CN102608125A

CN102608125A - 丝束外观质量检测系统

Info

Publication number: CN102608125A
Application number: CN2012100496192A
Authority: CN
Inventors: 杨占平; 黄建新; 白羽飞; 赵从涛; 杨永结
Original assignee: Nantong Cellulose Fibers Co Ltd
Current assignee: Nantong Cellulose Fibers Co Ltd
Priority date: 2012-02-29
Filing date: 2012-02-29
Publication date: 2012-07-25
Anticipated expiration: 2032-02-29
Also published as: CN102608125B

Abstract

本发明提供了一种丝束外观质量检测系统，在丝束高速运行的路线上放置一只暗箱，在暗箱内部，丝束的一侧放置有一块与丝束平面平行的白色垫板，丝束的另一侧放置有ARM控制器、摄像头、两支无频闪的LED光源，摄像头安装连接在ARM控制器上，暗箱内部还放置有电源控制器、视频转换模块，暗箱外部有PC机、报警器，视频转换模块上有与PC机连通的数据线，报警器连接并受制于ARM控制器或者PC机。本发明中，摄像头实时采集丝束的视频信号，ARM控制器能够将摄像头捕捉的丝束视频信号通过集成的算法进行判别是否有质量问题，PC机全程记录显示，当丝束上出现瑕疵时报警。本发明检测准确，检定效率高，既可在线检测保存瑕疵信息，也可实时报警处理。

Description

丝束外观质量检测系统

技术领域

本发明涉及一种丝束外观质量检测系统，特别涉及采用ARM控制技术和无频闪光源技术的丝束外观质量实时检测装置。

背景技术

烟用丝束上存在的瑕疵不但影响丝束的外观，同时也影响到丝束的质量等级。在丝束高速运动的情况下，这些质量问题无法用人眼去辨别，若事后采取抽样检测的办法，无疑将是人力、财力、物力的巨大浪费。因此若要实时准确的检测出丝束外观质量问题，就需要借助精确的检测仪器和高效的检测算法。

已有的丝束瑕疵检测方法，只是在特定情况下针对丝束的单一品种瑕疵的检测。但因为丝束在高速运动过程中可能多种瑕疵，如脏污、折叠、切断、分裂、跳跃、凝丝等问题。目前普遍使用的瑕疵检测方法存在一定局限性，不能有效地解决丝束在高速运动过程中的质量监测预警的诸多问题。

申请号为201110157427.9的“丝束污点信息采集装置”的说明书公开了一种丝束瑕疵信息采集装置，置于由罗拉、从压轮和主压轮组成的丝束传送带一侧，包括支架、金属固定板、相机、光源、垫板和暗箱；所述支架垂直设置；所述金属固定板固定于支架上；所述相机和光源固定于金属固定板上，并位于丝束上方；所述垫板固定于支架上，并平行设于丝束下方；所述支架、金属固定板、相机、光源、垫板以及垫板上方的丝束均设于暗箱内。本发明的采集装置对光源缺少选择，拍摄效果不够理想，而且出现的瑕疵等质量问题不能实时报警，需要后期查询记录后再做处理，工作量大，效率欠佳。

申请号为200580046878.8的“自动判别装置和自动判别方法”，是一种用于判别连续运动的纤维集合体的宽度、厚度和瑕疵的适宜性的自动装置和方法。利用传感器来对在背景板的前侧连续运动的诸如过滤嘴丝束的纤维集合体成像。根据所产生的视频信号来检测包括关于纤维集合体的厚度、宽度和瑕疵的缺陷信息的特性信息，并且提取该缺陷信息以判别纤维集合体的适宜性。该发明对视频信号的采集缺少具体的实施方案，而且其采用控制器等零部件性能比较落后，自动化程度并不高。

发明内容

发明目的：克服传统的丝束外观质量检测系统成像模糊、不能及时报警处理的缺陷，提供了一种基于ARM控制技术和数字图像采集与处理技术，实现在线检测、实时报警功能的丝束外观质量检测系统。

