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《羊毛污雜物不規(guī)則機(jī)器視覺系統(tǒng) - 副本》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、四川大學(xué)本科論文羊毛污染物的不規(guī)則機(jī)器視覺系統(tǒng)檢測第一章緒論1.1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(dá)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)量的要求[1-2]。羊毛的質(zhì)量因素只要包括羊毛的纖維細(xì)度、離散度、羊毛的強(qiáng)度、彈性、色度等等，然而羊毛之中的污染物也是關(guān)系到羊毛質(zhì)量的關(guān)鍵因素
2、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(biāo)記、小木塊和石頭等等[3]，這些污染物不能同正常的羊毛一樣被染色或者紡織，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(xué)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
3、，因此這中檢測方式不可靠，而且效率低下成本高，從長遠(yuǎn)來看，不適合長期大規(guī)模應(yīng)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(guān)機(jī)構(gòu)開始在開發(fā)一些用于羊毛纖維檢測的機(jī)器視覺系統(tǒng)，機(jī)器視覺系統(tǒng)的功能主要通過計算機(jī)來實現(xiàn)，利用計算機(jī)模擬人或者模擬和人類視覺有關(guān)的智能行為，再對客觀世界的圖像中提取信息進(jìn)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(jī)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(jī)器視覺系統(tǒng)的工作穩(wěn)定，機(jī)器視覺系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性并不會
4、隨著工作時間的延長而明顯下降；另外，機(jī)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(jī)，可以實現(xiàn)7×24小時的不間斷的工作，可以大大地提高生產(chǎn)效率。因為以上的特點，機(jī)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(yīng)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(jī)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
5、染物，這類污染物主要是有色的塑料包裝紙，有色紙片，樹葉等等，另一類是白色的，淺色的與羊毛背景顏色相近的污染48四川大學(xué)本科論文羊毛污染物的不規(guī)則機(jī)器視覺系統(tǒng)檢測物[4]，這類污染物主要包括白色尼龍繩、白色泡沫、透明塑料袋等等。有關(guān)污染物的圖像如下圖所示。含有淺色污染物的羊毛圖像含有深色污染物的羊毛圖像從以上圖片可以看出，深色的污染物與羊毛背景之間的差異十分明顯，在實際的機(jī)器視覺系統(tǒng)中很容易檢測出來；然而對于淺色的與羊毛污染物，由于其與羊毛背景相接近或者一樣，所以現(xiàn)有的機(jī)器視覺系統(tǒng)很難將其從羊毛背景中識別出來，或者能識別出來，但是誤檢
6、率漏檢率很高，不能用于實際生產(chǎn)中，也不具有實用價值。在現(xiàn)有用于羊毛檢測的機(jī)器視覺系統(tǒng)中，大部分系統(tǒng)所采用的照明方式都是普通照明方式，在普通光照下，污染物與羊毛背景之間的區(qū)分依據(jù)主要是顏色之間的差異，然而那些近色的污染物與羊毛背景的區(qū)別并不十分明顯，有些甚至連肉眼也難以分辨，這給計算機(jī)識別污染物造成了阻礙。然而，有些近色污染物的物理性質(zhì)光學(xué)性質(zhì)與羊毛存在很大差異，例如，羊毛比較松散，而污染物的質(zhì)地比較致密，在激光線結(jié)構(gòu)光的照射下，污染物會發(fā)生明顯的反射現(xiàn)象，而大部分羊毛則會被激光透過，只有少數(shù)一部分會存在反射現(xiàn)象，但其亮度及規(guī)模和污染
7、物的反射存在很大差異。很容易用圖像處理的手段識別出來。因此，本系統(tǒng)將采用激光線結(jié)構(gòu)光照明，提高系統(tǒng)識別近色污染物的能力。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀對于羊毛污雜物的檢測，通常羊毛污染物的總面積只占了不到總背景面積的5%，和背景面積相比起來所占的比例很小，屬于大背景小目標(biāo)機(jī)器視覺檢測的研究范疇。48四川大學(xué)本科論文羊毛污染物的不規(guī)則機(jī)器視覺系統(tǒng)檢測在這方面，中部哈德斯菲爾德大學(xué)[5]設(shè)計了一款機(jī)器視覺系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用了34線的DalsaTrillium線陣式彩色自動相機(jī)，掃描頻率固定800線/秒，每線2048像素，每秒可以采集高達(dá)67M的數(shù)據(jù)
8、（3*800*2048）。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(jī)，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)在處理諸如泰勒變換、RGB到HIS色彩空間
