CN113249949B - 用于自动化弹棉结构的出棉质量判断系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于自动化弹棉结构的出棉质量判断系统，包括：自动化弹棉结构，包括机架、输送机构、弹棉执行机构和输出机构，所述输出机构用于输出经过弹棉处理后的棉花层体；质量解析机构，用于基于接收到的参考比例确定对应的出棉质量等级；其中，确定的对应的出棉质量等级与接收到的参考比例呈现单调正相关的对应关系。本发明还涉及一种用于自动化弹棉结构的出棉质量判断方法。本发明的用于自动化弹棉结构的出棉质量判断系统及方法逻辑紧凑、鉴定智能。由于能够采用针对性的智能化处理机制和智能化识别机制对自动化弹棉花机的制造的棉层执行表面视觉数据处理和杂质分别程度的辨别，从而保证自动化弹棉结构出棉质量判断的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及棉花检验领域，尤其涉及一种用于自动化弹棉结构的出棉质量判断系统及方法。
背景技术
大型弹棉花机在延续了上一代弹棉花机所有优点的同时，又新加了更人性化的功能，可以调节出棉宽度、大木筒卷棉压揉、风机吸尘为一体的棉胎加工的专用机械。大型弹棉花机适用于各级皮棉、旧棉被胎、短化纤等物品的清弹和开松。
自动化弹棉花机具有一次成型，开松梳理棉花，耗电低，占地小等特点。精细弹花机梳理成型的棉被柔软，疏松，贴身等特点。通过自动化弹棉花机加工的纤维无损伤，生产的棉胎纤维且均匀地相互交粘着，所以制作好的棉胎不易分家。
目前，在使用自动化弹棉花机执行棉花层体的制造过程中，其制造的成品质量普遍采用人工肉眼的观察模式进行，即对制造获得的棉花层体的表面的雪白程度以及杂质程度执行现场的识别，进而对自动化弹棉花机的出棉质量进行有效判断。显然，这种人工判断模式精度不足。
发明内容
为了解决相关领域的技术问题，本发明提供了一种用于自动化弹棉结构的出棉质量判断系统及方法，能够采用针对性的智能化处理机制和智能化识别机制对自动化弹棉花机的制造的棉层执行表面视觉数据处理和杂质分别程度的辨别，从而为出棉质量的判断提供关键的参考数据。
为此，本发明至少具备以下两处关键的发明点：
(1)获取针对性处理后的出棉成像图像中由棉花像素点围设的最大面积区域作为待识别区域，获取所述待识别区域中的棉花像素点的数量以作为第一代表数量，获取所述待识别区域中的非棉花像素点的数量以作为第二代表数量，将所述第一代表数量除以所述第二代表数量以获得参考比例，并基于所述参考比例确定对应的出棉质量等级，从而实现自动化弹棉结构出棉质量等级的智能化辨别；
(2)采用包括锐化处理设备、颜色校正设备、灰度鉴别机构、区域划分机构以及构造辨别机构实现出棉成像图像的针对性处理和识别。
根据本发明的一方面，提供了一种用于自动化弹棉结构的出棉质量判断系统，所述系统包括：
自动化弹棉结构，包括机架、输送机构、弹棉执行机构和输出机构，所述输送机构、所述弹棉执行机构和所述输出机构都设置在所述机架上，所述弹棉执行机构的一端与所述输送机构连接，所述弹棉执行机构的另一端与所述输出机构连接，所述输出机构用于输出经过弹棉处理后的棉花层体；
俯视成像结构，设置在所述输出机构的上方，用于在所述弹棉执行机构处于工作模式时，执行对所述棉花层体的实时成像操作，以获得对应的实时层体图像；
锐化处理设备，与所述俯视成像结构连接，用于对接收到的实时层体图像执行锐化处理，以获得即时锐化图像；
颜色校正设备，与所述锐化处理设备连接，用于对接收到的即时锐化图像执行颜色校正处理，以获得现场校正图像；
