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一种用于棉花异纤检测的图像获取装置

阅读：747发布：2020-05-08

专利汇可以提供一种用于棉花异纤检测的图像获取装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种用于棉花异纤检测的图像获取装置，包括矩形顶板、四块隔挡板、三个线阵CCD摄像机、两个日光灯、一个紫外灯以及一个电气盒；四块隔挡板竖向安装在矩形顶板的下侧面上，将矩形顶板的下方自左向右分隔成三个检测区间；三个线阵CCD摄像机通过三个摄像支架分别安装在三个检测区间内；两个日光灯和一个紫外灯分别安装在三个检测区间内；在其中一个检测区间内的日光灯和线阵CCD摄像机处设置有偏振片。该图像获取装置利用三个检测区间内的灯光和摄像组合能够满足棉花中有色异纤和无色异纤的检测图像拍摄，从而能够在后期对检测图像进行识别处理时能够识别出检测图像中是否存在异纤。，下面是一种用于棉花异纤检测的图像获取装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种用于棉花异纤检测的图像获取装置，其特征在于：包括矩形顶板(1)、四块隔挡板(3)、三个线阵CCD摄像机(8)、两个日光灯(29)、一个紫外灯(11)以及一个电气盒(2)；
电气盒(2)设置于矩形顶板(1)的上侧面上；在电气盒(2)内设有三路电压调节电路以及电源模块；在电气盒(2)的侧面上设有三个摄像开关(27)、三个信号传输接口(28)以及三路电压调节电路的电压调节旋钮(26)；电源模块分别通过三路电压调节电路为两个日光灯(29)以及一个紫外灯(11)供电，三个电压调节旋钮(26)用于分别调节三路电压调节电路的输出电压；三个摄像开关(27)分别串联在三个线阵CCD摄像机(8)与电源模块之间的供电线路上；三个信号传输接口(28)分别与三个线阵CCD摄像机(8)的信号输出端电连接；在矩形顶板(1)的下侧面四个顶角处均竖向设置有一根竖向撑杆(19)；在四根竖向撑杆(19)的下端均套设有一根竖向套管(18)；在竖向套管(18)的管壁上螺纹旋合安装有定位螺栓(20)，且定位螺栓(20)的螺杆端部按压在竖向撑杆(19)上；四块隔挡板(3)竖向安装在矩形顶板(1)的下侧面上，且四块隔挡板(3)等间隔平行设置，将矩形顶板(1)的下方自左向右分隔成三个检测区间；三个线阵CCD摄像机(8)通过三个摄像支架分别安装在三个检测区间内；两个日光灯(29)和一个紫外灯(11)分别安装在三个检测区间内；在其中一个日光灯(29)的光线出射处设置有偏振片(25)，且位于同于检测区间内的线阵CCD摄像机(8)镜头前同样设置有偏振片(25)。
2.根据权利要求1所述的用于棉花异纤检测的图像获取装置，其特征在于：摄像支架由竖向悬吊管(5)、调节螺杆(6)、锁定螺栓(9)以及横向调节杆(7)构成；竖向悬吊管(5)竖向安装在矩形顶板(1)的下侧面上，并在竖向悬吊管(5)的下管口处设有内螺纹；调节螺杆(6)的上端螺纹旋合安装在内螺纹上；在横向调节杆(7)上沿其长度方向设有条形调节孔；在调节螺杆(6)下端设有锁定螺纹孔；锁定螺栓(9)的螺杆端部贯穿条形调节孔后螺纹旋合安装在定位螺纹孔上；线阵CCD摄像机(8)安装在横向调节杆(7)的端部下方。
3.根据权利要求1所述的用于棉花异纤检测的图像获取装置，其特征在于：在隔挡板(3)的下侧边上竖向设置有一个条形插槽，并在条形插槽中竖向插装有延伸板(4)；在隔挡板(3)的竖向侧面上竖向设置有一个调节条形孔；在延伸板(4)的插入端侧面上设置有伸出调节条形孔外的锁紧固定螺杆(21)；在锁紧固定螺杆(21)的伸出端部上螺纹旋合安装有蝶形螺母(22)。
4.根据权利要求1所述的用于棉花异纤检测的图像获取装置，其特征在于：在矩形顶板(1)的前后侧边上均设有一个遮光机构；遮光机构包括卷轴(13)、遮光布(14)以及平衡拉杆(15)；卷轴(13)通过支座(12)旋转式安装在矩形顶板(1)的侧边上，遮光布(14)绕卷在卷轴(13)上，平衡拉杆(15)横向设置在遮光布(14)的下侧边上。
5.根据权利要求4所述的用于棉花异纤检测的图像获取装置，其特征在于：在竖向套管(18)的下端外管壁上设有弯钩(16)；平衡拉杆(15)的两端横向伸出遮光布(14)的边缘外；
弯钩(16)用于扣于对应位置处的平衡拉杆(15)的伸出端上。
6.根据权利要求1所述的用于棉花异纤检测的图像获取装置，其特征在于：偏振片(25)通过安装板(23)安装在日光灯(29)的光线出射处以及线阵CCD摄像机(8)镜头前；在安装板(23)的正反面贯穿设置有透光窗口，在安装板(23)的侧边设有侧边插槽(24)；偏振片(25)由侧边插槽(24)插装至透光窗口处。
7.根据权利要求1所述的用于棉花异纤检测的图像获取装置，其特征在于：日光灯(29)和紫外灯(11)通过铰接座(10)铰接安装在对应检测区间内的隔挡板(3)竖向侧面上。
8.根据权利要求1所述的用于棉花异纤检测的图像获取装置，其特征在于：在竖向套管(18)的下端设有底部安装板(17)。

