一种籽棉中透明塑料杂质的检测方法技术

本发明专利技术涉及一种籽棉中透明塑料杂质的检测与剔除方法。属于棉花加工机械和光学检测技术领域。ＬＥＤ光源照射于起偏器，获得偏振光，照射含有透明塑料杂质如农用地膜等的被测籽棉，棉籽和杂质经过一个垂直通道实现自由下落运动，偏振光经过透明塑料杂质改变偏振状态后发生干涉，检偏后，获得杂质特征最强的偏振图像，并成像于ＣＣＤ传感器或相机，二值化图像后，运用形态学方法将上述图像分割，计算杂质在图像中的质心坐标，结合籽棉的下落速度，检测到杂质运动中的动态坐标，为剔除机构对该杂质的剔除提供保证。本发明专利技术的检测方法操作简单，检测成本低，响应快速灵敏，效果好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，属于棉花加工机械和光学检测

技术介绍
近年来，在籽棉的采摘、收购、加工等环节中混杂异性杂质，特别是混入籽棉中的 透明塑料异性杂质，如农用地膜、塑料片等。这些异性杂质不仅影响棉花的品质等级，而且 也给后续加工带来严重问题。由于透明塑料异物的外部特征与棉花纤维极为类似，肉眼极 难辨认，目前所采用的人工分拣效率低，劳动强度大，寻求一种技术可靠、成本低廉、高效率 的白色或透明异物检测方法具有重要意义。目前检测白色透明异性杂质的方法主要有以下几种(1)彩色CXD扫描成像法，对与棉花颜色差别极小的透明杂质如地膜等检测效果 不理想。(2)X光成像法。此系统价格昂贵，异物分辨率低，在国内推广较为困难。(3)红外热成像法。热成像设备价格昂贵，检测速度较慢，不具有实际推广价值。(4)超声波成像法。成像视场范围小，成像分辨率低下，对细小异物的检测不理想， 难以在工业现场应用。同时，在棉花加工的不同阶段实施杂物检测和剔除也相当重要，如果在皮棉加工 阶段实施，则由于轧花工序的加工，造成杂物纵向断裂，横向分开，数量成倍增加，成为细小 的纤维状杂质，更加难以识别和剔除，因此，合理的实施阶段应该是籽棉加工时期。
技术实现思路
本专利技术的目的是为克服已有技术之不足，提出一种籽棉中透明塑料杂质的检测方 法。本专利技术具有检测透明塑料异物效果明显、结构简易、成本低廉的特点。本专利技术提出的籽棉中透明塑料杂质的检测方法，包括以下步骤(I)LED光源照射于偏振片或偏振玻璃，获得全光谱偏振光，再将上述偏振光照射 含有透明杂质如农用地膜等的被测籽棉，上述籽棉和杂质混杂在一起经过一个垂直通道实 现自由下落运动，该偏振光经过透明塑料杂质改变偏振状态后发射；(2)由于照射塑料透明杂质的偏振光引起的干涉，在上述出射偏振光检偏后，获得 杂质特征最强的偏振图像，并成像于CCD传感器或相机；(3)对上述C⑶传感器或相机采集的图像二值化，再运用形态学方法将上述图像 分割，在该二值化图像中，每一单个透明杂质是一簇像素联合体，上述像素联合体在8连通 范围内相互连接。利用像素边缘搜索确定杂质所在面积区域(利用数学形态学方法实现图 像分割)，计算分割后籽棉和杂质联合区域内透明杂质横纵坐标的平均值，作为杂质的质心 坐标；(4)将上述坐标信息结合籽棉的下落速度，确定上述杂质运动中的动态位置坐标；(5)剔除机构获得上述动态位置坐标，将上述地膜等透明杂质和少量籽棉吹出。本专利技术提出的籽棉中透明塑料异物的检测方法，其优点是通过LED光源照射偏 振片或偏振玻璃组成的起偏器，获得偏振光，并对被测籽棉进行透射。当被测籽棉中出现透 明塑料异性杂质时，视频装置采集该异性杂质的偏振光色偏振图像，经过二值化处理后，图 像表现为明显的杂质特征，而无杂质的籽棉图像不显示，图像分割后计算质心坐标，结合质 心坐标和籽棉在下落通道中的下落速度得到喷嘴的开启位置和开启时刻。该方法提高了被 测籽棉中异性杂质的识别率。与现有检测技术相比，本专利技术的检测方法操作简单，检测成本 低，能够将现有方法难以检测到的白色透明杂质检测出来，然后再进行剔除。 附图说明图1是实施本专利技术的流程示意框图；图2是实施本专利技术的结构示意轴测图；图中1、LED面阵光源；2、被测籽棉；3、CCD传感器或相机；4、工控机、5、PLC ； 6、图像采集卡；7、剔除机构；8、起偏器；9、籽棉下落通道；10、检偏器；11、高频电磁阀及喷嘴。其 中起偏器8和检偏器10采用偏振片或偏振玻璃具体实施例方式下面结合说明书附图对本专利技术籽棉中透明塑料杂质的检测与剔除方法作进一步 说明。