马铃薯是一种常见的农作物,除玉米、水稻、小麦以外,马铃薯是食用最为广泛的主粮,在当今世界具有重要的地位并且有逐渐上升的趋势。马铃薯全粉是传统的马铃薯主粮化产品之一,对其关键环节的技术瓶颈进行突破与革新是我国薯类主食化研究的一个重点方向。本课题以去皮后制粉前的马铃薯为对象,进一步清除残余表皮、机械损伤、黑斑等一系列缺陷,以达到提高最终产品质量的目的。课题将结合机器视觉和激光加工技术对去皮马铃薯的残余缺陷进行检测和去除,设计合适的辅助机械装置进行上料传输等工作,编写合适的软件系统,开发一套马铃薯缺陷智能化在线去除系统,为马铃薯加工行业发展贡献力量。论文的主要研究内容如下:（1）马铃薯缺陷智能化在线去除系统总体设计结合课题的研究背景,以去皮马铃薯为对象,对系统的总体设计进行讨论。经过对系统的需求分析,明确系统需要完成的任务,即对马铃薯生全粉生产中去皮环节之后的马铃薯缺陷进行自动识别与去除。在系统任务的指导下,将系统总体划分为四个必要的模块,包括:缺陷检测装置、缺陷去除装置、辅助机械装置和软件系统。针对每一个模块,进行了分步方案讨论,最终确定了以机器视觉和激光加工为核心,上料、剖切、整理、输送等机械结构为辅助,软件集成控制的研究大框架,为之后的研究指明方向。（2）基于机器视觉的缺陷智能检测装置设计进行了缺陷检测装置的详细探究,以具体实施的可行性、便捷性、经济性为导向,对方案的研究细节进行了落实。首先,对视觉装置的硬件机构进行了构建,结合文献和实验研究,确定了光照机构和成像部件的设计。其次,结合搭建的硬件机构,对图像的分析算法进行了研究。从图像的预处理、图像分割、特征提取等各个方面,进行了方案实施的实验探究。结果表明,在黑色背景下选择白马铃薯、再从白马铃薯中选黑缺陷,能够较好的达成研究目的。（3）基于激光加工技术的缺陷去除装置设计在视觉识别缺陷之后,紧接着需要进行的是基于激光加工的缺陷去除。这一部分研究的重点在于激光是否能够对马铃薯产生去除效果以及是否能够满足生产效率要求。结合文献研究和针对性的实验测试,分别确定了缺陷去除装置采用的激光器类型和激光工作方式,综合技术与成本分析,选定了激光装置的组成,包括:大威150W射频管CO2激光器、三维动态聚焦镜、水冷机、升降机架等。（4）系统辅助机械装置设计根据设计任务,将辅助机械装置划分为四个部分,上料机构、剖切机构、整理机构、输送机构。工作时:去皮马铃薯经上料机构逐个有序自动上料;经过剖切机构定位剖切,从最大纵截面一分为二;经整理机构将散乱的半瓣马铃薯全都变成切面朝下;最后由输送机构将马铃薯输送依次经过视觉装置检测和激光装置去除加工工位。设计与制造的辅助机械装置需要完成除检测和加工以外物料的所有准备和输送过程,是整个生产线必不可少的部分。（5）软件系统设计根据设计需求,对机器视觉装置、激光加工装置、辅助机械装置进行集成控制,编写相应的软件。软件利用VS2018+MFC编写上位机PC端的程序和交互界面,利用PLC实现下位机的电气控制,上位机PC端和下位机PLC通过串口进行通讯,实现人机交互一体化控制。（6）马铃薯缺陷智能化在线去除系统现场测试根据工艺流程,对各道工序以及整体装备的效果进行实验测试,并按照事先制定的标准对其进行评价。实验结果表明各机构、装置性能良好,总体上能较好的实现研究目的,生产效率大于等于1t/h,缺陷识别率达到95%以上,去除率达到90%以上。