收割機(jī)刀具磨損狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)—基于圖像處理技術(shù)

楊德義，王平崗，吳東林

(1.漯河職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 漯河 462300；2.漯河食品職業(yè)學(xué)院，河南 漯河 462300)

0 引言

隨著計(jì)算機(jī)的大幅度普及和自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展，利用圖像處理技術(shù)解決問題逐漸成為一種普遍方式。生產(chǎn)生活中，各技術(shù)類機(jī)械的零部件磨損問題日益突出，其帶來的裂紋、磨損給機(jī)器的正常使用埋下了隱患。因此，及時(shí)、準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)機(jī)械中的磨損、疲勞裂紋，對(duì)提高作業(yè)效率、減少人員傷亡具有重要意義。收割機(jī)螺旋刀具出現(xiàn)磨損，會(huì)引發(fā)作業(yè)效率低和糧食浪費(fèi)等問題。為了解決這類問題，基于圖像處理技術(shù)設(shè)計(jì)了一套收割機(jī)刀具磨損狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

1 圖像處理技術(shù)概述

圖像處理技術(shù)主要是利用計(jì)算機(jī)、CCD工業(yè)攝像頭、光源、傳感器及其他電子設(shè)備對(duì)需要處理的目標(biāo)進(jìn)行圖像采集、存儲(chǔ)、判斷和決策，結(jié)合對(duì)圖像的增強(qiáng)與分割，通過對(duì)目標(biāo)物體特征值的提取和檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)庫的建立、模型的建立和匹配等復(fù)雜過程。收割機(jī)刀具磨損狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究中，圖像處理方面主要包括圖像采集、特征分析、圖像轉(zhuǎn)換及圖像分割等步驟。若還存在噪聲，則應(yīng)對(duì)其繼續(xù)分析，并采用區(qū)域面積統(tǒng)計(jì)法去除孤立噪聲，并通過區(qū)域形態(tài)學(xué)運(yùn)算，對(duì)各連通區(qū)域進(jìn)行有效標(biāo)識(shí)，方便提取區(qū)域幾何特征。圖像處理技術(shù)流程圖如圖1所示。

圖1 圖像處理技術(shù)流程圖Fig.1 The flow chart of image processing technology

2 收割機(jī)刀具磨損檢測(cè)原理

2.1 刀具圖像處理

收割機(jī)工作一段時(shí)間，螺旋刀片上會(huì)出現(xiàn)不同程度的月牙洼磨損，使得收割機(jī)在正常工作過程中由于刀刃不再鋒利而出現(xiàn)作業(yè)效率低和糧食浪費(fèi)等問題。……