/04GK103716598SQ201210372357
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2012年9月29日 優先權日:2012年9月29日
【發明者】張中偉 申請人:鄭州智聯自動化設備有限公司