说明书全文

一种用于棉花异纤检测的图像获取装置

技术领域

[0001] 本实用新型涉及一种图像获取装置，尤其是一种用于棉花异纤检测的图像获取装置。

背景技术

[0002] 棉花是我国的主要经济作物之一，是纺织工业的重要原料，也是我国重要的出口创汇物质。国际上，一般将棉花杂质分为植物杂质和异物，包括棉花植物部分、杂草植物部分、合成材料、有机物质、昆虫和生理糖，以及非有机材料。危险性杂物是混入棉花中的对棉花加工，使用和棉花质量有严重影响的硬杂物和软杂物，如金属、砖石及化学纤维、丝麻、毛发、塑料绳、布块等异性纤维或色纤维等。将混入棉花中的非纤维杂物和不孕籽、棉籽、籽棉、破籽、籽屑上的棉纤维及异性纤维色纤维归为异性纤维。

[0003] 棉花杂质含量不仅是棉花定级和定价的主要指标之一，而且直接影响棉花轧花和纱效果，最终影响机织产品质量。我国大部分棉花生产区域，棉花采收仍然以人工采摘为主，在采摘、装棉、晒棉、运棉和售棉等过程中，容易混入外来杂质，包括种棉花使用的地膜碎片，捡拾棉花时带入的塑料碎片，棉袋、手套和编制袋碎块，以及塑料绳和毛发等杂质，这些杂质的存在直接影响国内原棉出口。所以，异纤异物分拣是一个极其重要的研究领域，异纤异物是指混入棉花中的对棉花及其制品质量有严重影响的非棉纤维和非本色棉纤维。

[0004] 异纤和异物可归为两种完全不同的类别：异物在颜色、对比度和结构方面与棉花有很大不同。异纤则由浅色和透明物体组成，通常是聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE)膜，从颜色上很难与棉花区分开，无法被常规异物分离装置识别。针对在颜色和对比度上与棉花有很大区别的异物，采用白色光源照射和彩色CCD成像，从成像后的R、G、B 信号上即可检测出异物。但异纤由于其本身是透明物体，在白光照射下从颜色上很难以与棉花区分。因此，有必要设计出一种用于棉花异纤检测的图像获取装置，能够便于拍摄到日光灯照射、荧光灯照射以及偏振光照射条件下的检测图像，从而便于后期对三种检测图像中的异纤进行综合识别分析。
发明内容

[0005] 实用新型目的：提供一种用于棉花异纤检测的图像获取装置，能够便于拍摄到日光灯照射、荧光灯照射以及偏振光照射条件下的检测图像，从而便于后期对三种检测图像中的异纤进行综合识别分析。

[0006] 技术方案：本实用新型所述的用于棉花异纤检测的图像获取装置，包括矩形顶板、四块隔挡板、三个线阵CCD摄像机、两个日光灯、一个紫外灯以及一个电气盒；

[0007] 电气盒设置于矩形顶板的上侧面上；在电气盒内设有三路电压调节电路以及电源模块；在电气盒的侧面上设有三个摄像开关、三个信号传输接口以及三路电压调节电路的电压调节旋钮；电源模块分别通过三路电压调节电路为两个日光灯以及一个紫外灯供电，三个电压调节旋钮用于分别调节三路电压调节电路的输出电压；三个摄像开关分别串联在三个线阵CCD摄像机与电源模块之间的供电线路上；三个信号传输接口分别与三个线阵CCD摄像机的信号输出端电连接；在矩形顶板的下侧面四个顶角处均竖向设置有一根竖向撑杆；在四根竖向撑杆的下端均套设有一根竖向套管；在竖向套管的管壁上螺纹旋合安装有定位螺栓，且定位螺栓的螺杆端部按压在竖向撑杆上；四块隔挡板竖向安装在矩形顶板的下侧面上，且四块隔挡板等间隔平行设置，将矩形顶板的下方自左向右分隔成三个检测区间；三个线阵CCD摄像机通过三个摄像支架分别安装在三个检测区间内；两个日光灯和一个紫外灯分别安装在三个检测区间内；在其中一个日光灯的光线出射处设置有偏振片，且位于同于检测区间内的线阵CCD摄像机镜头前同样设置有偏振片。

