專利名稱：一種籽棉中透明塑料雜質的檢測方法
技術領域：
本發明涉及一種籽棉中透明塑料雜質的檢測方法，屬于棉花加工機械和光學檢測 技術領域。
背景技術：
近年來，在籽棉的采摘、收購、加工等環節中混雜異性雜質，特別是混入籽棉中的 透明塑料異性雜質，如農用地膜、塑料片等。這些異性雜質不僅影響棉花的品質等級，而且 也給后續加工帶來嚴重問題。由于透明塑料異物的外部特征與棉花纖維極為類似，肉眼極 難辨認，目前所采用的人工分揀效率低，勞動強度大，尋求一種技術可靠、成本低廉、高效率 的白色或透明異物檢測方法具有重要意義。目前檢測白色透明異性雜質的方法主要有以下幾種(1)彩色CXD掃描成像法，對與棉花顏色差別極小的透明雜質如地膜等檢測效果 不理想。(2)X光成像法。此系統價格昂貴，異物分辨率低，在國內推廣較為困難。(3)紅外熱成像法。熱成像設備價格昂貴，檢測速度較慢，不具有實際推廣價值。(4)超聲波成像法。成像視場范圍小，成像分辨率低下，對細小異物的檢測不理想， 難以在工業現場應用。同時，在棉花加工的不同階段實施雜物檢測和剔除也相當重要，如果在皮棉加工 階段實施，則由于軋花工序的加工，造成雜物縱向斷裂，橫向分開，數量成倍增加，成為細小 的纖維狀雜質，更加難以識別和剔除，因此，合理的實施階段應該是籽棉加工時期。
發明內容
本發明的目的是為克服已有技術之不足，提出一種籽棉中透明塑料雜質的檢測方 法。本發明具有檢測透明塑料異物效果明顯、結構簡易、成本低廉的特點。本發明提出的籽棉中透明塑料雜質的檢測方法，包括以下步驟(I)LED光源照射于偏振片或偏振玻璃，獲得全光譜偏振光，再將上述偏振光照射 含有透明雜質如農用地膜等的被測籽棉，上述籽棉和雜質混雜在一起經過一個垂直通道實 現自由下落運動，該偏振光經過透明塑料雜質改變偏振狀態后發射；(2)由于照射塑料透明雜質的偏振光引起的干涉，在上述出射偏振光檢偏后，獲得 雜質特征最強的偏振圖像，并成像于CCD傳感器或相機；(3)對上述C⑶傳感器或相機采集的圖像二值化，再運用形態學方法將上述圖像 分割，在該二值化圖像中，每一單個透明雜質是一簇像素聯合體，上述像素聯合體在8連通 范圍內相互連接。利用像素邊緣搜索確定雜質所在面積區域(利用數學形態學方法實現圖 像分割)，計算分割后籽棉和雜質聯合區域內透明雜質橫縱坐標的平均值，作為雜質的質心 坐標；(4)將上述坐標信息結合籽棉的下落速度，確定上述雜質運動中的動態位置坐標；(5)剔除機構獲得上述動態位置坐標，將上述地膜等透明雜質和少量籽棉吹出。本發明提出的籽棉中透明塑料異物的檢測方法，其優點是通過LED光源照射偏 振片或偏振玻璃組成的起偏器，獲得偏振光，并對被測籽棉進行透射。當被測籽棉中出現透 明塑料異性雜質時，視頻裝置采集該異性雜質的偏振光色偏振圖像，經過二值化處理后，圖 像表現為明顯的雜質特征，而無雜質的籽棉圖像不顯示，圖像分割后計算質心坐標，結合質 心坐標和籽棉在下落通道中的下落速度得到噴嘴的開啟位置和開啟時刻。該方法提高了被 測籽棉中異性雜質的識別率。與現有檢測技術相比，本發明的檢測方法操作簡單，檢測成本 低，能夠將現有方法難以檢測到的白色透明雜質檢測出來，然后再進行剔除。
圖1是實施本發明的流程示意框圖；圖2是實施本發明的結構示意軸測圖；圖中1、LED面陣光源；2、被測籽棉；3、CCD傳感器或相機；4、工控機、5、PLC ； 6、圖
像采集卡；7、剔除機構；8、起偏器；9、籽棉下落通道；10、檢偏器；11、高頻電磁閥及噴嘴。其 中起偏器8和檢偏器10采用偏振片或偏振玻璃
