[发明专利]一种纱线毛羽检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及纱线毛羽检测技术领域，特别涉及一种纱线毛羽检测装置。

背景技术

毛羽作为评定纱线质量的重要指标之一，不仅影响纱线质量，同时也对后续的织造加工产生不良影响。常用的纱线毛羽评价指标有毛羽根数分布的毛羽指数和毛羽H值两种。毛羽指数是采用不同设定长度下的毛羽根数对纱线毛羽进行描述(其定义为单位长度内，单侧面上伸出长度超过某设定长度的毛羽根数累计数，单位为根/米)；毛羽H值反映的是单位长度被测纱线上的毛羽总量(其定义为1cm长的被测范围内突出的纤维的总长度)。就对于生产过程的指导意义而言，毛羽指数比毛羽H值更直观地表征纱线毛羽的有害程度分布情况，但描述方法却较为复杂，目前缺少更为直观便捷的毛羽评价指标。现国家标准采用毛羽指数为主要评价指标。

现有的光电传感器检测毛羽的方法存在着检测结果难以重现，毛羽信息采集不够全面等缺陷。因此，毛羽检测需要在信号采集与处理方面作进一步探索。随着图像采集技术和计算机技术的不断发展，数字图像处理技术也逐步应用到纱线毛羽检测中，从而提高了毛羽检测的全面性和准确度。目前采集的纱线图像采集方法有黑板扫描方法和视频显微镜方法，其中黑板扫描方法黑板对毛羽产生压迫造成毛羽状态失真，毛羽检测误差较大；而视频显微镜方法，采集纱线自然状态下的图像，获得纱线实物图像，毛羽检测准确度较高，但却存在难以对焦，采集速度慢，不能在较短时间内完成纱线毛羽图像的采集。

中国专利CN103018249A公开一种用于纱线毛羽检测的图像采集及处理系统，其包括速度可控的纱线传输装置、纱线图像采集装置以及纱线图像处理系统，其中纱线图像采集装置采用线阵相机采集纱线图像然后传输给图像处理系统，但是线阵CCD图像处理算法比较复杂，而且采用线阵相机获取二维图像必须配以扫描运动，同时为了确定图像每一像素点在被测件上的对应位置，还需配以光栅器件记录线阵相机每一扫描行的坐标，这样导致图像获取时间长，测量效率低；线阵CCD为扫描成像，在成像过程中毛羽由于运动，其形态会改变，则毛羽成像会失真，影响检测结果，另外线阵相机景深小，获得毛羽有限，且从实际工程应用角度，线阵相机图像处理算法相对复杂。

发明内容

本发明目的是提供一种纱线毛羽检测装置，其解决了纱线毛羽图像检测中的纱线放大图像的采集和实时处理问题，采用面阵相机采集纱线放大图像可简化图像处理的过程，提高纱线图像采集的效率和毛羽检测的效率。

基于上述问题，本发明提供的技术方案是：

一种纱线毛羽检测装置，包括纱线传输装置、纱线图像采集装置和纱线图像处理装置，所述纱线传输装置包括导纱钩、张力控制器、导纱轮和动力皮辊，所述动力皮辊一侧设置驱动电机，所述纱线图像处理装置包括图像存储单元和纱线毛羽检测单元，所述纱线图像采集装置包括图像采集室及设置在所述图像采集室内的面阵相机和频闪面光源，所述面阵相机前设置放大镜头，所述面阵相机和所述频闪面光源相对设置在所述图像采集室的两侧，所述图像采集室的另两侧对称设有通孔，纱线穿过所述通孔经所述动力皮辊输出且其在所述图像采集室内的传输方向与所述放大镜头相垂直，所述面阵相机与所述纱线图像处理装置数据连接。

进一步的，所述纱线图像处理装置还包括预警单元，所述预警单元与所述图像存储单元信号连接。

进一步的，所述面阵相机的采样频率与所述频闪面光源的频闪频率相一致。

进一步的，所述纱线传输装置的传导速度与所述面阵相机的采样频率及所述频闪面光源的频闪频率相匹配。

进一步的，所述纱线图像处理装置采用所述面阵相机采集到的白色背景面光源图像作为毛羽检测的背景图像，并通过高斯背景建模的方法更新背景图像消除灰尘、飞絮对纱线毛羽检测精度的影响。

进一步的，所述纱线图像处理装置通过边缘检测法检测纱线条干边界曲线作为纱线毛羽长度检测基准线。

进一步的，所述纱线图像处理装置通过背景差分法检测面阵相机视场范围内的灰尘量，当灰尘量达到预警值时所述预警单元进行预警；通过基于边界梯度的方法进行对焦检测，当采集到的图像中纱线主体对焦不准确时所述预警单元进行预警。

与现有技术相比，本发明的优点是：

1、本发明采用面阵相机进行图像采集，整帧瞬时成像，视场覆盖范围内的毛羽形态不失真，且本发明选择大景深镜头，获得毛羽信息更加全面，处理算法也相对简单。

2、采用了基于背景的纱线毛羽视觉检测方法，增加了调制的频闪背景面光源，满足检测所需亮度要求并降低环境光对图像采集的干扰。