灰度鉴别机构，与所述颜色校正设备连接，用于基于棉花灰度数值分布范围识别所述现场校正图像中的各个棉花像素点和各个非棉花像素点；
区域划分机构，与所述灰度鉴别机构连接，用于将所述现场校正图像中由棉花像素点围设的最大面积区域作为待识别区域输出；
构造辨别机构，与所述区域划分机构连接，用于获取所述待识别区域中的棉花像素点的数量以作为第一代表数量，获取所述待识别区域中的非棉花像素点的数量以作为第二代表数量，将所述第一代表数量除以所述第二代表数量以获得参考比例；
质量解析机构，与所述构造辨别机构连接，用于基于所述参考比例确定对应的出棉质量等级；
其中，基于所述参考比例确定对应的出棉质量等级包括：确定的对应的出棉质量等级与所述参考比例呈现单调正相关的对应关系；
其中，将所述现场校正图像中由棉花像素点围设的最大面积区域作为待识别区域输出包括：所述最大面积区域为所述现场校正图像中由棉花像素点封闭的面积最大的区域。
根据本发明的另一方面，还提供了一种用于自动化弹棉结构的出棉质量判断方法，所述方法包括：
使用自动化弹棉结构，包括机架、输送机构、弹棉执行机构和输出机构，所述输送机构、所述弹棉执行机构和所述输出机构都设置在所述机架上，所述弹棉执行机构的一端与所述输送机构连接，所述弹棉执行机构的另一端与所述输出机构连接，所述输出机构用于输出经过弹棉处理后的棉花层体；
使用俯视成像结构，设置在所述输出机构的上方，用于在所述弹棉执行机构处于工作模式时，执行对所述棉花层体的实时成像操作，以获得对应的实时层体图像；
使用锐化处理设备，与所述俯视成像结构连接，用于对接收到的实时层体图像执行锐化处理，以获得即时锐化图像；
使用颜色校正设备，与所述锐化处理设备连接，用于对接收到的即时锐化图像执行颜色校正处理，以获得现场校正图像；
使用灰度鉴别机构，与所述颜色校正设备连接，用于基于棉花灰度数值分布范围识别所述现场校正图像中的各个棉花像素点和各个非棉花像素点；
使用区域划分机构，与所述灰度鉴别机构连接，用于将所述现场校正图像中由棉花像素点围设的最大面积区域作为待识别区域输出；
使用构造辨别机构，与所述区域划分机构连接，用于获取所述待识别区域中的棉花像素点的数量以作为第一代表数量，获取所述待识别区域中的非棉花像素点的数量以作为第二代表数量，将所述第一代表数量除以所述第二代表数量以获得参考比例；
使用质量解析机构，与所述构造辨别机构连接，用于基于所述参考比例确定对应的出棉质量等级；
其中，基于所述参考比例确定对应的出棉质量等级包括：确定的对应的出棉质量等级与所述参考比例呈现单调正相关的对应关系；
其中，将所述现场校正图像中由棉花像素点围设的最大面积区域作为待识别区域输出包括：所述最大面积区域为所述现场校正图像中由棉花像素点封闭的面积最大的区域。
本发明的用于自动化弹棉结构的出棉质量判断系统及方法逻辑紧凑、鉴定智能。由于能够采用针对性的智能化处理机制和智能化识别机制对自动化弹棉花机的制造的棉层执行表面视觉数据处理和杂质分别程度的辨别，从而保证自动化弹棉结构出棉质量判断的可靠性。
附图说明
以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：
图1为根据本发明实施方案示出的用于自动化弹棉结构的出棉质量判断系统及方法使用的自动化弹棉结构的结构示意图。
具体实施方式
下面将对本发明的用于自动化弹棉结构的出棉质量判断系统及方法的实施方案进行详细说明。
棉花，是锦葵科棉属植物的种子纤维，原产于亚热带。植株灌木状，在热带地区栽培可长到6米高，一般为1到2米。花朵乳白色，开花后不久转成深红色然后凋谢，留下绿色小型的蒴果，称为棉铃。锦铃内有棉籽，棉籽上的茸毛从棉籽表皮长出，塞满棉铃内部。棉铃成熟时裂开，露出柔软的纤维。纤维白色至白中带黄，长约2至4厘米，含纤维素约87-90％。
