基于计算机视觉的废旧塑料瓶颜色识别和自动分拣系统

摘要

塑料因具有抗腐蚀能力强、制造成本低、耐用、防水、质轻、容易被塑制成不同形状等等优点，在包装业、建筑业、制造业、电子、家具等行业塑料都得到了广泛的应用。其中作为包装使用的塑料瓶占了相当大的比例，大量的废旧塑料瓶对环境造成了严重的破坏。对废旧塑料瓶进行回收利用是处理废旧塑料最合理的方法，在解决环境污染问题的同时，实现资源的重复利用。为了得到高品质的再生塑料，必须对回收的塑料瓶按颜色进行严格地分类。
　　计算机视觉，也称机器视觉，是利用图像传感器代替人眼获取物体图像，然后利用计算机对图像信息进行分析，根据分析的结果做出相应动作。该技术十分适合实现对废旧塑料瓶按颜色进行分类。本文提出并实现了一种基于计算机视觉的废旧塑料瓶颜色识别和自动分拣系统方案，首先对回收的塑料瓶进行清洗，去除污渍和商标等杂质，然后在振动筛的作用下均匀下落到传送带上，在传送带的带动下，匀速进入到图像识别区域，经过图像识别区域时，高性能电荷耦合元件（CCD）摄像头对塑料瓶进行拍照，图像处理计算机对所获取的图像进行处理以得到塑料瓶的中心点以及颜色信息，并将需要剔除的塑料瓶的坐标通过串口发送给下位机，下位机根据坐标信息控制气动分离装置分拣不同颜色的塑料。
　　该系统包括照明系统，图像采集、处理单元，执行单元等几个关键部分，采用以机器视觉技术为核心的解决方案实现了整个系统，并利用该系统进行了现场实验，最后实验结果表明：该系统测量结果准确，响应速度快，理想情况下可以实现不同颜色的塑料瓶100％的分离，具有重要的实用价值。

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1 绪论

1.1 课题研究的目的及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文主要研究的内容

1.4 论文内容安排

2 系统需求分析

2.1 现有系统简介

2.2 硬件需求分析

2.3 软件需求分析

2.4 机器视觉简介

2.5本章小结

3 系统检测方案设计

3.1 图像基础

3.2瓶子坐标获取理论基础

3.3图像预处理

3.4背景分割

3.5 边缘提取

3.6 形态学处理[27-30]

3.7 颜色识别理论基础

3.9颜色识别

3.10 本章小结

4 系统硬件设计

4.1图像采集、处理模块

4.2下位机最小系统设计

4.3下位机辅助模块设计

4.4 本章小结

5 系统软件设计

5.1 上位机软件设计

5.2下位机软件设计

5.3本章小结

6 系统测试

7 总结和展望

致谢

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文