技术方案：本发明提供一种丝束外观质量检测系统，在丝束高速运行的路线上放置一只暗箱，暗箱相对的两侧面各留有一个狭窄的缝隙，供丝束穿过。在暗箱内部，丝束的一侧放置有一块与丝束平面平行的白色垫板，丝束的另一侧放置有ARM控制器、摄像头、两支无频闪的LED光源。摄像头安装连接在ARM控制器上，调节ARM控制器可以改变摄像头与丝束平面的距离，距离一般为10 CM -30CM，两只LED光源在摄像头的两侧以相同的入射角照射丝束，入射角为45°-75°。

暗箱内部还放置有电源控制器、视频转换模块。电源控制器连接并可调节LED光源；视频转换模块连接ARM控制器，并通过ARM控制器的控制可将摄像头摄录的视频信号转换为计算机可以处理的视频数据。

暗箱外部有电源、PC机、报警器，电源控制器上有与电源连通的电源线，视频转换模块上有与PC机连通的数据线，报警器连接并受制于ARM控制器或者PC机。

本发明中，所述的瑕疵指的是脏污、折叠、切断、分裂、跳跃、凝丝、毛边等有质量问题的地方。

本发明工作时，LED光源提供合适的光照度，摄像头实时采集丝束的视频信号，ARM控制器能够将摄像头捕捉的丝束视频信号通过集成在其内部的算法进行判别是否有质量问题，PC机能够全程显示视频信号。当丝束上出现瑕疵时，ARM控制器判别异常，ARM控制器或PC机给报警器发出指令报警，ARM控制器同时控制PC机即时显示并存储异常信息。另外，PC机还可以给丝束传输系统发出停机处理的指令。

ARM控制器中能够事先编制各种可能出现的瑕疵信号与判别方法。ARM控制器可用先进的FPGA控制器或DSP控制器代替，或为ARM+FPGA的组合控制器，或为ARM+DSP的组合控制器。现有的ARM控制器是接受32位指令的控制器，还可以升级为64位指令的ARM控制器。

ARM控制器也可以根据瑕疵种类的不同，分别判别，分别给予不同的指令，控制报警器发出各不相同的报警信号。

该装置中的暗箱箱壁可以留有数个通风孔，通风孔安装有排风扇或连接有风管，以便给予暗箱内部的器件散热。

该装置可以安装在丝束与水平面呈15°-30°夹角的部位，可获得较好的摄影效果和便于安装操作。

有益效果：本发明是依据纤维丝束在生产线高速运行过程中的特点而为其量身设定，数字图像处理技术对高速运动丝束的质量问题的检测效果良好，检测准确率高，很少存在误报或是错报的情况。

本发明的设计中，将两个高亮度无频闪的LED光源安装在丝束上方，用来增加摄像头视野上丝束的亮度，并将所有的器件安置在一个暗箱内，保持相对稳定的拍摄环境，解决了外界环境变化对拍照的影响，并尽可能的排除单光源照射产生阴影的干扰。而且本装置有很好的散热功能，能够满足生产线长时间运行的检测需要，即使24小时不间断运行，也不会因温度升高而影响运算的速度和判断的准确性。

摄像头获取到图像后，通过ARM控制器中的算法程序对图像进行处理，不仅可减少算法的复杂性，而且算法精确度高，集成编制的程序也便于后续升级。同时，图像采集处理的速度很快，保证生产线高速运行的需要。一旦检测到瑕疵、折叠、切断、分裂、跳跃、凝丝等多种质量问题，实时发出报警信号并储存记录，便于工作人员的及时处理或者后期处理，提高工作效率。

附图说明

附图是本发明的一个结构的剖面示意图；

图中，1、暗箱；2、通风孔；3、ARM控制器；4、摄像头；5、LED光源；6、缝隙；7、数据线；8、白色垫板；9、视频转换模块；10、报警器；11、PC机；12、电源；13、电源线；14、电源控制器；15、丝束。