小型的弹棉花机，其弹花部位由三对木鼓组成，每对皆分为内外鼓，形如半圆，内鼓外面钉有锯条50根，外鼓里面钉有锯条40根；内鼓装在外鼓里面，安有铁轴可以转动，动力亦依靠人力踏动脚踏板，传动机构由大小飞轮、皮带盘、皮带、齿轮、滚轴等组成。工作时，先将皮棉平铺在机体盖上，用滚轴带住，然后工人踏动踏板，全机开始转动，皮棉由滚轴带入机内，依次经过三对内外鼓，经锯条摩擦后皮棉即弹松成为絮棉，随竹廉从出棉口出来，经压棉杖轻压，成为薄絮片，全过程除最初铺棉用手工外，其余均在机内完成。
目前，在使用自动化弹棉花机执行棉花层体的制造过程中，其制造的成品质量普遍采用人工肉眼的观察模式进行，即对制造获得的棉花层体的表面的雪白程度以及杂质程度执行现场的识别，进而对自动化弹棉花机的出棉质量进行有效判断。显然，这种人工判断模式精度不足。
为了克服上述不足，本发明搭建了一种用于自动化弹棉结构的出棉质量判断系统及方法，能够有效解决相应的技术问题。
图1为根据本发明实施方案示出的用于自动化弹棉结构的出棉质量判断系统及方法使用的自动化弹棉结构的结构示意图。
根据本发明实施方案示出的用于自动化弹棉结构的出棉质量判断系统包括：
自动化弹棉结构，如图1所示，包括机架、输送机构、弹棉执行机构和输出机构，所述输送机构、所述弹棉执行机构和所述输出机构都设置在所述机架上，所述弹棉执行机构的一端与所述输送机构连接，所述弹棉执行机构的另一端与所述输出机构连接，所述输出机构用于输出经过弹棉处理后的棉花层体；
俯视成像结构，设置在所述输出机构的上方，用于在所述弹棉执行机构处于工作模式时，执行对所述棉花层体的实时成像操作，以获得对应的实时层体图像；
锐化处理设备，与所述俯视成像结构连接，用于对接收到的实时层体图像执行锐化处理，以获得即时锐化图像；
颜色校正设备，与所述锐化处理设备连接，用于对接收到的即时锐化图像执行颜色校正处理，以获得现场校正图像；
灰度鉴别机构，与所述颜色校正设备连接，用于基于棉花灰度数值分布范围识别所述现场校正图像中的各个棉花像素点和各个非棉花像素点；
区域划分机构，与所述灰度鉴别机构连接，用于将所述现场校正图像中由棉花像素点围设的最大面积区域作为待识别区域输出；
构造辨别机构，与所述区域划分机构连接，用于获取所述待识别区域中的棉花像素点的数量以作为第一代表数量，获取所述待识别区域中的非棉花像素点的数量以作为第二代表数量，将所述第一代表数量除以所述第二代表数量以获得参考比例；
质量解析机构，与所述构造辨别机构连接，用于基于所述参考比例确定对应的出棉质量等级；
其中，基于所述参考比例确定对应的出棉质量等级包括：确定的对应的出棉质量等级与所述参考比例呈现单调正相关的对应关系；
其中，将所述现场校正图像中由棉花像素点围设的最大面积区域作为待识别区域输出包括：所述最大面积区域为所述现场校正图像中由棉花像素点封闭的面积最大的区域。
接着，继续对本发明的用于自动化弹棉结构的出棉质量判断系统的具体结构进行进一步的说明。
在所述用于自动化弹棉结构的出棉质量判断系统中：
基于棉花灰度数值分布范围识别所述现场校正图像中的各个棉花像素点和各个非棉花像素点包括：将所述现场校正图像中灰度值在所述棉花灰度数值分布范围内的像素点作为棉花像素点。
在所述用于自动化弹棉结构的出棉质量判断系统中：
基于棉花灰度数值分布范围识别所述现场校正图像中的各个棉花像素点和各个非棉花像素点包括：将所述现场校正图像中灰度值在所述棉花灰度数值分布范围外的像素点作为非棉花像素点。
