[發(fā)明專利]一種基于圖像采集和DSP算法的棉花導(dǎo)纖自動(dòng)剔除方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210088334.X
• 申請(qǐng)日: 2012-03-30
• 公開（公告）號(hào): CN102660815A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃靜;章涵博
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江理工大學(xué)
• 主分類號(hào): D01G31/00
• 分類號(hào): D01G31/00
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務(wù)所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)機(jī)械化技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于圖像采集和DSP算法的棉花導(dǎo)纖自動(dòng)剔除方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

圖像分割是一種在圖像處理技術(shù)中廣泛應(yīng)用的技術(shù)，在自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)中有非常重要的地位。現(xiàn)有的圖像分割技術(shù)在判斷異物的時(shí)候準(zhǔn)確度不高，容易出現(xiàn)誤判的情況。因此，在棉花“三絲”自動(dòng)剔除系統(tǒng)，準(zhǔn)確識(shí)別和剔除異物，就顯得尤為重要。

由于白色紙張、白色丙綸絲等含有增白劑的物質(zhì)在波長為200nm～400?nm的紫外光照射下會(huì)激發(fā)出400?nm～500?nm明亮的熒光，而棉纖維則直接吸收掉紫外光。因此，在紫外光的照射下，含有增白劑的異物更容易識(shí)別。

棉花吹落采用壓電式噴射技術(shù)，氣體是由一個(gè)和熱感應(yīng)式噴射技術(shù)類似的噴嘴所噴出，但是氣流的形成方式是藉由縮小氣體噴出的區(qū)域來形成。而噴出區(qū)域的縮小，是藉由施加電壓到噴出區(qū)內(nèi)一個(gè)或多個(gè)壓電板來控制的。

中國專利文獻(xiàn)（公開日：?2011年4月6日，公開號(hào)：CN102004076A）公開了一種皮棉中異性纖維的檢測(cè)方法和系統(tǒng)，所述皮棉中異性纖維的檢測(cè)方法包括：步驟1，采集皮棉圖像，獲得皮棉圖像的歸一化直方圖；步驟2，根據(jù)棉花纖維的灰度級(jí)均值和棉花纖維的灰度級(jí)標(biāo)準(zhǔn)差獲得分割所述皮棉圖像中棉花纖維圖像和異性纖維圖像的閾值；步驟3，根據(jù)所述閾值從皮棉圖像中分割異性纖維圖像，并確定異性纖維的含量。上述發(fā)明還提供了一種皮棉中異性纖維的檢測(cè)系統(tǒng)，包括圖像獲取模塊、圖像處理模塊和分割檢測(cè)模塊，該系統(tǒng)提高了待測(cè)皮棉中異性纖維檢測(cè)的效率。

中國專利文獻(xiàn)（公開日：?2009年3月18日，公開號(hào)：CN?101387020A）公開了屬于農(nóng)業(yè)機(jī)械化技術(shù)領(lǐng)域的一種棉花異性纖維剔除系統(tǒng)。它主要由分層裝置、分層管道、開松管道、高速CCD彩色攝像機(jī)、反射鏡、光源、超聲波風(fēng)速傳感器、噴氣嘴組、高速噴氣閥組、壓縮機(jī)和布袋等組成。本發(fā)明提出棉流經(jīng)過分層裝置分層，再經(jīng)過開松管道開松，接著通過高速CCD彩色攝像機(jī)識(shí)別，在發(fā)現(xiàn)異性纖維時(shí)，用超聲波風(fēng)速傳感器檢測(cè)其運(yùn)行速度，再用點(diǎn)陣布置的噴氣嘴組將其噴出。

中國專利文獻(xiàn)（公告日：2009年7月8日，公告號(hào)：CN?201269857Y）一種皮棉中異性纖維的檢測(cè)計(jì)量裝置，其是采用高速彩色CCD或黑白CCD攝像機(jī)對(duì)松散皮棉進(jìn)行掃描，并將掃描信息傳輸給工控機(jī)，通過工控機(jī)內(nèi)安裝的檢測(cè)計(jì)量模塊對(duì)所采集的圖像信號(hào)進(jìn)行處理，發(fā)現(xiàn)異性纖維時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)發(fā)出指令，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)剔除異性纖維，并依據(jù)剔除異性纖維的實(shí)際次數(shù)、典型次數(shù)、檢測(cè)時(shí)間和彩色、黑白識(shí)別精度進(jìn)行計(jì)量，得到皮棉中含有異性纖維的個(gè)數(shù)。

綜上所述，目前在棉花“三絲”的剔除過程中，還沒有一種比較系統(tǒng)的基于棉花三絲圖像采集和DSP算法的棉花異性纖維的自動(dòng)剔除方法和系統(tǒng)的應(yīng)用和實(shí)施，基于棉花三絲圖像采集和DSP算法的棉花異性纖維的自動(dòng)剔除方法和系統(tǒng)具有極高的準(zhǔn)確性。高性價(jià)比的高性價(jià)比的DSP處理器已廣泛應(yīng)用于嵌入式控制系統(tǒng)中。這種以DSP為核心的，并在Linux操作系統(tǒng)下開發(fā)嵌入式系統(tǒng)，方便對(duì)DSP的編程開發(fā)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)棉花異性纖維的定位和自動(dòng)剔除準(zhǔn)確性不高等問題而提供一種具有極高準(zhǔn)確性的基于圖像采集和DSP算法的棉花導(dǎo)纖自動(dòng)剔除方法。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種基于圖像采集和DSP算法的棉花導(dǎo)纖自動(dòng)剔除系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠?qū)Ξ愋岳w維進(jìn)行精確定位，并通過瞬間噴出的高壓氣體，吹掉異纖。

本發(fā)明實(shí)現(xiàn)其第一個(gè)發(fā)明目的所采用的技術(shù)方案是：一種基于圖像采集和DSP算法的棉花導(dǎo)纖自動(dòng)剔除方法，包括以下步驟：

步驟1：皮棉的輸送抓松，利用開松裝置采取邊移動(dòng)，邊抓松，將進(jìn)入的皮棉處理成棉層，棉層在重力和動(dòng)力系統(tǒng)的作用下向下移動(dòng)；該步驟中利用開松裝置采取邊移動(dòng)，邊抓松，將進(jìn)入的皮棉處理成厚度為3cm、松散密度為3.1kg/m3的棉層，棉層在重力和動(dòng)力系統(tǒng)的作用下向下移動(dòng)。

步驟2：皮棉圖像的采集，采集一幀一幀的皮棉圖像，并存入DSP相應(yīng)的存儲(chǔ)單元中；采用在皮棉層輸送通道的兩側(cè)分別設(shè)置光源和線陣高速CCD攝像機(jī)，在光源照射下，由線陣高速CCD攝像機(jī)采集皮棉圖像，并將圖像傳入圖像采集卡。