Agricultural Products Intelligent Sorting Research Institute of Liaocheng University

 

聊城大学农产品智能分选研究所聚焦籽棉异性纤维智能识别与精选这一产业瓶颈，立足于市场驱动、致力于产业升级，通过光电智能识别系统研发解决困扰中国纺织行业的异性纤维污染问题。研究所以籽棉、皮棉、棉籽的智能分选装备为主要研究内容，以籽棉异纤智能分选机为重点研究方向，推进产品的产业化，提升国内智能分选装备的整体水平。力争在三年内将中心建设成为具有国际领先水平的农产品智能分选技术研究机构，确立在籽棉异性纤维精选领域的国内引领地位。

1.“一机多轴、模块组合”式异纤多级清理机构设计

本中心将继续优化籽棉异纤多级清理机械装备，将开展缠绕辊、格栅振动筛等结构的参数优化及试验验证，通过小规模应用、推广及反馈，为进一步的产品优化提供原始数据，也为产品的系列化打下基础。同时，还将解决缠绕辊的快换问题，以提高工作间隙的辊轴清理效率，保证设备可靠。此外，将开发均匀棉层整理装置，为后续的图像采集提供标准棉层。

2.基于线阵相机的图像采集系统匹配研究和异纤定位软件开发

基于图像处理技术，本中心开发的棉花异纤检测系统分为三大模块：棉花异纤图像采集模块(光照设计和图像采集)、棉花异纤图像处理与识别模块(数据处理计算和识别定位)和棉花异纤清除模块。为实现传送带的高效率（带宽2-2.5m，速度2.5m/s），本设备采用线性光源与高精度线阵相机匹配技术。国内尚未在此参数区间内取得成熟的技术成果，这是本中心重点研究内容之一。通过线性光源和线阵相机的匹配试验，获得最优的技术参数，体现高技术含量和应用价值。相关的软件开发主要通过图像识别技术对棉花异性纤维原始图像进行灰度化、滤波、分割和中值滤波一系列处理，提取出异性纤维的轮廓，进而完成识别、比较、定位。性能可靠、效率高，需要在图像处理软件上进行深度开发，整合设备功能、实现状态监控。

3.高效的风冷式光源冷却和镜头除尘系统开发

线性光源的冷却与镜头除尘是本中心设备开发的技术难点和主要创新点之一，同时也是对图像采集设备生产线推广应用的瓶颈之一。本中心已经取得初步的开发经验和专利技术，样机试验验证效果良好。该系统为图像采集提供洁净、可靠的工作环境，本技术可通过更换线性光源、增加相机并列数量等提高设备的通用性，形成模块化、系列化产品；还将解决系统中的防尘和冷却问题，适用于户外、工厂等其他较为恶劣的环境使用。

4.高光谱籽棉地膜识别及清理装置的开发

地膜具有透明、碎小的特点，是现在的行业难题，本中心拟采用高光谱技术进行地膜识别，并采用高频喷嘴装置进行清理。本中心将重点开展喷嘴布置参数的优化、阵列匹配。此外，由于生产环境的恶劣（棉絮、扬尘等污染），在高压空气过滤与净化上需要进一步开展相关研究，提高设备的稳定性和可靠性，为整套设备的良好运行提供环境保障。并通过测试，研究设备的清理效率、清理质量和加工成本核算，为进一步的产品量产完善设计资料。

5.其他农产品智能分选技术研究

在完成籽棉异性纤维智能分选设备研发及市场推广后，将本技术拓展于其他粮食、果蔬的智能识别与杂质分级技术研究、农产品的识别与验伤技术研究、食品原材料的异性纤维分选技术研究。