工业机器视觉系统的开发应用是流程工业面向精益制造、智能制造发展中研究和关注的重点。本书围绕机器视觉方法在烟草工业中精选除杂工艺应用，系统介绍了该工艺过程中开发应用机器视觉系统面向的关键问题和方法，包括精选除杂目标的图像特征识别、图像处理算法设计、光学检测及在线剔除平台设计等，同时介绍了机器视觉系统在打叶复烤、制丝加工和卷制包装等工艺环节的应用案例。
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前言
第1章 机器视觉方法概述 1
1.1 机器视觉系统的组成 1
1.1.1 光源 1
1.1.2 成像系统 2
1.1.3 图像采集单元 4
1.1.4 图像处理与分析单元 5
1.2 机器视觉技术的应用范畴 6
1.2.1 在工业检测中的应用 6
1.2.2 在医学中的应用 7
1.2.3 在机器人导航和视觉伺服系统中的应用 8
1.2.4 在遥感、航天及军事中的应用 9
1.2.5 在农业生产中的应用 10
1.2.6 在其他领域中的应用 11
1.3 在农产品加工中的应用现状 11
1.3.1 果蔬自动采收 11
1.3.2 果实成熟度检测 12
1.3.3 缺陷及损伤检测 13
1.3.4 农产品品质分级 14
1.3.5 异物识别与剔除 15
1.3.6 自动化加工 16
1.4 机器视觉技术发展趋势 16
1.5 本章总结 19
参考文献 20
第2章 烟草加工流程及精选除杂方法概况 24
2.1 烟草加工流程概述 24
2.1.1 烟叶初烤 24
2.1.2 打叶复烤 25
2.1.3 烟叶醇化 25
2.1.4 卷烟制丝 26
2.1.5 卷制包装 27
2.2 烟草精选除杂对象及处理环节 28
2.2.1 烟草杂物类型及来源 28
2.2.2 烟草加工中的除杂处理环节 29
2.3 现行烟草精选除杂方法 31
2.3.1 人工除杂 31
2.3.2 机械除杂 32
2.3.3 风选除杂 33
2.3.4 金属探测除杂 34
2.3.5 光谱除杂机 35
2.4 基于机器视觉的精选除杂系统开发背景 36
2.5 本章总结 37
参考文献 37
第3章 烟草中青霉杂梗的图像特征分析 39
3.1 图像特征分析基础 39
3.1.1 可见光成像中的图像颜色模型 39
3.1.2 X 射线透射成像原理 43
3.2 青烟的图像检测方法 44
3.3 霉烟的图像特征分析 48
3.3.1 现行霉烟鉴别方法 48
3.3.2 霉烟的图像检测方法 49
3.4 非烟杂物的图像特征分析 51
3.5 烟梗的图像特征分析 54
3.6 本章总结 57
参考文献 57
第4章 烟草中青霉杂梗的图像识别算法设计 59
4.1 机器视觉中的图像处理流程概述 59
4.1.1 图像预处理 59
4.1.2 图像分割 61
4.1.3 形态特征分析 63
4.1.4 分类识别 64
4.2 青烟的图像识别算法 67
4.2.1 颜色空间转换 67
4.2.2 ab 特征分类器 68
4.2.3 交叉区域处理 69
4.2.4 青烟判定 69
4.3 霉烟的图像识别算法 69
4.3.1 MSD 图像特征提取 70
4.3.2 神经网络集成算法分类 71
4.4 非烟杂物的图像识别算法 73
4.5 烟梗的图像识别算法 75
4.6 本章总结 78
参考文献 79
第5章 烟草精选除杂光学检测与在线剔除系统设计 80
5.1 结团烟剔除机构 80
5.1.1 平行辊组设计 80
5.1.2 附加除麻丝功能结构设计 84
5.2 含梗烟光学检测系统 85
5.2.1 光源系统 85
5.2.2 X 射线探测成像模块 86
5.2.3 图像处理模块 88
5.3 青霉烟光学检测系统 89
5.3.1 光源系统设计 89
5.3.2 CCD 成像模块 90
5.3.3 图像采集处理模块 92
5.4 非烟杂物光学检测系统 93
5.4.1 光源系统设计 94
5.4.2 图像采集处理模块 94
5.5 在线摊薄系统设计 95
5.5.1 摊薄皮带尺寸 96
5.5.2 烟梗检测单元摊薄系统 96
5.5.3 青霉烟检测单元摊薄系统 97
5.5.4 非烟杂物检测单元摊薄系统 98
5.6 在线剔除机构设计 99
5.6.1 阵列电磁剔除阀 99
5.6.2 剔除阀结构设计 101
5.6.3 靶物剔除验证 102
5.7 本章总结 107
参考文献 107
第6章 烟草制丝过程的精选除杂系统应用实例 108
6.1 传统人工选叶线概况 108
6.1.1 人工选叶流程 108
6.1.2 人工选叶效率 109
6.2 精选系统流程设置 110
6.3 精选系统性能优化 113
6.3.1 处理流量对精选质量影响 113
6.3.2 剔除精度对精选质量影响 115
6.4 精选系统选叶质量分析 116
6.4.1 青霉杂梗剔除效果 116
6.4.2 合格烟叶纯净度 118
6.4.3 烟片结构水分变化 118
6.5 人-机结合选叶工艺设计 119
6.5.1 精选系统剔除物的人工选叶能效 119
6.5.2 人机结合选叶工艺流程 121
6.5.3 4500kg/h 青霉杂精选线工程实例 122
6.6 本章总结 125
参考文献 125
第7章 烟草打叶复烤过程的光电除梗系统应用实例 126
7.1 传统打叶去梗工艺概况 126
7.1.1 打叶去梗工艺流程 126
7.1.2 打叶去梗烟片质量分析 128
7.1.3 风分器特性分析 131
7.2 光电除梗系统设计 133
7.2.1 硬件平台设计 133
7.2.2 软件系统设计 134
7.2.3 工作性能分析 137
7.3 风选-光电除梗组合的叶梗分离工艺设计 138
7.3.1 总体工艺方案 138
7.3.2 叶梗分离组合工艺优化 140
7.4 工艺验证 142
7.5 本章总结 144
参考文献 144
第8章 烟草产品卷制过程的小盒包装缺陷检测 145
8.1 烟支包装工艺概况 145
8.1.1 包装生产工艺流程 145
8.1.2 成品烟包装缺陷 147
8.2 检测系统总体方案设计 149
8.2.1 小包检测点设计 149
8.2.2 系统检测功能 150
8.3 烟包图像采集参数分析 150
8.3.1 光源形状 150
8.3.2 光照角度 152
8.3.3 成像角度 153
8.4 检测系统硬件结构设计 154
8.4.1 动力分包装置 155
8.4.2 图像采集系统 156
8.4.3 照明系统 157
8.4.4 在线剔除系统 157
8.4.5 信号处理与上位操作系统 157
8.5 图像分析系统设计 158
8.5.1 图像定位 159
8.5.2 灰度分析 160
8.5.3 边缘点检测 162
8.5.4 边缘线检测 163
8.5.5 二值分割 164
8.5.6 拉线检测 165
8.5.7 彩色直方分析 166
8.5.8 斑点分析 167
8.6 本章总结 168
参考文献 169
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