纖維截面自動檢測系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著人們生活水平的日益提高,人們對穿著的舒適、美觀程度等方面的要求也在提高,差別化纖維的品種層出不窮,纖維的性能與纖維截面的形狀緊密相關(guān);化纖和紡織生產(chǎn)上迫切需要能對各種纖維進(jìn)行大批量的自動檢測;在檢測纖維的方法當(dāng)中,檢測纖維的截面能方便地得到纖維的特征參數(shù);而目前,我國對纖維的這些特征參數(shù)的檢測大多是由手工的方法來完成的,這些方法不但勞動強(qiáng)度大、效率低,而且精度和數(shù)據(jù)穩(wěn)定性也較差。因此,對纖維截面自動檢測的研究是相當(dāng)必要的。以自動檢測

2、來代替手工檢測,從而降低勞動強(qiáng)度和提高檢測準(zhǔn)確性正是本論文的提出主要原因。而要實(shí)現(xiàn)纖維截面的自動檢測,這就要求該系統(tǒng)在5個(gè)部分滿足自動化的要求;取纖維部分、切片部分、取片部分、自動對焦部分和圖像檢測部分。本論文主要對其中切片部分自動對焦部分和圖像檢測部分中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究。在本論文的實(shí)驗(yàn)的檢測對象是非空心的異形纖維,它們是從本論文前期工作的紡絲實(shí)驗(yàn)中獲得的。在切片部分,第一次提出把生物組織切片機(jī)和冷凍機(jī)結(jié)合起來作為一種切片方法運(yùn)用到

3、纖維切片當(dāng)中,并把此方法與其它的切片方法進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該切片方法的切片速度快,圖像效果好,而且成功率高,這將有利于下一步取片自動化的實(shí)現(xiàn)。本論文進(jìn)行了大量對比實(shí)驗(yàn)來確定這種切片方法中主要參數(shù)的最佳取值,以指導(dǎo)纖維的生產(chǎn)。在系統(tǒng)的自動對焦部分,本論文探討幾種常用自動聚焦評價(jià)函數(shù),并在本論文實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,采用提出的最值搜索算法來分別對這些對焦評價(jià)函數(shù)進(jìn)行自動對焦的仿真實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)表明采用平方梯度函數(shù)作為對焦評價(jià)函數(shù)用于纖維截面圖像

4、的自動對焦時(shí)對焦速度更快;同時(shí)本論文在對采用哈氏切片法而出現(xiàn)的多焦面問題進(jìn)行了研究,并在切片實(shí)驗(yàn)中通過各種方式避免了纖維截面圖像的多焦面問題的出現(xiàn),取得了滿意結(jié)果。在系統(tǒng)的圖像處理部分,本論文對Canny算子中的各參數(shù)對纖維截面圖像邊緣檢測的影響分別進(jìn)行了研究,并提出了一種基于多結(jié)構(gòu)元素的形態(tài)學(xué)和Canny算子的組合算法,實(shí)驗(yàn)表明該算法能檢測到的邊緣清晰完整,同時(shí)又能很好地抑制噪聲。進(jìn)而,本論文利用此算法進(jìn)行纖維截面圖像的測量,得到各種