[发明专利]异性纤维分拣系统中用视频测速的棉流速度在线估计方法

说明书

技术领域

本发明属于基于机器视觉的工业检测技术领域。

背景技术：

所谓异性纤维分拣主要是指从大量棉花中识别并分拣出异性纤维(如人和动物的毛发、丙纶丝、塑料等)的过程。在棉纺行业中，异性纤维分拣是一道很重要的工序。基于机器视觉原理的异性纤维分拣系统是目前使用的一种主要的方法。异性纤维分拣系统使用高速相机(一般为线阵相机)对透明通道中的棉流进行在线的拍摄，将摄得的图像送入计算机，通过专用的计算机软件识别出异性纤维并确定其位置，最后根据棉流速度确定延时时间并驱动相应的电磁阀将异性纤维吹出。其中棉流速度估计的准确与否直接影响异性纤维的吹出率，不准确的棉流速度估计会造成电磁阀动作的提前或滞后，使检测出的异性纤维被漏吹。在现有的系统中，棉流速度一般是根据管道中的风速估算出来的，风速可由送风设备控制或管道中的风速测量设备提供，在风速的基础上乘以一个小于1的经验系数(如0.78)即为棉流速度。这种棉流速度估计方法简单易用，可适用于风速比较平稳时的棉流速度估计，但在实际工业应用中，管道中的风速往往并不稳定，且对于不同的棉花品种，用于估计棉流速度的经验系数一般是不一样的，所以使用传统方法很难得到准确的棉流速度的估计。

视频测速是“智能交通领域”的一个研究热点(童剑军，说说视频测速，中国交通信息产业，2006，第9期，36-38页)，尽管视频交通测速有其优点，但存在一些困难，限制了实际应用。本发明将视频测速技术应用于异性纤维分拣系统。相对于智能交通领域中的视频测速，将视频测速技术应用于异性纤维分拣系统存在如下优越条件：1、光照稳定；2、双相机采集视频信号；3、相机位置固定；4、不需要成像空间和物理空间之间的转换。

发明内容：

本发明的的目的在于提出一种异性纤维精确分拣用的棉流速度在线估计方法。本发明的特征在于，该方法依次含有以下步骤：

步骤(1)，在棉流通道一侧垂直于该通道宽度方向与棉流运动方向放置的两架相隔设定距离S的线阵相机(1)和(2)，对作变速直线运动的棉流在设定的相等的时间内采集到有部分重叠的两幅图像，对所述两个线阵相机(1)和(2)所采集的两幅棉流图像沿垂直于棉流横截线的方向进行分割，分割成若干棉流子图，标志为S1(t，x)和S2(t，x)，x为与所述相机(1)或(2)对应的棉流横截线上的空间位置，x∈X_p且{X₁，…X_p，…X_m}构成完整的棉流横截线，m为子图的个数，m最小为1，最大为所述相机(1)或(2)的有效观测点数，t为所述相机(1)或(2)对应的拍摄到所述棉流横截线的时间；

步骤(2)，线阵相机(1)和(2)分别地拍摄到的棉流子图S1(t，x)和S2(t，x)输入一个计算机；

步骤(3)，计算机按下式计算所述棉流子图S1(t，x)和对应不同延时Δt下的棉流子图S2(t，x)之间的相似性，得到一条随Δt变化的相似程度的曲线f(Δt)；