棉種色選裝置的光電檢測(cè)系統(tǒng)研究.pdf

1、優(yōu)質(zhì)棉種是先進(jìn)技術(shù)的載體，是兵團(tuán)推廣精量播種技術(shù)，發(fā)展精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)。近年來(lái)，由于新疆特殊的氣候和地理原因，棉種的成熟度明顯降低，“紅種”所占的比例增大，再者棉種在加工過(guò)程中經(jīng)過(guò)軋花機(jī)、剝絨機(jī)、離心滾筒、提升機(jī)、拋光機(jī)等，造成了棉種大量的破損?！凹t種”和“破碎?！眹?yán)重影響了棉種的質(zhì)量，棉種的發(fā)芽率明顯降低，阻礙了精量播種技術(shù)的發(fā)展。目前，棉種的加工選種工序主要采用風(fēng)篩選、重力選等工藝，主要是依據(jù)棉種的機(jī)械物理特性，利用種子的比重特性、空

2、氣特性進(jìn)行分選、除去雜質(zhì)。但“紅種”和“破碎?！钡谋戎丶邦w粒大小與飽滿的發(fā)育好的種子都很接近，傳統(tǒng)的分選工藝無(wú)法將此選出。目前分選“紅種”和“破碎粒”的主要手段是人工選種，勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率低、投入成本高、且選種效果在一定程度上受人為因素的影響。本文研究的脫絨棉種光電檢測(cè)系統(tǒng)是基于機(jī)器視覺技術(shù)對(duì)棉種進(jìn)行檢測(cè)和分級(jí)。建立脫絨棉種分級(jí)的軟硬件系統(tǒng)，從棉種的顏色、破碎等特征出發(fā)，選取了適合棉種分級(jí)的3個(gè)特征參數(shù)：顏色、粒型、圓形度。本文采用

3、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)將脫絨棉種分為合格品、不合格品兩個(gè)等級(jí)。 脫絨棉種光電檢測(cè)系統(tǒng)主要包括圖像采集、圖像預(yù)處理、特征參數(shù)提取、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練、分級(jí)五個(gè)模塊。 圖像采集的硬件系統(tǒng)包括：計(jì)算機(jī)主機(jī)系統(tǒng)、美國(guó)CostarSI-M350攝像頭、MatroxMeteor-Ⅱ/Multi-channel圖像采集卡、COMPUTARFATEC-55工業(yè)鏡頭、LED光源、試驗(yàn)臺(tái)架等。 將采集到的脫絨棉種圖像進(jìn)行灰度修正、灰度線性變換、中值濾波

4、等圖像預(yù)處理后，提取圖像的特征參數(shù)及其邊緣特征。 BP網(wǎng)絡(luò)分級(jí)系統(tǒng)采用三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，三個(gè)輸入節(jié)點(diǎn)，八個(gè)隱含層節(jié)點(diǎn)，兩個(gè)輸出節(jié)點(diǎn)，傳遞函數(shù)采用S型函數(shù)，其中輸入層與隱含層之間采用雙曲正切函數(shù)，隱含層與輸出層之間采用線性函數(shù)。實(shí)驗(yàn)中分別用10個(gè)合格樣本和10個(gè)不合格樣本進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練，再取100個(gè)樣本進(jìn)行檢驗(yàn)，通過(guò)試驗(yàn)證明，檢測(cè)準(zhǔn)確率達(dá)到87％以上。軟件系統(tǒng)采用VC++6.0與AdeptHexSight3.3視覺軟件包開發(fā)，經(jīng)試驗(yàn)證明