在所述用于自动化弹棉结构的出棉质量判断系统中：
所述俯视成像结构还用于在所述弹棉执行机构处于休眠模式时，停止执行对所述棉花层体的实时成像操作。
所述用于自动化弹棉结构的出棉质量判断系统中还可以包括：
数据库存储机构，与所述指令解析机构连接，用于存储参考比例与对应的出棉质量等级的对应关系；
其中，所述锐化处理设备、所述颜色校正设备、所述灰度鉴别机构、所述区域划分机构以及所述构造辨别机构都设置在所述机架内。
根据本发明实施方案示出的用于自动化弹棉结构的出棉质量判断方法包括：
使用自动化弹棉结构，如图1所示，包括机架、输送机构、弹棉执行机构和输出机构，所述输送机构、所述弹棉执行机构和所述输出机构都设置在所述机架上，所述弹棉执行机构的一端与所述输送机构连接，所述弹棉执行机构的另一端与所述输出机构连接，所述输出机构用于输出经过弹棉处理后的棉花层体；
使用俯视成像结构，设置在所述输出机构的上方，用于在所述弹棉执行机构处于工作模式时，执行对所述棉花层体的实时成像操作，以获得对应的实时层体图像；
使用锐化处理设备，与所述俯视成像结构连接，用于对接收到的实时层体图像执行锐化处理，以获得即时锐化图像；
使用颜色校正设备，与所述锐化处理设备连接，用于对接收到的即时锐化图像执行颜色校正处理，以获得现场校正图像；
使用灰度鉴别机构，与所述颜色校正设备连接，用于基于棉花灰度数值分布范围识别所述现场校正图像中的各个棉花像素点和各个非棉花像素点；
使用区域划分机构，与所述灰度鉴别机构连接，用于将所述现场校正图像中由棉花像素点围设的最大面积区域作为待识别区域输出；
使用构造辨别机构，与所述区域划分机构连接，用于获取所述待识别区域中的棉花像素点的数量以作为第一代表数量，获取所述待识别区域中的非棉花像素点的数量以作为第二代表数量，将所述第一代表数量除以所述第二代表数量以获得参考比例；
使用质量解析机构，与所述构造辨别机构连接，用于基于所述参考比例确定对应的出棉质量等级；
其中，基于所述参考比例确定对应的出棉质量等级包括：确定的对应的出棉质量等级与所述参考比例呈现单调正相关的对应关系；
其中，将所述现场校正图像中由棉花像素点围设的最大面积区域作为待识别区域输出包括：所述最大面积区域为所述现场校正图像中由棉花像素点封闭的面积最大的区域。
接着，继续对本发明的用于自动化弹棉结构的出棉质量判断方法的具体步骤进行进一步的说明。
所述用于自动化弹棉结构的出棉质量判断方法中：
基于棉花灰度数值分布范围识别所述现场校正图像中的各个棉花像素点和各个非棉花像素点包括：将所述现场校正图像中灰度值在所述棉花灰度数值分布范围内的像素点作为棉花像素点。
所述用于自动化弹棉结构的出棉质量判断方法中：
基于棉花灰度数值分布范围识别所述现场校正图像中的各个棉花像素点和各个非棉花像素点包括：将所述现场校正图像中灰度值在所述棉花灰度数值分布范围外的像素点作为非棉花像素点。
所述用于自动化弹棉结构的出棉质量判断方法中：
所述俯视成像结构还用于在所述弹棉执行机构处于休眠模式时，停止执行对所述棉花层体的实时成像操作。
所述用于自动化弹棉结构的出棉质量判断方法中：
使用数据库存储机构，与所述指令解析机构连接，用于存储参考比例与对应的出棉质量等级的对应关系；
其中，所述锐化处理设备、所述颜色校正设备、所述灰度鉴别机构、所述区域划分机构以及所述构造辨别机构都设置在所述机架内。
另外，在所述用于自动化弹棉结构的出棉质量判断系统及方法中，还使用模式检测机构，分别与所述俯视成像结构和所述弹棉执行机构连接，用于将检测到的所述弹棉执行机构的当前模式发送给所述俯视成像结构；
