基于FPGA的脱绒棉种色选机实现

通过对当前脱绒棉种分选实现方法的对比,给出了一种双CCD(Charge-coupled device)检测FPGA(Fieldprogrammable gate array)分选实现的方法。通过图像采集模块、数据传输模块和分选模块的分析与设计,结合仿真分析和测试试验,验证了色选机系统效果。其中,图像采集模块采样彩色线阵CCD对脱绒棉种进行成熟度信息采集、黑白线阵CCD对棉种进行完整度信息采集;数据传输模块完成采集数据的传输任务;分选模块依据成熟度和完整度信息对棉种进行判别分析。试验结果表明,色选机系统能够完成对棉种特征信息的采集、数据传输以及分选判别工作,能够满足色选机设计要求。     

脱绒棉种色选机常用检测元件对比分析

为了寻求一种更好的脱绒棉种色选机检测系统中的检测元件,通过对国内外色选机主要检测元件的进行了对比分析,得出CCD图象传感器的检测效果优于其它检测元件,可作为设计者首选的检测元件。     

脱绒棉种色选机光学系统的实现

光学系统的设计是脱绒棉种色选机中非常重要的一部分。为此,介绍了光学照明系统和光学成像系统的设计原则、设计方法以及它们各自的光路图和主要的光学参数。该系统光路结构简单,容易实现。     

基于颜色特征的脱绒棉种电导率检测方法研究

主要探讨脱绒棉种颜色特征与种子活力之间的相关性,搭建脱绒棉种图像采集平台,并进行图像处理算法的研究。在RGB、HSV和I1I2I3颜色模型下提取颜色特征参数,同时进行脱绒棉种电导率的测定,采用SPSS19对各颜色特征参数与脱绒棉种电导率值进行相关性分析,结果表明脱绒棉种部分外观颜色特征参数与其电导率值之间相关性显著。基于BP神经网络的脱绒棉种内部品质检测模型,取脱绒棉种鼎丰10和新陆早45各300粒对模型进行训练,当鼎丰10和新陆早45隐含层的结点数分别选择为8和7时,网络均方误差和函数收敛效果较好,然后将脱绒棉种鼎丰10和新陆早45各取100粒对训练好的网络模型进行验证,结果表明用BP神经网络的检测精度分别可达到82.7%、86.1%。     

脱绒棉种活力检测系统的设计与实现

为了实现脱绒棉种活力的快速无损检测,利用VS2010和Open CV混合编程方式开发一套脱绒棉种活力在线检测系统分析软件,应用BP神经网络原理构建活力预测模型。软件系统主要包括图像采集模块、参数记录模块、图像处理分析及活力检测模块,主要实现了图像采集、图像特征提取与分析、脱绒棉种活力预测及参数记录等功能。选取新陆早50、鼎丰10号、神农11号3个品种进行活力预测试验,准确率分别达到90.29%、84.27%、8 6.8 0%。软件系统的开发为脱绒棉种活力实现快速无损检测分级奠定了基础。     

基于机器视觉的脱绒棉种染色特征的提取算法

针对种子活力四唑染色法检测中由于人工视觉疲劳、劳动强度大等因素引起的人工误判情况,提出了一种基于机器视觉的脱绒棉种染色特征的提取算法。此算法是在随机选取了庄稼汉品种的脱绒棉种进行四唑试验后进行的,通过对染色棉种进行图像采集,对图像进行灰度变换、HSI颜色空间转换、中值滤波、自动阈值分割等预处理,经去噪、补洞后得到整粒脱绒棉种的面积和染色部分的面积。同时,计算出图像染色比例,为脱绒棉种活力在线检测奠定理论基础。     

棉种脱绒的方式及改进——单株棉种钢刷脱绒机构

棉种的脱绒方式有两种:化学脱绒和机械脱绒,实验表明:机械脱绒与化学脱绒相比,对保护棉种活力及抗低温能力效果较好。基于两者的优缺点,对机械脱绒机构加以改进,发明了单株棉种钢刷脱绒机构。     

脱绒棉种分选关键技术研究现状——基于机器视觉技术

棉种的优劣直接影响棉花的产量和质量,而机器视觉技术在种子的检测与分级中发挥重要的作用.为此,基于机器视觉技术,分析了脱绒棉种分选系统在硬件方面关键技术的研究现状,总结了脱绒棉种在图像处理中的分选算法,并随着分选的自动化与智能化的不断提高,提出了今后的发展趋势.     