[0008] 进一步地，摄像支架由竖向悬吊管、调节螺杆、锁定螺栓以及横向调节杆构成；竖向悬吊管竖向安装在矩形顶板的下侧面上，并在竖向悬吊管的下管口处设有内螺纹；调节螺杆的上端螺纹旋合安装在内螺纹上；在横向调节杆上沿其长度方向设有条形调节孔；在调节螺杆下端设有锁定螺纹孔；锁定螺栓的螺杆端部贯穿条形调节孔后螺纹旋合安装在定位螺纹孔上；线阵CCD摄像机安装在横向调节杆的端部下方。

[0009] 进一步地，在隔挡板的下侧边上竖向设置有一个条形插槽，并在条形插槽中竖向插装有延伸板；在隔挡板的竖向侧面上竖向设置有一个调节条形孔；在延伸板的插入端侧面上设置有伸出调节条形孔外的锁紧固定螺杆；在锁紧固定螺杆的伸出端部上螺纹旋合安装有蝶形螺母。

[0010] 进一步地，在矩形顶板的前后侧边上均设有一个遮光机构；遮光机构包括卷轴、遮光布以及平衡拉杆；卷轴通过支座旋转式安装在矩形顶板的侧边上，遮光布绕卷在卷轴上，平衡拉杆横向设置在遮光布的下侧边上。

[0011] 进一步地，在竖向套管的下端外管壁上设有弯钩；平衡拉杆的两端横向伸出遮光布的边缘外；弯钩用于扣于对应位置处的平衡拉杆的伸出端上。

[0012] 进一步地，偏振片通过安装板安装在日光灯的光线出射处以及线阵CCD摄像机镜头前；在安装板的正反面贯穿设置有透光窗口，在安装板的侧边设有侧边插槽；偏振片由侧边插槽插装至透光窗口处。

[0013] 进一步地，日光灯和紫外灯通过铰接座铰接安装在对应检测区间内的隔挡板竖向侧面上。

[0014] 进一步地，在竖向套管的下端设有底部安装板。

[0015] 本实用新型与现有技术相比，其有益效果是：利用日光灯与线阵CCD摄像机的组合能够满足棉花中有色异纤的检测图像拍摄，利用紫外灯与线阵CCD摄像机的组合同时配合带有偏振片的日光灯与线阵CCD摄像机的组合能够满足棉花中无色异纤的检测图像拍摄，从而能够在后期对检测图像进行识别处理时能够识别出检测图像中是否存在异纤；利用隔挡板能够实现检测区间的隔离，从而防止光线的相互影响；利用电压调节电路及其电压调节旋钮能够在使用时根据需要调节日光灯和紫外灯的光线强度。附图说明

[0016] 图1为本实用新型的前侧结构示意图。

具体实施方式

[0017] 下面结合附图对本实用新型技术方案进行详细说明，但是本实用新型的保护范围不局限于所述实施例。

[0018] 实施例1：

[0019] 如图1所示，本实用新型公开的用于棉花异纤检测的图像获取装置包括：矩形顶板1、四块隔挡板3、三个线阵CCD摄像机8、两个日光灯29、一个紫外灯11以及一个电气盒2；

[0020] 电气盒2设置于矩形顶板1的上侧面上；在电气盒2内设有三路电压调节电路以及电源模块；在电气盒2的侧面上设有三个摄像开关27、三个信号传输接口28以及三路电压调节电路的电压调节旋钮26；电源模块分别通过三路电压调节电路为两个日光灯29以及一个紫外灯11供电，三个电压调节旋钮26用于分别调节三路电压调节电路的输出电压；三个摄像开关27分别串联在三个线阵CCD摄像机8与电源模块之间的供电线路上；三个信号传输接口28分别与三个线阵CCD摄像机8的信号输出端电连接；在矩形顶板1的下侧面四个顶角处均竖向设置有一根竖向撑杆19；在四根竖向撑杆19的下端均套设有一根竖向套管18；在竖向套管18的管壁上螺纹旋合安装有定位螺栓20，且定位螺栓20的螺杆端部按压在竖向撑杆19上；四块隔挡板3竖向安装在矩形顶板1的下侧面上，且四块隔挡板3等间隔平行设置，将矩形顶板1的下方自左向右分隔成三个检测区间；三个线阵CCD摄像机8通过三个摄像支架分别安装在三个检测区间内；两个日光灯29和一个紫外灯11分别安装在三个检测区间内；
在其中一个日光灯29的光线出射处设置有偏振片25，且位于同于检测区间内的线阵CCD摄像机8镜头前同样设置有偏振片25。

