CN205732018U - 一种基于机器视觉的籽棉污杂物分拣系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于机器视觉的籽棉污杂物分拣系统，包括籽棉预处理模块、籽棉成像模块、图像识别模块和污杂物清除模块，所述籽棉预处理模块用于对籽棉进一步开松使籽棉单层均匀排布，并传送至籽棉成像模块；所述籽棉成像模块用于对预处理后的籽棉进行机器视觉自动采样成像；所述图像识别模块用于对机器视觉获取的图像自动处理并识别出籽棉中的污杂物；所述污杂物清除模块用于将污杂物从籽棉中分拣出。本实用新型能够最大限度地避免污杂物被轧花机轧成细小碎片，甚至轧入棉团内部而难以检测的情况发生，并且能够提高棉花中白色和有色污杂物的检出率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种籽棉中污杂物的自动分拣系统，尤其涉及一种基于机器视觉的籽棉污杂物分拣系统。
背景技术
棉花经过人工或机械清除污杂物之后，往往有少量地膜、化纤等异性纤维进入纺纱、织布、染整阶段，轻者降低生产效率，重者引发机器事故或者质量索赔。棉花中异性纤维的高效、彻底清除，多年以来一直是国内外纺织业亟待解决的一大问题。
目前，棉花中污杂物的分拣可分为两个阶段：第一阶段在籽棉轧花前，一般采用清理机，通过机械梳理、缠绕、抛射和风选等方法，去除棉花中的铃壳、茎叶、木块、石子、尘土，以及尺寸较大的化纤、织物等。但是，籽棉清理机对物理机械性能和棉花相近的异物，包括重量较轻、尺寸较小的异性纤维，清除效果有限。第二阶段在籽棉变成皮棉并经过开清工序以后，这时成团的籽棉已经变成松软、连片的皮棉，可以摊薄、均匀地传送到机器视觉系统检测，获取的图像阴影较少，易于处理、识别。
然而，第一阶段未被清除的异性纤维在进入第二阶段时已经跟随籽棉经过去籽、轧花、开清等工序，一部分轧成了碎片或细丝，尺寸太小而难于检测，还有一部分被裹入棉花纤维团之中，难以被机器视觉“看到”、识别出来。这些细小、破碎、隐藏的污杂物，每吨棉花中只有几克，小而量少、随机分布，形状各异，有的颜色和棉花相近，不管采用人工方法还是或机器视觉技术，很难进一步清除干净。因此，有必要提供一种基于新思路的棉花污杂物检测系统。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于：针对现有技术存在的不足，提供一种籽棉污杂物检测系统，其能够最大限度地避免污杂物被轧花机轧成细小碎片，甚至轧入棉团内部而难以检测的情况发生，并且能够提高棉花中白色和有色污杂物的检出率。
为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：
一种基于机器视觉的籽棉污杂物分拣系统，包括籽棉预处理模块、籽棉成像模块、图像识别模块和污杂物清除模块，所述籽棉预处理模块用于对籽棉进一步开松使籽棉单层均匀排布，并传送至籽棉成像模块；所述籽棉成像模块用于对预处理后的籽棉进行机器视觉自动采样成像；所述图像识别模块用于对机器视觉获取的图像自动处理并识别出籽棉中的污杂物；所述污杂物清除模块用于将污杂物从籽棉中分拣出。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述籽棉成像模块包括双光源照明成像装置和籽棉传送通道，所述双光源照明成像装置包括用于给籽棉提供照明的LED灯和线激光器、以及用于对籽棉进行拍照成像的线扫描相机。
所述双光源照明成像装置为两套，且分别布置于籽棉传送通道的两侧。
每套双光源照明成像装置中，LED灯为两组，线激光器和线扫描相机位于两组LED灯之间，且线激光器的激光发射方向和线扫描相机的镜头对准方向均垂直于籽棉传送通道的传送方向。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本实用新型的分拣系统通过在籽棉机械清理之后、轧花去籽之前对籽棉中重量较轻、尺寸较小的异性纤维污杂物进行机器视觉检测并清除，能最大限度地避免污杂物被轧花机轧成细小碎片，或者轧入棉团内部而难以检测的情况发生。同时，在籽棉成像中采用LED和激光双光源照明成像，根据LED和激光混合照明的特性，在双光源照明条件下，白色和有色污杂物与籽棉区分特征明显，便于区分出籽棉中颜色各异的污杂物，提高棉纱品质。
附图说明
