农业机械学报

作者：夏彬，史书伟，张若宇，秦建锋，刘妍妍，常金强

单位：中华全国供销合作总社郑州棉麻工程技术设计研究所,中华全国供销合作总社郑州棉麻工程技术设计研究所,石河子大学,中华全国供销合作总社郑州棉麻工程技术设计研究所,中华全国供销合作总社郑州棉麻工程技术设计研究所,石河子大学,

关键词：棉花轧工质量;机器视觉;角二阶矩;疵点;图像分割

基金：国家重点研发计划项目（2022YFD2002404）、兵团科技攻关计划项目（2022DB003）和兵团财政科技计划项目（2023AB014）

针对棉花轧工质量现行人工感官检验中存在的劳动强度大、主观性强、检测效率低等问题，设计一种基于机器视觉的棉花轧工质量检测系统。系统由压棉机构、图像采集机构、检测处理机、检测控制板卡和触控显示屏组成。设计了低角度直接照明系统与图像采集机构，LED光源以检测视窗法线呈45°方向照射，工业相机透过光学玻璃采集棉花图像。采用图像纹理特征表达棉花外观形态，通过测定轧工质量实物标准的角二阶矩，建立图像纹理特征与外观形态关系模型，融合噪声点评价与高低阈值自适应的Canny方法进行图像滤波与分割识别，根据欧氏距离进行轧工质量等级判定，并选取棉样进行系统试验验证。结果表明，轧工质量实物标准P1、P2、P3的角二阶矩分别为[0.8932，1]、[0.6891，0.7761]、[0.2136，0.5873]，各等级间的角二阶矩纹理特征值区别明显，验证了图像纹理表达棉花外观形态的可行性。系统的疵点粒数指标检测相对偏差为0.15，疵点与背景的分离效果明显。与国标检验方法相比，轧工质量视觉系统检测准确率达94.20%，检测偏差上下浮动不大于1个轧工质量等级，与国标检验结果一致性高。单个棉样系统检测耗时1.2s，检测效率提升77.36%。系统能够满足现场使用要求,为棉花轧工质量指标的仪器化检测提供了技术参考。

来源：2023年第11期

《农业机械学报》期刊编辑部

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