基于机器视觉的脱绒棉种"破碎"特征检测技术

针对新疆地区存在的破碎棉种问题,基于机器视觉技术搭建了破碎棉种检测系统.通过对脱绒棉种图像进行分析和预处理后,提取出脱绒棉种的特征参数-面积、周长、圆形度和长短轴等,并对特征参数的分析研究,确定选取圆形度作为检测破碎棉种的特征.随机选取了100粒新陆早-24#棉种进行试验,检测精度达到了87.5%.     

脱绒棉种色选机双CCD检测系统设计与仿真分析

设计了一种脱绒棉种双侧双CCD(Charge coupled device)色选检测系统。通过对该检测系统的光学子系统、图像采集子系统和处理子系统等的分析与设计,结合仿真分析和测试试验,验证了系统效果。其中,图像采集子系统采用彩色线阵CCD对脱绒棉种进行成熟度信息采集、黑白线阵CCD对棉种进行完整度信息采集;图像处理和分析用于提取关键特征信息做棉种类型的判别分析。试验结果表明,检测系统设计的光学子系统模块能够得到特征清晰的图像,处理子系统能满足双图像采集子系统CCD正常采集物料特征信息,系统能够保证分选的实时性和稳定性要求。     

基于RGB模型的脱绒棉种颜色特征与发芽状况的关系

为了得到脱绒棉种质量与其表面颜色特征之间的关系,采用数码相机拍照,利用图像处理技术提取脱绒棉种表面颜色特征,并严格按照GB/T3543.4－1995进行发芽试验,通过线性拟合和逐步回归分析,建立了脱绒棉种质量的颜色特征估算模型,并对其精度进行了评价和验证。结果表明：基于R/(R+G+B)、G/(R+G+B)、(R-G-B)/(R+G)和R/G 4个颜色特征参数,逐步回归模型决定系数R2分别为0.6949和0.7148,且均通过了P=0.01极显著性检验水平。该研究为基于RGB颜色模型对脱绒棉种实施快速、有效的分选提供了理论依据。     

柔性棉种磨光机的研究与设计

棉种加工自动化生产过程主要包括脱绒、磨光、分选等环节,磨光是棉种加工的重要过程.针对目前棉种磨光机破碎率高的问题,通过对辊刷材料、辊刷结构、内筛、工作腔等关键部件以及滚筒倾斜角的研究,设计一种新犁的柔性棉种磨光机,有效解决棉种磨光过程中棉种的破碎问题,提高棉种的质量,促进精准种子工程和精量播种技术的发展.     

棉种脱绒加工技术简介

新疆是我国主要产棉基地,棉花生产现已成为新疆主要支柱产业,加之由于南北疆地理环境和气候条件差异较大,棉种的品种也就很多。所以新疆每年所供棉种的特点是数量大、品种多,这就给棉花种子加工与质量管理带来了一定的难度,棉种质量管理也就显得更加重要。除了选择适合本地土壤和气候条件的优良品种外,棉种的加工水平也直接影响着它的质量。棉种加工的关键是脱绒,即把经轧花、剥绒后的毛棉籽(一般短绒含量6%～12%)脱去最后的短绒,制成适合机械播种的光棉籽。脱绒质量的好坏直接影响到种子的播种品质。脱绒质量含有两方面的意义,一方面指棉种…     

基于计算机视觉的新疆棉种颜色分选系统设计

设计了一套基于机器视觉的脱绒棉种在线分选系统,采用种子平抛和气吹分离的方式实现了新疆地区红棕色棉种与黑色棉种的自动分选。研究了无序状态下的种子图像采集方法,并通过区域细分的方式解决了无序种子与气流喷嘴的对应关系。提出了种子位置跟踪和分离算法,实现了对棉种图像处理结果的延时分离操作。实验结果表明:在传送带速度为0.50 m/s时,分选精度为88.6%,选出率为80.7%。     