参见图1和图2，LED光源1照射于起偏器8，获得偏振光，上述偏振光照射含有透 明杂质如农用地膜等的被测籽棉2，上述被测棉籽2经过一个垂直下落通道9实现自由下落 运动，该偏振光经过被测籽棉2中的透明杂质时改变偏振状态后出射；由于照射被测籽棉2中的透明杂质的偏振光引起的双折射，上述双折射偏振光经 检偏器10检偏后，获得杂质特征最强的偏振图像，并成像于CCD传感器或相机3，该CCD或 相机3由PLC5或工控机4根据一定频率触发开启，拍摄被测籽棉2中的杂质下落中的每帧 图像；通过安装于工控机4内的数据采集卡6采集上述CXD传感器或相机3的图像，在工 控机4上对上述图像二值化处理，再运用形态学方法将上述图像分割，在该二值化图像中， 每一单个透明杂质是一簇像素联合体，上述像素联合体在8连通范围内相互连接。利用像 素边缘搜索确定杂质所在面积区域。计算被测籽棉2内透明杂质横纵坐标的平均值，作为 杂质的质心坐标；结合上述杂质质心坐标和籽棉2的下落速度，工控机4获得上述薄膜运动中的动 态位置坐标，将该坐标信息发送给与工控机4相连接的PLC 5，PLC 5针对相应坐标控制剔 除机构7上安装的高频电磁阀及喷嘴11，喷出高压气流将籽棉及杂质2从籽棉下落通道9 中吹出。以上的实施例仅仅是对本专利技术的优选实施方式进行描述，并非对本专利技术的范围进 行限定，在不脱离本专利技术设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本专利技术的技术方 案作出的各种变形和改进，均应落入本专利技术的权利要求书确定的保护范围内。权利要求1. ，其特征在于该方法包括以下步骤(1)LED光源(1)照射于采用偏振片或偏振玻璃的起偏器(8)，获得偏振光，再将上述偏 振光照射含有透明塑料杂质如农用地膜等的被测籽棉(2)，上述含有杂质的被测籽棉(2) 经过一个垂直通道实现自由下落运动，该偏振光经过透明塑料杂质改变偏振状态后出射；(2)对上述从被测籽棉中出射的偏振光经采用偏振片或偏振玻璃的检偏器(10)检偏， 获得最强的偏振图像，并成像于CCD传感器或相机(3)；(3)对上述CCD传感器或相机(3)采集的图像二值化，再运用形态学方法将上述图像分 割，在该二值化图像中，每一单个透明塑料杂质是一簇像素联合体，上述像素联合体在8连 通范围内相互连接，利用像素边缘搜索确定杂质所在面积区域，计算籽棉和杂质联合体内 透明塑料杂质横纵坐标的平均值，作为杂质的质心坐标；(4)将上述坐标信息结合上述杂质质心和籽棉(2)的下落速度，从而检测到上述杂质 运动中的动态位置坐标，再将杂质清除出来。全文摘要本专利技术涉及一种籽棉中透明塑料杂质的检测与剔除方法。属于棉花加工机械和光学检测
LED光源照射于起偏器，获得偏振光，照射含有透明塑料杂质如农用地膜等的被测籽棉，棉籽和杂质经过一个垂直通道实现自由下落运动，偏振光经过透明塑料杂质改变偏振状态后发生干涉，检偏后，获得杂质特征最强的偏振图像，并成像于CCD传感器或相机，二值化图像后，运用形态学方法将上述图像分割，计算杂质在图像中的质心坐标，结合籽棉的下落速度，检测到杂质运动中的动态坐标，为剔除机构对该杂质的剔除提供保证。本专利技术的检测方法操作简单，检测成本低，响应快速灵敏，效果好。文档编号G06T5/00GK102004913SQ201010221178公开日2011年4月6日 申请日期2010年6月25日 优先权日2010年6月25日专利技术者刘培彦, 季宏斌, 陈涛 申请人:南通棉花机械有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种籽棉中透明塑料杂质的检测方法，其特征在于该方法包括以下步骤：（１）ＬＥＤ光源（１）照射于采用偏振片或偏振玻璃的起偏器（８），获得偏振光，再将上述偏振光照射含有透明塑料杂质如农用地膜等的被测籽棉（２），上述含有杂质的被测籽棉（２）经过一个垂直通道实现自由下落运动，该偏振光经过透明塑料杂质改变偏振状态后出射；（２）对上述从被测籽棉中出射的偏振光经采用偏振片或偏振玻璃的检偏器（１０）检偏，获得最强的偏振图像，并成像于ＣＣＤ传感器或相机（３）；（３）对上述ＣＣＤ传感器或相机（３）采集的图像二值化，再运用形态学方法将上述图像分割，在该二值化图像中，每一单个透明塑料杂质是一簇像素联合体，上述像素联合体在８连通范围内相互连接，利用像素边缘搜索确定杂质所在面积区域，计算籽棉和杂质联合体内透明塑料杂质横纵坐标的平均值，作为杂质的质心坐标；（４）将上述坐标信息结合上述杂质质心和籽棉（２）的下落速度，从而检测到上述杂质运动中的动态位置坐标，再将杂质清除出来。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：季宏斌，刘培彦，陈涛，
申请(专利权)人：南通棉花机械有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]