一種基于細紗圖像的細紗機在線斷頭檢測裝置及檢測算法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明具體涉及一種基于細紗圖像的細紗機在線斷頭檢測裝置及檢測算法，屬于紡織技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]紡紗各工序中，細紗工序用工量最大，細紗斷紗是直接影響產(chǎn)量和質(zhì)量的關(guān)鍵。細紗擋車工的主要職責(zé)是檢查和處理斷頭，而其中檢查斷頭占用了其大量的工作時間，嚴重影響了工人的勞動生產(chǎn)率和設(shè)備的生產(chǎn)效率。為了降低細紗擋車工的勞動強度，并減少用工量，需要對細紗斷頭進行自動檢測，并將檢測結(jié)果通知擋車工進行處理。
[0003]在紡織技術(shù)領(lǐng)域中，實現(xiàn)細紗斷紗檢測，一種方法是通過熱敏傳感器檢測紗線與導(dǎo)紗鉤的摩擦以及鋼領(lǐng)與鋼絲圈的摩擦生熱來檢測是否斷紗，但每個錠子都要安裝，耗資較大。另一種方法是利用光電傳感器檢測斷紗時出現(xiàn)的飛花及纏繞皮輥現(xiàn)象，但易受飛花的影響，存在漏檢的可能，而且無法找出斷紗發(fā)生的錠位。還有一種方法是通過拾音器檢測棉條或經(jīng)紗在運動過程中在摩擦體表面有無摩擦聲來判斷，但是現(xiàn)場噪音大，摩擦聲小，而且摩擦聲的頻率易受其他因素的影響，很難提取有效的摩擦信號。無論是熱敏傳感器，光電傳感器，還是拾音器，都存在各自的缺點，而且實施成本高，數(shù)量較多，維護比較困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于:針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提出一種基于細紗圖像的細紗機在線斷頭檢測裝置，該裝置通過在細紗機上紗線所形成的紡紗段的下側(cè)設(shè)置圖像檢測裝置來實現(xiàn)紗線在線斷紗檢測，利用圖像處理技術(shù)測量紗線的直徑值的變化，具有檢測精度高，可達到像素級別，同時檢測結(jié)果穩(wěn)定，受外界環(huán)境影響較小，可以實現(xiàn)紗線質(zhì)量自動檢測與在線檢測，從而為細紗單錠位管理奠定基礎(chǔ)。
[0005]本發(fā)明的另一個目的在于:提出一種基于細紗圖像的細紗機在線斷頭檢測方法，該檢測方法通過設(shè)定灰度閾值，將具有灰度強度變化的圖像信號轉(zhuǎn)換為二值信號，白色部分代表紗線，統(tǒng)計二值圖像每行的直徑值，若出現(xiàn)直徑值連續(xù)幾行的白點數(shù)為0，則表明出現(xiàn)斷紗，紅色指示燈亮，顯示斷紗。圖像處理專用單元會根據(jù)紗線直徑值的變化實時判別細紗是否出現(xiàn)斷紗的情況；
[0006]本發(fā)明技術(shù)方案如下:本發(fā)明一種基于細紗圖像的細紗機在線斷頭檢測裝置，其特征在于，包括至少一個述檢測頭裝置；所述檢測頭裝置包括低成本CMOS相機裝置和LED光源裝置，用于在線獲取細紗紗線圖像；所述檢測頭裝置安裝在前羅拉與導(dǎo)紗鉤之間的葉子板上的導(dǎo)軌上，并可在導(dǎo)軌上進行左右移動，可變換不同的位置來同時監(jiān)控幾組紗線；
[0007]進一步地，所述檢測頭裝置由相機和圖像處理專用單元，放大鏡頭以及LED光源組成。
[0008]進一步地，檢測頭裝置固定在導(dǎo)紗鉤和前羅拉之間的葉子板上，可在葉子板的導(dǎo)軌上進行左右移動。
[0009]進一步地，所述檢測頭裝置距離紡紗段l-150mm。
[0010]進一步地，所述相機為低成本CMOS相機，價格低廉，分辨率為640 X 480像素，幀頻為25fps ;所述圖像處理專用單元為集成塊裝置，用于將采集的圖像進行處理，計算得到紗線直徑值的數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)的變化進行分析和處理，監(jiān)測出現(xiàn)斷紗的情況；所述放大鏡頭為1-6倍放大；所述LED光源固定在放大鏡頭的前端，為紗線圖像的獲取提供光照。
