[发明专利]一种针对高含杂量原棉的高效异纤清除装置以及清除方法

权利要求书

1.一种针对高含杂量原棉的高效异纤清除装置，包括开松装置(4)，其特征在于，所述开松装置(4)的上方进口处安装有前端储棉箱(2)，所述前端储棉箱(2)与开松装置(4)之间设置有棉花输送装置(3)，所述前端储棉箱(2)的顶部设置有上料装置(1)，所述开松装置(4)的出口处设置有棉流通道(5)，所述棉流通道(5)靠近开松装置(4)的一端两侧对称设置有拍摄组件(6)，所述拍摄组件(6)一侧的棉流通道(5)上安装有对应设置在棉流通道(5)两侧的杂棉收集组件(8)和喷阀组件(7)，所述杂棉收集组件(8)的末端安装有集棉箱(12)，所述棉流通道(5)的末端通过管道连接安装有负压风机组件(9)，所述棉流通道(5)靠近负压风机组件(9)的一端通过管道连接有末端储棉箱(10)。

2.根据权利要求1所述的一种针对高含杂量原棉的高效异纤清除装置，其特征在于，所述开松装置(4)内设置有由电机驱动的拍打组件和开松辊。

3.根据权利要求1所述的一种针对高含杂量原棉的高效异纤清除装置，其特征在于，所述末端储棉箱(10)的一侧安装有控制组件(11)。

4.根据权利要求3所述的一种针对高含杂量原棉的高效异纤清除装置，其特征在于，所述控制组件(11)包括电控箱和显示器。

5.根据权利要求1所述的一种针对高含杂量原棉的高效异纤清除装置，其特征在于，所述拍摄组件(6)包括光源和成像传感装置。

6.根据权利要求1所述的一种针对高含杂量原棉的高效异纤清除装置，其特征在于，所述上料装置(1)为上料斗、上料袋或履带上料中的一种。

7.一种针对高含杂量原棉的高效异纤清除方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：人工将异纤机击出的杂棉倒入上料装置(1)中并存放在前端储棉箱(2)中；

步骤二：棉花输送装置(3)将前端储棉箱(2)中的杂棉输送至开松装置(4)中，开松装置(4)中的打手组件和开松辊对杂棉进行开松，开松完成的杂棉进入棉流通道(5)；

步骤三：棉流通道(5)在负压风机组件(9)的作用下产生负压气流带动杂棉在棉流通道(5)内朝向末端储棉箱(10)缓慢移动；

步骤四：杂棉在经过拍摄组件(6)时通过图像检测算法进行检测；

步骤五：图像检测算法检测出杂棉中的杂质位置，在杂棉经过喷发组件(7)时将杂质击向杂棉收集组件(8)；

步骤六：剔除杂质的棉流进入末端储棉箱(10)暂存，等待后续加工。

8.根据权利要求7所述的一种针对高含杂量原棉的高效异纤清除方法，其特征在于，所述图像检测算法具体为：拍摄组件(6)拍摄棉流图像，并输入相邻的两帧图像；通过特征提取网络提取两帧图像之间的特征图并通过匹配网络进行特征匹配；使用上采样网络将压缩后的特征图放大到原始图像输入分辨率；使用两者的预标记位置信息约束训练。

9.根据权利要求8所述的一种针对高含杂量原棉的高效异纤清除方法，所述约束训练在传统目标检测损失函数基础上修改为矩形框面积交叠损失，其中，传统目标检测损失函数定义为：

其中B代表预测得到的目标矩形框个数，代表当前是否包含图像预定义的目标，如果包含即为1，否则为0。另外x_i，y_i，w_i，h_i表示当前目标预测得到的坐标信息为图像预定义真值坐标信息。

所述矩形框面积交叠损失具体计算方法如下：

a、定义真值坐标信息为分别代表矩形框起始横坐标，纵坐标，矩形框宽度，矩形框高度；本次预测坐标信息x_i，y_i，w_i，h_i；

b、对于预测的矩形框中每个位置的像素点，分别计算坐标面积信息：

X＝(x_i+x_i+w_i)*(y_i+y_i+h_i)

I＝I_h*I_w

c、根据坐标的面积信息，定义交叠面积损失函数：

d、使用新损失函数训练多尺度异纤检测网络

e、当网络训练在验证机达到90％以上准确率时即可停止训练，并保存模型用于推理端部署。