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基于机器视觉的异性纤维检测系统研究

任长志  
【摘要】:棉花中夹带的异性纤维比重虽然很小,危害却很大。异性纤维检测系统用于检测和清除棉花中的异性纤维,可以有效克服手工挑拣时效率低、产品质量难以控制等一系列缺点。在轧花工艺中采用异性纤维检测系统,可以大大提高产品质量,降低成本。但由于国外产品价格高,又不适合国内的生产状况,所以开发适合国内应用的异性纤维检测装置具有重要意义。 本文对异性纤维检测技术进行了比较深入的分析与研究。在分析国内外异性纤维检测技术现状的基础上,提出在轧花工艺流程中实现自动识别与清除异性纤维的观点。通过分析轧花工艺流程,提出异性纤维检测装置的技术要求。在此基础上对异性纤维识别装置的整体结构进行了设计,并对检测装置各个部分的关键技术进行了详细的讨论。 由于异性纤维的多样性以及与棉纤维的相似性,识别非常困难,关键是寻找异性纤维相似特征以便把异性纤维从背景中提取出来。本文提出了一种彩色聚色分割算法并能够有效地将异性纤维从背景中分割出来。在此基础上,通过提取面积、形状、中心距等特征,采用组合特征的分析方法来进一步处理,以提高系统识别的准确率。 异性纤维检测的最终目的是将异性纤维清除。根据识别和定位提供的信息采用最优的控制策略来有效地清除异性纤维,同时保证高落棉率,本文详细介绍了清除执行系统的软硬件构成及相关的关键技术,并提出了一种清除控制策略,试验结果表明,可以有效清除检测到的异性纤维。 在分析一般图像处理与识别系统的基础上,采用面向对象技术,开发了异性纤维检测与识别系统。在该框架下,可以快速开发出其它工业检测系统。


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