[0011]進一步地，所述放大鏡頭安裝后，其焦點在紡紗段附近，不超過以紡紗段軸心為圓心以10cm為半徑的圓的范圍內(nèi)。
[0012]進一步地，所述細紗斷紗檢測控制包括參數(shù)設(shè)定裝置、數(shù)據(jù)異常報警指示燈、計算結(jié)果顯示模塊和圖像處理電路板；所述參數(shù)設(shè)定裝置、數(shù)據(jù)異常報警指示燈、計算結(jié)果顯示模塊分別與圖像處理專用單元電路板連接。
[0013]本發(fā)明一種種基于細紗圖像的細紗機在線斷頭檢測方法，包括如下步驟:
[0014]步驟一:啟動紗線輸出裝置后，啟動細紗斷紗檢測裝置，攝像頭裝置將紗線所處空間變化信息發(fā)送到圖像處理專用單元；
[0015]步驟二:圖像處理專用單元進行分析處理，該檢測方法通過設(shè)定灰度閾值，將具有灰度強度變化的圖像信號轉(zhuǎn)換為紗線的二值信號，計算二值圖像(紗線在圖像中豎直時)的白色區(qū)域每行的直徑(二值圖像中，白點為紗線，黑點為背景)，若出現(xiàn)直徑值連續(xù)幾行的白點數(shù)為0，則認為是斷紗。圖像處理專用單元會根據(jù)紗線白色區(qū)域每行直徑的變化實時判別細紗是否出現(xiàn)斷紗的情況；
[0016]步驟三:圖像處理專用單元計算細紗紗線每行的直徑后通過計算結(jié)果顯示模塊顯示結(jié)果；
[0017]步驟四:圖像處理專用單元監(jiān)控紗線直徑值的變化從而判別細紗是否出現(xiàn)斷紗，如果出現(xiàn)出現(xiàn)直徑值連續(xù)幾行的白點數(shù)為0的情況，通過紅色報警指示燈指示。
[0018]進一步地，圖像采集鏡頭在葉子板上的運動周期為8min，每個紗管位置處停留2min，完成圖像采集、處理和判斷的全部過程。在判斷無斷紗出現(xiàn)時，移動到下一個紗管處，重復(fù)此操作。
[0019]所述細紗斷紗檢測的算法為，統(tǒng)計當前紗線條干二值圖像的白色區(qū)域第一行的直徑值，并對直徑值是否為零進行判斷；當計算完第一行的直徑后，重復(fù)此操作對下面的每一行計算直徑值并判斷，如果出現(xiàn)直徑值連續(xù)幾行的白點數(shù)為0，則表示出現(xiàn)斷紗，指示燈-紅燈亮；以此類推，每一張圖片都進行如此處理，若斷頭接上后，攝像頭檢測出細紗圖像中沒有出現(xiàn)連續(xù)幾行白點數(shù)為0，則指示燈-綠燈亮。
[0020]本發(fā)明一種基于細紗圖像的細紗機在線斷頭檢測裝置，通過在紗線所形成的紡紗段外側(cè)設(shè)置細紗斷紗圖像檢測裝置從而實現(xiàn)在線細紗斷紗的檢測，本發(fā)明采用圖像檢測裝置，通過圖像分析技術(shù)，可以實現(xiàn)自動檢測與在線檢測，從而為自動化控制奠定基礎(chǔ)。
【附圖說明】
[0021]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的說明。
[0022]圖1為本發(fā)明在細紗機上安裝位置結(jié)構(gòu)示意簡圖。
[0023]圖2為本發(fā)明圖像檢測頭裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖3為本發(fā)明獲取紗線條干算法流程圖。
[0025]圖4為本發(fā)明斷紗判斷流程圖。
[0026]圖中:1-前羅拉，2-葉子板，3-導(dǎo)軌，4-筒管，5-細紗，6_檢測頭裝置，7_導(dǎo)紗鉤，8_線圈，9-LED光源，10-指不燈，11-放大鏡頭12-相機和圖像處理專用單兀。
【主權(quán)項】