基于CPLD的竹制品生产线竹条光电色选系统的设计

本文通过对现今国内外分选系统的调查和分析,结合竹制品生产线竹条色选工序的不足,并基于复杂可编程逻辑器件(CPLD)技术,对竹制品生产线中竹条光电色选机系统进行了研究。它以具有高分辨率和高灵敏度特点的CCD电荷耦合器件为核心,用CPLD器件对CCD采集的图像模拟信号进行A/D和色空间的转换、信号数据缓存和同步串行通信,实现了竹制品生产线中竹条光电色选机系统的设计。实践证明,本竹条光电色选机系统与传统的人工辨别竹条颜色相比,进度快、误差低、节省劳动力,还提高竹制品生产线的自动化程度,从而提高生产效率,增大经济及社会效益。     

基于BP神经网络的脱绒棉种品种识别

为了提高脱绒棉种品种识别的准确率,提出了基于BP神经网络的非线性识别方法。本文以新路早36、中棉50、惠远710三个品种为研究对象,基于图像处理技术提取了脱绒棉种的颜色和形状特征参数,后又通过对特征参数进行单因素分析选取了差别较明显的9个特征参数参与网络的训练,提高了训练速度。经训练比较得出,当训练目标为0.02,训练次数为3000,隐含层的结点数为12时,模型的训练误差最小。经过对测试集进行测试,得出综合测试准确率为90%,证明了该方法是可行的,提高了脱绒棉种的识别准确率。     

棉种机械加工:具有广阔前景的新技术

<正>棉种加工的关键是脱绒和拌药。即把经轧花、脱绒后的棉籽(白籽)脱去最后一道短绒,制成适于机播的光籽。长期以来,国内外普遍采用化学处理法加工棉种。而我区目前加工棉种主要采用硫酸脱绒和泡沫酸脱绒工艺。 浓硫酸脱绒法:即用浓硫酸与棉种混合搅拌,烧蚀棉籽表面短绒,制成表面光洁的棉种。其特点是工艺简单,可以因陋就简,因此被广泛采用。但这种方法污染严重,作业不安全,棉种质量难以控制。当在淘汰之列。 泡沫酸脱绒法:该技术为80年代引进国外先进技术。采用稀硫酸加发泡剂发泡后与棉籽混合,达到烧蚀脱绒的目的。其特点是,工艺先进、加工质量优良。但也存在设备投资及维护费用高,使用维修要求严且不能消除污染等问题。给使用推广,特别是贫困地区的推广带来困难。 1991年克孜勒苏自治州阿克陶县修造厂工程技术人员提出棉种机械加工新工艺,设计生产出6MZR—300型棉种机械脱绒机(1993年通过自治区级鉴定并获“新加坡中国专利技术及新产品博览会金狮奖”),为棉种加工开辟了一条崭新的途径。     

脱绒棉种的物料学特性研究

针对棉花种子的物料学特性对棉花精密播种技术的影响,测定了3种脱绒棉种的几何尺寸、形状、千粒质量、摩擦特性、种子载荷与变形的关系等,得出棉种的粒型介于圆锥形和椭圆形之间,棉种的尺寸差异较大,棉种包衣后摩擦性能有所增大,棉种的载荷强度随与种子的饱满度增大而增大。研究结果对棉花精密排种器的研制有指导性意义。     

光电色选机介绍

本文主要论述了光电色选机的设计原理、组成部分,对各部分作了简要的介绍。     

刷轮式棉种脱绒技术的应用与评价

目前,国内外棉种脱绒加工方法可归纳为两大类,即化学脱级和机械脱绒。化学脱绒也称酸蚀法,即泡沫酸脱绒和稀硫酸脱绒法。酸蚀法加工设备自动化程度高,生产率高,可直接对种子消毒、杀菌,但操作技术要求较严,否则易造成残酸过高,不利于种子包衣,降低种子发芽率。机械脱绒加工工艺简单,操作简便,机械化程度高,加工质量直观易调控,棉种无残酸,利于后续包衣作业,短绒又可回收、无污染,资源利用率高。由国家棉花工程中心、新疆农垦科学院、自治区棉麻公司、兵团种子公司联合建立的国家棉花工程中心北回良种繁育基地,选用TMRT一…