[发明专利]一种细纱机纱线多目标动态检测装置及其检测方法

权利要求书

1.一种细纱机纱线多目标动态检测装置，其特征是，包括CCD相机（1）、图像处理模块（2）、主控制系统（3）、传感组件（4）、集聚纺装置（5）以及辅助装置（6），CCD相机（1）设有照明系统（7），进行纱线图像的采集，将采集的图像传送至图像处理模块（2），图像处理模块（2）包括图像灰度变换单元（8）、图像滤波单元（9）、图像二值化处理单元（10）、亚像素边缘检测单元（11）、以及尺寸标定单元（12），图像灰度变换单元（8）与CCD相机（1）相连接，图像滤波单元（9）与图像灰度变换单元（8）相连接，图像二值化处理单元（10）与图像滤波单元（9）相连接，亚像素边缘检测单元（11）与图像二值化处理单元（10）相连接，尺寸标定单元（12）与亚像素边缘检测单元（11）相连接，图像处理模块（2）接收CCD相机（1）采集的图像，并进行图像的预处理、检测与尺寸标定，然后将处理后的图像信息传送至主控制系统（3），主控制系统（3）与尺寸标定单元（12）相连接，主控制系统（3）对纱线图像信息进行分析与对比，并控制集聚纺装置（5）与辅助装置（6），传感组件（4）与主控制系统（3）相连，传感组件（4）包括传感器一（13）和传感器二（14），传感器一（13）和传感器二（14）安装在导纱钩（18）上，集聚纺装置（5）包括PLC控制器（15）、输出皮辊（16）、集聚单元（17）、导纱钩（18）和纱筒（19），导纱钩（18）对纱线（20）进行引导，实现纱线在纱筒（19）上的卷绕，PLC控制器（15）与主控制系统（3）、输出皮辊（16）和集聚单元（17）相连，PLC控制器（15）接收主控制系统（3）发出的指令，同时控制输出皮辊（16）的转速和集聚单元（17）对纱线的张紧力和捻度，辅助装置（6）包括电源模块（20）、SD卡存储器（21）、LED指示灯（22）和触摸屏（23），电源模块（20）内设有稳压系统（24），并对主控制系统（3）提供电源，SD卡存储器（21）对主控制系统（3）分析的参数进行储存。

2.根据权利要求1所述的一种细纱机纱线多目标动态检测装置，其特征是，图像灰度变换单元（8）采用加权平均法对CCD相机（1）拍摄的图像进行灰度处理，得出纱线灰度图像对应点的像素值。

3.根据权利要求1所述的一种细纱机纱线多目标动态检测装置，其特征是，图像滤波单元（9）采用中值滤波对纱线的灰度图像进行降噪以及平滑处理。

4.根据权利要求1所述的一种细纱机纱线多目标动态检测装置，其特征是，图像二值化处理单元（10）采用阀值法将纱线与背景图像分割开，提取纱线的图像。

5.根据权利要求1所述的一种细纱机纱线多目标动态检测装置，其特征是，亚像素边缘检测单元（11）利用正交空间矩阵法对纱线进行亚像素边缘定位，获得纱线亚像素边缘图像。

6.根据权利要求1所述的一种细纱机纱线多目标动态检测装置，其特征是，尺寸标定单元（12）中测定的纱线实际尺寸为纱线的直径，尺寸标定单元（12）采用纱线尺寸标定方法将纱线图像的像素转化成实际尺寸。

7.根据权利要求1所述的一种细纱机纱线多目标动态检测装置，其特征是，纱线的质量要求为，纱线条干的直径设置的公差范围为15.5—15.7tex，纱线毛羽的平均长度小于或等于2mm，毛羽平均数量小于或等于3根/m。

8.根据权利要求1所述的一种细纱机纱线多目标动态检测装置，其特征是，传感器一（13）测定纱线的牵伸速度，传感器二（14）测定纱线的断裂强力。

9.根据权利要求1所述的一种细纱机纱线多目标动态检测装置，其特征是，输出皮辊（16）的转速为115r/min，集聚单元（17）对纱线的张紧力设定为160cN，捻度设定为700t/m。

10.一种细纱机纱线多目标动态检测装置的检测方法，其特征是，具体步骤如下：

步骤一：纱线在导纱钩（18）的引导下在纱筒（19）上卷绕，CCD相机（1）采集纱线的图像并传送至图像处理模块（2）；

步骤二：图像处理模块（2）接受CCD相机（1）传送的纱线图像，进行纱线的图像的预处理、检测与尺寸标定，所述的检测方法涉及纱线的两种指标检测，一种是纱线的均匀度检测（25），另一种是毛羽检测（26）；

1）均匀度检测（25）：图像处理模块（2）中的图像灰度变换单元（8）采用加权平均法对纱线图像进行灰度处理，并将处理后的灰度图像传递到图像滤波单元（9）中，图像滤波单元（9）采用中值滤波法对纱线的灰度图像进行降噪以及平滑处理，同时去除纱线毛羽长度及数量的图像，保留纱线条干的图像，将纱线条干的图像传递给图像二值化处理单元（10），图像二值化处理单元（10）采用阀值法将纱线与背景图像分割开，提取纱线的图像，将纱线图像传递给亚像素边缘检测单元（11），亚像素边缘检测单元（11）利用正交空间矩阵法对纱线进行亚像素边缘定位，获得纱线亚像素边缘图像，并将纱线亚像素边缘图像传递给尺寸标定单元（12），尺寸标定单元（12）根据纱线尺寸标定方法将纱线图像的像素转化成实际尺寸；

2）毛羽检测（26）：图像处理模块（2）中的图像灰度变换单元（8）采用加权平均法对纱线图像进行灰度处理，并将处理后的灰度图像传递到图像滤波单元（9）中，图像滤波单元（9）采用中值滤波法对纱线的灰度图像进行降噪以及平滑处理，同时去除纱线条干的图像，保留纱线毛羽长度及数量的图像，将纱线条干的图像传递给图像二值化处理单元（10），图像二值化处理单元（10）采用阀值法将纱线与背景图像分割开，提取纱线毛羽长度及数量的图像，将纱线毛羽长度及数量的图像传递给亚像素边缘检测单元（11），亚像素边缘检测单元（11）利用正交空间矩阵法对纱线进行亚像素边缘定位，获得纱线亚像素边缘图像，并将纱线亚像素边缘图像传递给尺寸标定单元（12），尺寸标定单元（12）根据纱线尺寸标定方法将纱线图像的像素转化成实际尺寸；

步骤三：尺寸标定单元（12）将计算出的纱线实际尺寸传递给主控制系统（3），同时传感器一（13）和传感器二（14）也将测定的纱线牵拉速度和断裂强力传递给主控制系统（3），主控制系统（3）对尺寸标定单元（12）和传感组件（4）传递的信息进行检测，当主控制系统（3）检测到纱线条干的直径不在公差范围15.5—15.7tex内，或者纱线毛羽长度大于2mm，或者数量大于3根/m，此时主控制系统（3）向PLC控制器（15）发送指令，LED指示灯（22）发出报警，并通过触摸屏（23）直接观察纱线的质量检测状况，当主控制系统（3）检测到纱线条干的直径满足公差范围15.5—15.7tex时，并且纱线毛羽长度不大于2mm，纱线数量不大于3根/m，PLC控制器（15）根据主控制系统（3）发送的指令控制输出皮辊（16）和集聚单元（17），将纱线进行整理。