图1为本实用新型的流程示意图。
图2为本实用新型的结构示意图。
图中各标号表示为：21、LED灯；22、线激光器；23、线扫描相机；24、籽棉传送通道；25、籽棉预处理模块；26、籽棉成像模块；27、图像识别模块；28、污杂物清除模块。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明，应当指出，本实用新型的保护范围并不仅局限于下述实施例，在不脱离本实用新型原理的前提下，对本实用新型所作出的任何改进和润饰，均应视为本实用新型的保护范围。
如图1、图2所示，本实用新型的一种基于机器视觉的籽棉污杂物分拣系统，包括籽棉预处理模块25、籽棉成像模块26、图像识别模块27和污杂物清除模块28，籽棉预处理模块25用于对籽棉进一步开松使籽棉单层均匀排布，并传送至籽棉成像模块26；籽棉成像模块26用于对预处理后的籽棉进行机器视觉自动采样成像；图像识别模块27用于对机器视觉获取的图像自动处理并识别出籽棉中的污杂物；污杂物清除模块28用于将污杂物从籽棉中分拣出。
待分拣籽棉样本已经通过籽棉清理机的机械梳理、缠绕、抛射和风选等作用，去除了籽棉中的铃壳、茎叶、木块、石子、尘土，以及尺寸较大的化纤、织物等。
本实施例中，籽棉预处理模块25、图像识别模块27和污杂物清除模块28的结构原理与传统的皮棉污杂物分拣系统中的相同，故在此只作简单说明，不再赘述其详细结构原理。其中，籽棉预处理模块25通过振动、耙平、碾平等机械作用对籽棉进行图像成像前的预处理，使籽棉缠绕结团较少、单层均匀排布，然后通过气流送入籽棉成像模块26；图像识别模块27对机器视觉获取的图像作处理，提取污杂物特征并判断有无污杂物以及污杂物在图像中的位置；污杂物清除模块28通过计算机和PLC控制相应的气阀和喷嘴，利用高压气流对籽棉中的污杂物进行清除。
本实施例中，籽棉成像模块26包括双光源照明成像装置和籽棉传送通道24，图2中箭头表示籽棉传送通道24的传送方向。双光源照明成像装置包括用于给籽棉提供照明的LED灯21和线激光器22、以及用于对籽棉进行拍照成像的线扫描相机23。双光源照明成像装置为两套，且分别布置于籽棉传送通道24的两侧，两套双光源照明成像装置分别用来对籽棉的两侧表面进行拍照成像，以提高检测精度。每套双光源照明成像装置中，LED灯21为两组，线激光器22和线扫描相机23位于两组LED灯21之间，且线激光器22的激光发射方向和线扫描相机23的镜头对准方向均垂直于籽棉传送通道24的传送方向。
本实用新型的分拣系统通过在籽棉机械清理之后、轧花去籽之前对籽棉中重量较轻、尺寸较小的异性纤维污杂物进行机器视觉检测并清除，能最大限度地避免污杂物被轧花机轧成细小碎片，或者轧入棉团内部而难以检测的情况发生。同时，在籽棉成像中采用LED和激光双光源照明成像，根据LED和激光混合照明的特性，在双光源照明条件下，白色和有色污杂物与籽棉区分特征明显，便于区分出籽棉中颜色各异的污杂物，提高棉纱品质。
Claims (4)
1.一种基于机器视觉的籽棉污杂物分拣系统，其特征在于：包括籽棉预处理模块、籽棉成像模块、图像识别模块和污杂物清除模块，所述籽棉预处理模块用于对籽棉进一步开松使籽棉单层均匀排布，并传送至籽棉成像模块；所述籽棉成像模块用于对预处理后的籽棉进行机器视觉自动采样成像；所述图像识别模块用于对机器视觉获取的图像自动处理并识别出籽棉中的污杂物；所述污杂物清除模块用于将污杂物从籽棉中分拣出。
2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的籽棉污杂物分拣系统，其特征在于，所述籽棉成像模块包括双光源照明成像装置和籽棉传送通道，所述双光源照明成像装置包括用于给籽棉提供照明的LED灯和线激光器、以及用于对籽棉进行拍照成像的线扫描相机。
3.根据权利要求2所述的基于机器视觉的籽棉污杂物分拣系统，其特征在于，所述双光源照明成像装置为两套，且分别布置于籽棉传送通道的两侧。
4.根据权利要求3所述的基于机器视觉的籽棉污杂物分拣系统，其特征在于，每套双光源照明成像装置中，LED灯为两组，线激光器和线扫描相机位于两组LED灯之间，且线激光器的激光发射方向和线扫描相机的镜头对准方向均垂直于籽棉传送通道的传送方向。
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