关于低成本的氨纶丝视觉识别系统设计与实现

李春花 杨森 张华卫

摘要：文章基于氨纶丝饼自动生产包装中容易出现的产品混装问题以及传统人工分拣方式的弊端，提出了一种低成本的氨纶丝视觉识别系统，对此系统的技术优势以及实施方式进行介绍，以供参考。

关键词：低成本;氨纶丝视觉识别系统;实现

一、引言

在目前的信息时代下，不仅对各种工农业产品的需求量大幅度增加，而且对各类产品的质量要求在不断提高。对于现代服饰工业中常用的氨纶丝来说，虽然应用先进信息化技术实现了氨纶丝卷生产中的自动包装，但是针对其产品同时生产多种品种和规格包装的问题，采用的是人工上丝的方式，由于人工长期工作会产生疲劳，容易将不同规格品种的氨纶丝混上在同一包装线上，因此，还要继续加大信息化建设力度，采取更为先进且成本较低的氨纶丝视觉识别系统来智能解决产品混装的问题。

二、背景技术

在氨纶丝卷生产过程中自动包装氨纶丝饼时，容易由于出现扫码错误或者本身存在产品混放等问题而导致在同一包装箱内出现不同产品的问题，也就是在同一包装箱内出现纸管不同的氨纶丝饼，这就会导致产品混杂的问题。针对上述问题，通常采取人工拣杂的方式来解决，也就是通过人工的方式来识别其中不同品种的氨纶丝产品。但是此种人工方式的工作量大、效率低，而且在长时间工作中容易出错而导致漏拣等问题。

三、低成本的氨纶丝视觉识别系统分析

针对上述氨纶丝饼自动包装中的混杂问题，文章提出了一种氨纶丝视觉识别系统。此系统就是在氨纶输送带的上方安装多个摄像头，通过这些摄像头实时拍摄图像并向上位机输送，然后基于图像颜色识别模块的应用来识别图像中不同的颜色，而且在发现其中存在不同颜色时则会通过中央处理器进行判断和发出相应的警报。工作人员则可以根据相关提示拣出不同纸管的产品。通过此系统的应用，可以自动进行预报报警来提醒工作人员，不仅设计比较简单合理，而且比较实用，可以帮助工作人员高效且准确拣出其中的混杂产品，解决上述产品混杂的问题。

四、具体实施方式

图4.1 低成本的氨纶丝视觉识别系统的结构示意图和使用状态示意图

（1-竖向支撑杆;2-横向支撑杆;3-脚轮;4-摄像头;5-连接杆;6-万向球头;7-球座;8-语音报警器;9-上位机;10-光电限位开关;11-输送带;12-氨纶丝卷）

如图4.1中的左图所示，此种低成本的氨纶丝视觉识别系统，在输送带上安装的多个摄像头可以拍摄输送带上的氨纶丝卷，并向上位机传输所拍摄的图像，通过上位机中的中央处理器对收到的图像中的颜色进行识别，如果通过其中的图像颜色识别模块检测到色差问题，则会向中央处理器发送存在色差的信号，由后者对语音报警器进行控制来提醒工作人员。

在上述拍摄图像以及利用颜色识别模块来识别色差问题的过程中，主要利用氨纶丝的固有特性，也就是对于生产氨纶丝需要使用纸管进行支撑，而不同品种的纸管则需要采用不同颜色的纸管进行支撑，为此就可以通过对纸管颜色的识别来检测是否存在不同产品的混入问题，而且可以根据所识别出纸管的颜色来判断混入的氨纶丝的型号和类型，也便于及时提醒工作人员将混入的产品拣出，提升拣杂的工作效率和准确性。

如图4.1中的右图所示，安装摄像头的支撑架分为横向和竖向两种，二者通过连接杆固定连接在一起，而且在连接杆上连着万向球头和球座，之后便于摄像头连接。通过万向球头的应用可以使得摄像头能够随意转动和变化拍摄角度，通常在支撑架上安装有多个摄像头，最佳的数量为2个，可以同时拍摄支撑架下放的2条输送带以提升拍摄香炉。此外，通过光电限位开关的应用，可以与输送带上的动力机构串联，可以在发出报警时联动输送带停顿，给予工作人员足够的时间将混杂产品拣出。此外，还有可以移动的脚轮咱庄在支撑架的底部，因此可以对支撑架进行移动，可以结合实际生产需求对支撑架的位置进行改变，便于对不同的輸送带开展图像拍摄工作。此系统中所用中央处理器可以用比较常见的PC机，具有成本较低的优点。

五、结语

针对氨纶丝生产过程中进行自动包装时容易产生的产品混杂问题，由于人工拣杂方式效率低且成本高，因此文章提出了一种低成本的氨纶丝视觉识别系统，此系统在应用中表现出较高的智能化水平，有效解决产品混杂问题并提升拣杂作业效率并降低成本。

参考文献：

[1] 黄金荣， 张冰雪， 张悬光，等. 基于机器视觉的颜色识别系统设计[J]. 山东工业技术， 2019， 290（12）：208-208.

[2] 刘雪松. 视觉识别系统设计课程教学与实践[J]. 现代交际， 2019， 497（03）：163-164.

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