聊城大學農產品智能分選研究所

Agricultural Products Intelligent Sorting Research Institute of Liaocheng University

 

聊城大學農產品智能分選研究所聚焦籽棉異性纖維智能識別與精選這一產業瓶頸,立足于市場驅動、致力于產業升級,通過光電智能識別系統研發解決困擾中國紡織行業的異性纖維污染問題。研究所以籽棉、皮棉、棉籽的智能分選裝備為主要研究內容,以籽棉異纖智能分選機為重點研究方向,推進產品的產業化,提升國內智能分選裝備的整體水平。力爭在三年內將中心建設成為具有國際領先水平的農產品智能分選技術研究機構,確立在籽棉異性纖維精選領域的國內引領地位。

1.“一機多軸、模塊組合”式異纖多級清理機構設計

本中心將繼續優化籽棉異纖多級清理機械裝備,將開展纏繞輥、格柵振動篩等結構的參數優化及試驗驗證,通過小規模應用、推廣及反饋,為進一步的產品優化提供原始數據,也為產品的系列化打下基礎。同時,還將解決纏繞輥的快換問題,以提高工作間隙的輥軸清理效率,保證設備可靠。此外,將開發均勻棉層整理裝置,為后續的圖像采集提供標準棉層。

2.基于線陣相機的圖像采集系統匹配研究和異纖定位軟件開發

基于圖像處理技術,本中心開發的棉花異纖檢測系統分為三大模塊:棉花異纖圖像采集模塊(光照設計和圖像采集)、棉花異纖圖像處理與識別模塊(數據處理計算和識別定位)和棉花異纖清除模塊。為實現傳送帶的高效率(帶寬2-2.5m,速度2.5m/s),本設備采用線性光源與高精度線陣相機匹配技術。國內尚未在此參數區間內取得成熟的技術成果,這是本中心重點研究內容之一。通過線性光源和線陣相機的匹配試驗,獲得最優的技術參數,體現高技術含量和應用價值。相關的軟件開發主要通過圖像識別技術對棉花異性纖維原始圖像進行灰度化、濾波、分割和中值濾波一系列處理,提取出異性纖維的輪廓,進而完成識別、比較、定位。性能可靠、效率高,需要在圖像處理軟件上進行深度開發,整合設備功能、實現狀態監控。

3.高效的風冷式光源冷卻和鏡頭除塵系統開發

線性光源的冷卻與鏡頭除塵是本中心設備開發的技術難點和主要創新點之一,同時也是對圖像采集設備生產線推廣應用的瓶頸之一。本中心已經取得初步的開發經驗和專利技術,樣機試驗驗證效果良好。該系統為圖像采集提供潔凈、可靠的工作環境,本技術可通過更換線性光源、增加相機并列數量等提高設備的通用性,形成模塊化、系列化產品;還將解決系統中的防塵和冷卻問題,適用于戶外、工廠等其他較為惡劣的環境使用。

4.高光譜籽棉地膜識別及清理裝置的開發

地膜具有透明、碎小的特點,是現在的行業難題,本中心擬采用高光譜技術進行地膜識別,并采用高頻噴嘴裝置進行清理。本中心將重點開展噴嘴布置參數的優化、陣列匹配。此外,由于生產環境的惡劣(棉絮、揚塵等污染),在高壓空氣過濾與凈化上需要進一步開展相關研究,提高設備的穩定性和可靠性,為整套設備的良好運行提供環境保障。并通過測試,研究設備的清理效率、清理質量和加工成本核算,為進一步的產品量產完善設計資料。

5.其他農產品智能分選技術研究

在完成籽棉異性纖維智能分選設備研發及市場推廣后,將本技術拓展于其他糧食、果蔬的智能識別與雜質分級技術研究、農產品的識別與驗傷技術研究、食品原材料的異性纖維分選技術研究。