具體實施例方式下面結合說明書附圖對本發明籽棉中透明塑料雜質的檢測與剔除方法作進一步 說明。參見圖1和圖2，LED光源1照射于起偏器8，獲得偏振光，上述偏振光照射含有透 明雜質如農用地膜等的被測籽棉2，上述被測棉籽2經過一個垂直下落通道9實現自由下落 運動，該偏振光經過被測籽棉2中的透明雜質時改變偏振狀態后出射；由于照射被測籽棉2中的透明雜質的偏振光引起的雙折射，上述雙折射偏振光經 檢偏器10檢偏后，獲得雜質特征最強的偏振圖像，并成像于CCD傳感器或相機3，該CCD或 相機3由PLC5或工控機4根據一定頻率觸發開啟，拍攝被測籽棉2中的雜質下落中的每幀 圖像；通過安裝于工控機4內的數據采集卡6采集上述CXD傳感器或相機3的圖像，在工 控機4上對上述圖像二值化處理，再運用形態學方法將上述圖像分割，在該二值化圖像中， 每一單個透明雜質是一簇像素聯合體，上述像素聯合體在8連通范圍內相互連接。利用像 素邊緣搜索確定雜質所在面積區域。計算被測籽棉2內透明雜質橫縱坐標的平均值，作為 雜質的質心坐標；結合上述雜質質心坐標和籽棉2的下落速度，工控機4獲得上述薄膜運動中的動 態位置坐標，將該坐標信息發送給與工控機4相連接的PLC 5，PLC 5針對相應坐標控制剔 除機構7上安裝的高頻電磁閥及噴嘴11，噴出高壓氣流將籽棉及雜質2從籽棉下落通道9 中吹出。以上的實施例僅僅是對本發明的優選實施方式進行描述，并非對本發明的范圍進 行限定，在不脫離本發明設計精神的前提下，本領域普通工程技術人員對本發明的技術方 案作出的各種變形和改進，均應落入本發明的權利要求書確定的保護范圍內。
權利要求
1. 一種籽棉中透明塑料雜質的檢測方法，其特征在于該方法包括以下步驟(1)LED光源(1)照射于采用偏振片或偏振玻璃的起偏器(8)，獲得偏振光，再將上述偏 振光照射含有透明塑料雜質如農用地膜等的被測籽棉(2)，上述含有雜質的被測籽棉(2) 經過一個垂直通道實現自由下落運動，該偏振光經過透明塑料雜質改變偏振狀態后出射；(2)對上述從被測籽棉中出射的偏振光經采用偏振片或偏振玻璃的檢偏器(10)檢偏， 獲得最強的偏振圖像，并成像于CCD傳感器或相機(3)；(3)對上述CCD傳感器或相機(3)采集的圖像二值化，再運用形態學方法將上述圖像分 割，在該二值化圖像中，每一單個透明塑料雜質是一簇像素聯合體，上述像素聯合體在8連 通范圍內相互連接，利用像素邊緣搜索確定雜質所在面積區域，計算籽棉和雜質聯合體內 透明塑料雜質橫縱坐標的平均值，作為雜質的質心坐標；(4)將上述坐標信息結合上述雜質質心和籽棉(2)的下落速度，從而檢測到上述雜質 運動中的動態位置坐標，再將雜質清除出來。
全文摘要
本發明涉及一種籽棉中透明塑料雜質的檢測與剔除方法。屬于棉花加工機械和光學檢測技術領域。LED光源照射于起偏器，獲得偏振光，照射含有透明塑料雜質如農用地膜等的被測籽棉，棉籽和雜質經過一個垂直通道實現自由下落運動，偏振光經過透明塑料雜質改變偏振狀態后發生干涉，檢偏后，獲得雜質特征最強的偏振圖像，并成像于CCD傳感器或相機，二值化圖像后，運用形態學方法將上述圖像分割，計算雜質在圖像中的質心坐標，結合籽棉的下落速度，檢測到雜質運動中的動態坐標，為剔除機構對該雜質的剔除提供保證。本發明的檢測方法操作簡單，檢測成本低，響應快速靈敏，效果好。
文檔編號G06T5/00GK102004913SQ201010221178
公開日2011年4月6日 申請日期2010年6月25日 優先權日2010年6月25日
發明者劉培彥, 季宏斌, 陳濤 申請人:南通棉花機械有限公司