其中，将检测到的所述弹棉执行机构的当前模式发送给所述俯视成像结构包括：当检测到所述弹棉执行机构的当前模式为休眠模式时，向所述俯视成像结构发送第一检测信号；以及将检测到的所述弹棉执行机构的当前模式发送给所述俯视成像结构包括：当检测到所述弹棉执行机构的当前模式为工作模式时，向所述俯视成像结构发送第二检测信号。
尽管本发明已经按照目前的优选实施例进行了描述，还应该理解透露的内容不能仅仅被上述有限的描述解释。经过对上述描述的阅读，各种对本发明的替换和修改对于这些本领域的普通技术人员来说无疑的是显而易见的。因此，意味着附加权利要求被解释为覆盖了所有的全部在本发明的“实质”的精神和范围中的替换和修改。
Claims (6)
1.一种用于自动化弹棉结构的出棉质量判断系统，其特征在于，所述系统包括：
自动化弹棉结构，包括机架、输送机构、弹棉执行机构和输出机构，所述输送机构、所述弹棉执行机构和所述输出机构都设置在所述机架上，所述弹棉执行机构的一端与所述输送机构连接，所述弹棉执行机构的另一端与所述输出机构连接，所述输出机构用于输出经过弹棉处理后的棉花层体；
俯视成像结构，设置在所述输出机构的上方，用于在所述弹棉执行机构处于工作模式时，执行对所述棉花层体的实时成像操作，以获得对应的实时层体图像；
锐化处理设备，与所述俯视成像结构连接，用于对接收到的实时层体图像执行锐化处理，以获得即时锐化图像；
颜色校正设备，与所述锐化处理设备连接，用于对接收到的即时锐化图像执行颜色校正处理，以获得现场校正图像；
灰度鉴别机构，与所述颜色校正设备连接，用于基于棉花灰度数值分布范围识别所述现场校正图像中的各个棉花像素点和各个非棉花像素点；
区域划分机构，与所述灰度鉴别机构连接，用于将所述现场校正图像中由棉花像素点围设的最大面积区域作为待识别区域输出；
构造辨别机构，与所述区域划分机构连接，用于获取所述待识别区域中的棉花像素点的数量以作为第一代表数量，获取所述待识别区域中的非棉花像素点的数量以作为第二代表数量，将所述第一代表数量除以所述第二代表数量以获得参考比例；
质量解析机构，与所述构造辨别机构连接，用于基于所述参考比例确定对应的出棉质量等级；
其中，基于所述参考比例确定对应的出棉质量等级包括：确定的对应的出棉质量等级与所述参考比例呈现单调正相关的对应关系；
其中，将所述现场校正图像中由棉花像素点围设的最大面积区域作为待识别区域输出包括：所述最大面积区域为所述现场校正图像中由棉花像素点封闭的面积最大的区域；
基于棉花灰度数值分布范围识别所述现场校正图像中的各个棉花像素点和各个非棉花像素点包括：将所述现场校正图像中灰度值在所述棉花灰度数值分布范围内的像素点作为棉花像素点；
基于棉花灰度数值分布范围识别所述现场校正图像中的各个棉花像素点和各个非棉花像素点包括：将所述现场校正图像中灰度值在所述棉花灰度数值分布范围外的像素点作为非棉花像素点；
模式检测机构，分别与所述俯视成像结构和所述弹棉执行机构连接，用于将检测到的所述弹棉执行机构的当前模式发送给所述俯视成像结构；其中，将检测到的所述弹棉执行机构的当前模式发送给所述俯视成像结构包括：当检测到所述弹棉执行机构的当前模式为休眠模式时，向所述俯视成像结构发送第一检测信号；以及将检测到的所述弹棉执行机构的当前模式发送给所述俯视成像结构包括：当检测到所述弹棉执行机构的当前模式为工作模式时，向所述俯视成像结构发送第二检测信号。
2.如权利要求1所述的用于自动化弹棉结构的出棉质量判断系统，其特征在：
所述俯视成像结构还用于在所述弹棉执行机构处于休眠模式时，停止执行对所述棉花层体的实时成像操作。
3.如权利要求1所述的用于自动化弹棉结构的出棉质量判断系统，其特征在，所述系统还包括：