1.一種基于細紗圖像的細紗機在線斷頭檢測裝置，其特征在于:主要通過檢測頭裝置6對細紗機上的紗線進行斷頭檢測。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于細紗圖像的細紗機在線斷頭檢測裝置，其特征在于:所述檢測頭裝置6由LED光源9，指示燈10，放大鏡頭11以及相機和圖像處理專用單元12組成。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于細紗圖像的細紗機在線斷頭檢測裝置，其特征在于:檢測頭裝置6固定在導(dǎo)紗鉤7和前羅拉1之間的葉子板2上，可在葉子板上進行左右移動。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于細紗圖像的細紗機在線斷頭檢測裝置，其特征在于:所述檢測頭裝置距離紡紗段l_150mm。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于細紗圖像的細紗機在線斷頭檢測裝置，其特征在于:所述相機為低成本CMOS相機，價格低廉，分辨率為640X480像素，幀頻為25fps ;所述圖像處理專用單元為集成塊裝置，用于將采集的圖像進行處理，計算紗線每行的直徑值，并對數(shù)據(jù)的變化進行分析和處理，監(jiān)測出現(xiàn)斷紗的情況；所述放大鏡頭為1-6倍放大；所述LED光源固定在放大鏡頭11的前端，為紗線圖像的獲取提供光照。6.一種權(quán)利要求1-5任一項所述的基于細紗圖像的細紗機在線斷頭檢測裝置的檢測方法，包括如下步驟: 步驟一:啟動紗線輸出裝置后，啟動細紗斷紗檢測裝置，攝像頭裝置將紗線所處空間變化信息發(fā)送到圖像處理專用單元； 步驟二:圖像處理專用單元進行分析處理，該檢測方法通過設(shè)定灰度閾值，將具有灰度強度變化的圖像信號轉(zhuǎn)換為紗線的二值信號，計算二值圖像(紗線在圖像中豎直時)的白色區(qū)域每行的直徑(二值圖像中，白點為紗線，黑點為背景)，若出現(xiàn)直徑值連續(xù)幾行的白點數(shù)為0，則認為是斷紗。圖像處理專用單元會根據(jù)紗線白色區(qū)域每行直徑的變化實時判別細紗是否出現(xiàn)斷紗的情況； 步驟三:圖像處理專用單元計算細紗紗線每行的直徑后通過計算結(jié)果顯示模塊顯示結(jié)果; 步驟四:圖像處理專用單元監(jiān)控紗線直徑值的變化從而判別細紗是否出現(xiàn)斷紗，如果處理后的細紗圖像上出現(xiàn)直徑值連續(xù)幾行的白點數(shù)為0的情況，通過紅色報警指示燈指不ο 進一步地，圖像采集鏡頭在葉子板上的運動周期為8min，每個紗管位置處停留2min，完成圖像采集、處理和判斷的全部過程。在判斷無斷紗出現(xiàn)時，移動到下一個紗管處，重復(fù)此操作。 所述細紗斷紗檢測的算法為，統(tǒng)計當前紗線條干二值圖像的白色區(qū)域第一行的直徑值，并對直徑值是否為零進行判斷；當計算完第一行的直徑后，重復(fù)此操作對下面的每一行計算直徑值并判斷，如果出現(xiàn)直徑值連續(xù)幾行的白點數(shù)為0，則表示出現(xiàn)斷紗，指示燈-紅燈亮；以此類推，每一張圖片都進行如此處理，若斷頭接上后，攝像頭檢測出細紗圖像中沒有出現(xiàn)連續(xù)幾行白點數(shù)為0，則指示燈-綠燈亮。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于細紗圖像的細紗機在線斷頭檢測裝置及檢測算法，屬于紡織技術(shù)領(lǐng)域；所述檢測裝置包括低成本CMOS相機裝置和LED光源裝置，用于在線獲取細紗紗線圖像，安裝在前羅拉與導(dǎo)紗鉤之間的葉子板上的導(dǎo)軌上，并可在導(dǎo)軌上進行左右移動同時監(jiān)控幾組紗線；本發(fā)明還包括一種細紗機細紗斷頭在線檢測方法，所述檢測方法通過攝像頭采集紗線外觀圖像，并通過設(shè)定灰度閾值將具有灰度圖像信號轉(zhuǎn)換為二值信號，并統(tǒng)計二值圖像每行的直徑值，若出現(xiàn)直徑值連續(xù)幾行的白點數(shù)為0，則表明出現(xiàn)斷紗，紅色指示燈亮，顯示斷紗。圖像處理專用單元根據(jù)二值圖像中是否出現(xiàn)連續(xù)幾行的白點數(shù)為0的情況實時在線判別細紗的斷頭。
【IPC分類】G06T7/00
【公開號】CN105374046
【申請?zhí)枴緾N201510893688
【發(fā)明人】李忠健, 劉基宏, 張寧, 高暢
【申請人】江南大學(xué)
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2015年12月3日