[0021] 利用日光灯29与线阵CCD摄像机8的组合能够满足棉花中有色异纤的检测图像拍摄，利用紫外灯11与线阵CCD摄像机8的组合同时配合带有偏振片25的日光灯29与线阵CCD摄像机8的组合能够满足棉花中无色异纤的检测图像拍摄，从而能够在后期对检测图像进行识别处理时能够识别出检测图像中是否存在异纤；利用隔挡板3能够实现检测区间的隔离，从而防止光线的相互影响；利用电压调节电路及其电压调节旋钮26能够在使用时根据需要调节日光灯29和紫外灯11的光线强度；利用竖向套管18、竖向撑杆19以及定位螺栓20的配合，能够调节矩形顶板1的支撑高度，从而根据现场使用需要进行有效调节。

[0022] 进一步地，摄像支架由竖向悬吊管5、调节螺杆6、锁定螺栓9以及横向调节杆7构成；竖向悬吊管5竖向安装在矩形顶板1的下侧面上，并在竖向悬吊管5的下管口处设有内螺纹；调节螺杆6的上端螺纹旋合安装在内螺纹上；在横向调节杆7上沿其长度方向设有条形调节孔；在调节螺杆6下端设有锁定螺纹孔；锁定螺栓9的螺杆端部贯穿条形调节孔后螺纹旋合安装在定位螺纹孔上；线阵CCD摄像机8安装在横向调节杆7的端部下方。利用摄像支架能够调节线阵CCD摄像机8的高度以及水平位置。

[0023] 进一步地，在隔挡板3的下侧边上竖向设置有一个条形插槽，并在条形插槽中竖向插装有延伸板4；在隔挡板3的竖向侧面上竖向设置有一个调节条形孔；在延伸板4的插入端侧面上设置有伸出调节条形孔外的锁紧固定螺杆21；在锁紧固定螺杆21的伸出端部上螺纹旋合安装有蝶形螺母22。利用锁紧固定螺杆21和蝶形螺母22的配合能够根据使用需要调节延伸板4向下伸出长度。

[0024] 进一步地，在矩形顶板1的前后侧边上均设有一个遮光机构；遮光机构包括卷轴13、遮光布14以及平衡拉杆15；卷轴13通过支座12旋转式安装在矩形顶板1的侧边上，遮光布14绕卷在卷轴13上，平衡拉杆15横向设置在遮光布14的下侧边上。利用遮光机构能够根据现场使用需要对检测区间的前后侧进行环境光线遮挡。

[0025] 进一步地，在竖向套管18的下端外管壁上设有弯钩16；平衡拉杆15的两端横向伸出遮光布14的边缘外；弯钩16用于扣于对应位置处的平衡拉杆15的伸出端上。利用弯钩16能够对平衡拉杆15进行固定。

[0026] 进一步地，偏振片25通过安装板23安装在日光灯29的光线出射处以及线阵CCD摄像机8镜头前；在安装板23的正反面贯穿设置有透光窗口，在安装板23的侧边设有侧边插槽24；偏振片25由侧边插槽24插装至透光窗口处。

[0027] 进一步地，日光灯29和紫外灯11通过铰接座10铰接安装在对应检测区间内的隔挡板3竖向侧面上。利用铰接座10来铰接安装，从而根据现场使用需要调节光线的出射角度。

[0028] 进一步地，在竖向套管18的下端设有底部安装板17。利用底部安装板17能够便于将图像获取装置安装在棉花输送带上，从而实现连续图像拍摄。

[0029] 本实用新型公开的用于棉花异纤检测的图像获取装置中，线阵CCD摄像机8为可见光线阵CCD摄像机，用于进行图像采集，检测图像后期由FPGA实时图像检测卡通过CameraLink接口连续获取以“行”为单位的彩色数字图像；在日光灯29的光线出射处设置偏振片25，从而形成线偏振光再照射被检测棉花上，异纤的光学各向异性特性使得o光和e光产生相位差；在线阵CCD摄像机8镜头前设置偏振片25，使得o光和e光在偏振方向上的分量发生干涉现象，异纤部分在线阵CCD摄像机8上便可观察到彩色图像，后期再由FPGA实时图像处理检测图像中的彩色异纤部分；电压调节电路采用现有的带有电压调节旋钮的灯光亮度调压电路；电源模块采用现有的稳压电路，为电压调节电路以及线阵CCD摄像机8供电。

[0030] 如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本实用新型，但其不得解释为对本实用新型自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本实用新型的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。

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