数据库存储机构，与所述质量 解析机构连接，用于存储参考比例与对应的出棉质量等级的对应关系；
其中，所述锐化处理设备、所述颜色校正设备、所述灰度鉴别机构、所述区域划分机构以及所述构造辨别机构都设置在所述机架内。
4.一种用于自动化弹棉结构的出棉质量判断方法，其特征在于，所述方法包括：
使用自动化弹棉结构，包括机架、输送机构、弹棉执行机构和输出机构，所述输送机构、所述弹棉执行机构和所述输出机构都设置在所述机架上，所述弹棉执行机构的一端与所述输送机构连接，所述弹棉执行机构的另一端与所述输出机构连接，所述输出机构用于输出经过弹棉处理后的棉花层体；
使用俯视成像结构，设置在所述输出机构的上方，用于在所述弹棉执行机构处于工作模式时，执行对所述棉花层体的实时成像操作，以获得对应的实时层体图像；
使用锐化处理设备，与所述俯视成像结构连接，用于对接收到的实时层体图像执行锐化处理，以获得即时锐化图像；
使用颜色校正设备，与所述锐化处理设备连接，用于对接收到的即时锐化图像执行颜色校正处理，以获得现场校正图像；
使用灰度鉴别机构，与所述颜色校正设备连接，用于基于棉花灰度数值分布范围识别所述现场校正图像中的各个棉花像素点和各个非棉花像素点；
使用区域划分机构，与所述灰度鉴别机构连接，用于将所述现场校正图像中由棉花像素点围设的最大面积区域作为待识别区域输出；
使用构造辨别机构，与所述区域划分机构连接，用于获取所述待识别区域中的棉花像素点的数量以作为第一代表数量，获取所述待识别区域中的非棉花像素点的数量以作为第二代表数量，将所述第一代表数量除以所述第二代表数量以获得参考比例；
使用质量解析机构，与所述构造辨别机构连接，用于基于所述参考比例确定对应的出棉质量等级；
其中，基于所述参考比例确定对应的出棉质量等级包括：确定的对应的出棉质量等级与所述参考比例呈现单调正相关的对应关系；
其中，将所述现场校正图像中由棉花像素点围设的最大面积区域作为待识别区域输出包括：所述最大面积区域为所述现场校正图像中由棉花像素点封闭的面积最大的区域；
基于棉花灰度数值分布范围识别所述现场校正图像中的各个棉花像素点和各个非棉花像素点包括：将所述现场校正图像中灰度值在所述棉花灰度数值分布范围内的像素点作为棉花像素点；
基于棉花灰度数值分布范围识别所述现场校正图像中的各个棉花像素点和各个非棉花像素点包括：将所述现场校正图像中灰度值在所述棉花灰度数值分布范围外的像素点作为非棉花像素点；
使用模式检测机构，分别与所述俯视成像结构和所述弹棉执行机构连接，用于将检测到的所述弹棉执行机构的当前模式发送给所述俯视成像结构；其中，将检测到的所述弹棉执行机构的当前模式发送给所述俯视成像结构包括：当检测到所述弹棉执行机构的当前模式为休眠模式时，向所述俯视成像结构发送第一检测信号；以及将检测到的所述弹棉执行机构的当前模式发送给所述俯视成像结构包括：当检测到所述弹棉执行机构的当前模式为工作模式时，向所述俯视成像结构发送第二检测信号。
5.如权利要求4所述的用于自动化弹棉结构的出棉质量判断方法，其特征在：
所述俯视成像结构还用于在所述弹棉执行机构处于休眠模式时，停止执行对所述棉花层体的实时成像操作。
6.如权利要求4所述的用于自动化弹棉结构的出棉质量判断方法，其特征在，所述方法还包括：
使用数据库存储机构，与所述质量 解析机构连接，用于存储参考比例与对应的出棉质量等级的对应关系；
其中，所述锐化处理设备、所述颜色校正设备、所述灰度鉴别机构、所述区域划分机构以及所述构造辨别机构都设置在所述机架内。
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