照明系统是基于机器视觉原棉异纤维检测系统中关键的部分之一，主要目标是以合适的照射方式将光线投射到原棉表面，尽可能地突出原棉特征量，在棉纤维和异性纤维之间应尽可能地产生明显的区别，增加对比度，同时还应保证足够的整体亮度，棉花位置的变化不应该影响成像的质量。好的设计能够改善整个系统的分辨率，简化软件的运算，减少机器视觉成像的负担，从而提高系统的检测率和检出率。本论文在分析原棉异纤维检测系统的基础上，对照明光源进行优化设计，具体开展了以下主要工作:　　(1)光源照射方式的研究和光谱分析。光源的照射角度是照明方式中最重要的因素，通过大量的实验分析，最终选用能获得高质量图像的直接明场正面照明方式。其次，为有效检测出与棉纤维色泽极其相似的异性纤维杂质，根据异性纤维与棉纤维近紫外吸收特性的差别，提出利用紫外荧光效应检测原棉异性纤维杂质，该方法分析紫外波段中异性纤维与棉纤维吸收特性差异随波长变化规律，确定了区分棉纤维与多种异性纤维的最佳波段的范围是365-370nm。　　(2)照明光源的仿真设计。通过对LED光源的光通量、被测面的照度、CCD的照度计算和光学机构仿真软件TracePro的模拟设计，建立了照明光源的照射模型，并分析了LED阵列的光照度分布，最后设计了高光照度且均匀性好的三角形LED阵列光源作为原棉异纤维检测系统的照明光源。　　(3)图像的采集与处理。建立紫外光谱成像系统，将异性纤维紫外吸收特性转化为紫外图像中异性纤维图像特征，采用自适应图像增强和二值化图像处理方法，从原棉背景中提取异性纤维。实验结果表明，此类方法获取的异性纤维图像特征明显，检测结果与实际相符，此方法能够有效识别皮棉中异性纤维杂质。