羊毛污雜物不規(guī)則機器視覺系統(tǒng) - 副本

1、四川大學本科論文羊毛污染物的不規(guī)則機器視覺系統(tǒng)檢測1第一章第一章緒論緒論1.11.1課題背景及意義課題背景及意義我國是世界第二大的羊毛生產(chǎn)國，據(jù)統(tǒng)計，我國在2008年的羊毛產(chǎn)量達到了367687T，羊毛生產(chǎn)在我國的毛紡織業(yè)具有舉足輕重的地位。近幾年來，隨著我們毛紡織工業(yè)的發(fā)展，紡織業(yè)對羊毛質(zhì)量的要求也越來越高，但雖然我國是羊毛生產(chǎn)大國，但是我們的羊毛由于產(chǎn)地、氣候、品種等原因，羊毛的質(zhì)量參差不齊，難以滿足現(xiàn)代毛紡織業(yè)對羊毛質(zhì)量的要。羊毛

2、的質(zhì)量因素只要包括羊毛的纖維細度、離散度、羊毛的求[1?2]強度、彈性、色度等等，然而羊毛之中的污染物也是關系到羊毛質(zhì)量的關鍵因素之一。羊毛中所包含的污染物多種多樣，主要有線狀聚丙烯、包裝材料、黑色纖維、尿黃毛＼屎黃毛、油漆標記、小木塊和石頭等，這些污染物不能同正常的羊毛一樣被染色或等[3]者紡織，極大地影響了羊毛織物的質(zhì)量。以現(xiàn)在的技術(shù)手段，采用物理化學方法還不能從羊毛中自去除這些污染物。在實際生產(chǎn)中，我國普遍采用人工的方式來去除羊毛

3、中的污染物質(zhì)，既安排一批工人在生產(chǎn)線旁，靠工人肉眼的觀察來識別出污染物并通過工人的雙手來去除污染物。然而這種檢測方式的精度完全依賴于工人的工作，但工人的注意力并不是穩(wěn)定不變的，工人的注意力會隨著時間的加長和工作量的增加而出現(xiàn)波動，因此這中檢測方式不可靠，而且效率低下成本高，從長遠來看，不適合長期大規(guī)模應用?，F(xiàn)代的毛紡織業(yè)對于羊毛污染物的檢測要求是檢測精度高，速度快，成本少，單靠人工檢測是完全無法滿足現(xiàn)代毛紡業(yè)的要求的。因此，國內(nèi)外有關機

4、構(gòu)開始在開發(fā)一些用于羊毛纖維檢測的機器視覺系統(tǒng)，機器視覺系統(tǒng)的功能主要通過計算機來實現(xiàn)，利用計算機模擬人或者模擬和人類視覺有關的智能行為，再對客觀世界的圖像中提取信息進行處理后加以理解，最后運用于實際檢測。相對于人工檢測，機器視覺系統(tǒng)具有人工檢測所完全不能比擬的特點，首先機器視覺系統(tǒng)的工作穩(wěn)定，機器視覺系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性并不會隨著工作時間的延長而明顯下降；另外，機器視覺系統(tǒng)不同于人，在工作中如沒有異常狀況發(fā)生并不需要停機，可以實現(xiàn)724小

5、時的不間斷的工作，可以大大地提高生產(chǎn)效率。因為以上的特點，機器視覺系統(tǒng)在異性纖維檢測上的發(fā)展前景十分廣闊。現(xiàn)代的毛紡織業(yè)也對羊毛檢測提出了較高的要求，在以后的未來，采用人工來檢測羊毛污染物的方法必將會被市場所淘汰，為了適應羊毛纖維檢測的高要求，因此需要一種能快夠速檢測出羊毛之中的污染物的機器視覺。雖然羊毛污染物的種類多種多樣，但是根據(jù)它們與羊毛背景之間的顏色區(qū)別，可以大致可以分為兩類：一類是深色的與羊毛背景對比度大的污染物，這類污染物主

6、要是有色四川大學本科論文羊毛污染物的不規(guī)則機器視覺系統(tǒng)檢測3在這方面，中部哈德斯菲爾德大設計了一款機器視覺系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用了34線學[5]的DalsaTrillium線陣式彩色自動相機，掃描頻率固定800線秒，每線2048像素，每秒可以采集高達67M的數(shù)據(jù)（38002048）。該系統(tǒng)采用一主頻為3GHz的CUP和內(nèi)存為1G的電腦作為主機，軟件則采用VisualC和Sapera圖像庫封包編程。由于需要處理的數(shù)據(jù)量巨大，在實際操作中，該系統(tǒng)

7、在處理諸如泰勒變換、RGB到HIS色彩空間變換、邊界檢測等比較復雜一點的算法時，處理的速度過于緩慢。使得系統(tǒng)不能滿足實時在線檢測的要求。在異性纖維檢測方面，中國科學院上海技術(shù)物理研究發(fā)明了一種棉花雜質(zhì)在線自所[6]動檢測裝置，該裝置先將蓬松的棉花通過傳送帶形成厚度在5至8厘米，寬帶在600到100厘米之間扁平狀，再將待檢測的棉花送入CCD和紫外傳感器的檢測區(qū)域中，裝置采用的照明方式為日光燈管結(jié)合低壓紫外線燈，利用可見光和紫外波段對棉花待

8、檢測部分進行照明。由CCD電荷耦合器和對應光學元件構(gòu)成的可見光檢測裝置可以配合傳送帶勻速運輸棉花獲取棉花雜質(zhì)的二維圖像信息。在紫外線檢測方面。該系統(tǒng)采用的是256元線硅光電二極管及對應的光學元件，配合傳送帶勻速運輸棉花獲取在紫外線波段的棉花雜質(zhì)信息。在圖像識別方面，該系統(tǒng)采用計算機利用數(shù)字圖像處理技術(shù)通過Sobel算子進行圖像的邊緣特征提取，從而確定污染物的在圖像中的空間位置。而對于紫外線波段，該系統(tǒng)采用超閾值信號來定位污染物在圖像中的

9、空間位置。最后該系統(tǒng)對可見光和紫外線光的污染物位置信息進行“與”運算判斷是否存在雜質(zhì)，再由計算機控制噴嘴控制器對污染物進行去除。該系統(tǒng)在照明方面有一定的創(chuàng)新，對棉花中的各色雜物能進行有效的去除，對于一些淺色的污染物例如無色透明的尼龍等也有一定的效果。但其在數(shù)據(jù)冗余度方面仍然沒有妥善的解決方案。瑞士的Jossi公司出品的名為VisionShieldCompactGnDirect的機器視，該系統(tǒng)覺[7]采用了兩臺具有數(shù)字圖像處理功能的高速C

10、CD彩色攝像機，能從各個方位檢測通過通道的棉花，并且將收集到的數(shù)據(jù)傳送到計算機處理單元進行分析和處理，系統(tǒng)的軟件具有模糊邏輯處理功能，可以分辨污雜物和原棉色彩之間微笑的差異。該系統(tǒng)可以處理4種不同類型的原棉。產(chǎn)量可以達到1000kgh。臺灣明正公司生產(chǎn)的DG2000A機器視覺系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用了兩臺SuperHADCCD彩色攝像機，照明系統(tǒng)則采用了8只高亮度的燈管進行全面的照明，光譜分析的完整精度達到24Bit。經(jīng)緯紡機公司所生產(chǎn)的型號為