具体实施方式

结合附图和下述实施例对本发明作更具体的说明。

实施例：如附图所示，在丝束15高速运行的路线上放置一只暗箱1，暗箱1相对的两侧面各留有一个狭窄的缝隙6，供丝束15穿过；在暗箱1内部，丝束15的一侧放置有一块与丝束平面平行的白色垫板8，丝束15的另一侧放置有ARM控制器3、摄像头4、两支无频闪的LED光源5，摄像头4安装连接在ARM控制器3上；调节ARM控制器3能够改变摄像头4与丝束平面的距离，距离为20CM；两只LED光源5在摄像头4的两侧以相同的入射角照射丝束15，入射角为60°；

所述的暗箱1内部还放置有视频转换模块9，视频转换模块9连接ARM控制器3，通过ARM控制器3的控制，能够将摄像头4摄录的视频信号转换为计算机能够处理的视频数据；暗箱1外部有PC机11，视频转换模块9上有与PC机11连通的数据线7；暗箱1内部还放置有电源控制器14，电源控制器14连接并可控制LED光源5，暗箱1外部有电源12，电源控制器14上有与电源12连通的电源线13。

所述的暗箱1外部有报警器10，报警器10连接并受制于ARM控制器3，当丝束15上出现瑕疵时，ARM控制器3给报警器10发出指令报警。

所述的暗箱1壁留有数个通风孔2，通风孔2安装有排风扇，给暗箱1内部的器件散热。

该装置安装在丝束15与水平面呈30°夹角的部位。

对暗箱1内各个部分的调节要求：为获取最佳图像，通过调整ARM控制器3，使摄像头4视野正对丝束15。然后调节安装在摄像头4两侧的LED光源5，使其入射光线的交点正好与摄像头镜头的照摄点相交，丝束15下方的白色垫板8，能够有效的避免光源照射不均匀或是重叠而引起的阴影，减少算法的复杂性。

工作时，LED光源5提供合适的光照，摄像头4实时采集高速运行的丝15的视频信号，ARM控制器3将摄像头4捕捉的视频信号通过其内部集成的算法进行判别是否有质量问题，PC机11全程记录显示视频信号；当丝束15上出现瑕疵时，ARM控制器3判别异常，PC机11即时显示并存储异常信息，PC机11同时给丝束传输系统发出停机处理的指令，等待工作人员对有质量问题的丝束段进行后期处理。

Claims

1.一种丝束外观质量检测系统，在丝束（15）高速运行的路线上放置一只暗箱（1），暗箱（1）相对的两侧面各留有一个狭窄的缝隙（6），供丝束（15）穿过；在暗箱（1）内部，丝束（15）的一侧放置有一块与丝束平面平行的白色垫板（8），其特征在于：丝束（15）的另一侧放置有ARM控制器（3）、摄像头（4）、两支无频闪的LED光源（5），摄像头（4）安装连接在ARM控制器（3）上；调节ARM控制器（3）能够改变摄像头（4）与丝束平面的距离，距离为10 CM -30CM；两只LED光源（5）在摄像头（4）两侧以相同的入射角照射丝束（15），入射角为45°-75°；

暗箱（1）内部还放置有视频转换模块（9），视频转换模块（9）连接ARM控制器（3），通过ARM控制器（3）的控制，能够将摄像头（4）摄录的视频信号转换为计算机能够处理的视频数据；暗箱（1）外部有PC机（11），视频转换模块（9）上有与PC机（11）连通的数据线（7）；

工作时，LED光源（5）提供合适的光照，摄像头（4）实时采集丝束（15）的视频信号，ARM控制器（3）将摄像头（4）捕捉的视频信号通过其内部集成的算法进行判别是否有质量问题，PC机（11）全程记录显示视频信号；当丝束（15）上出现瑕疵时，ARM控制器（3）判别异常，PC机（11）即时显示并存储异常信息，PC机（11）或同时给丝束（15）传输系统发出停机处理的指令。

2.根据权利要求1所述的丝束外观质量检测系统，其特征在于：所述的暗箱（1）内部还放置有电源控制器（14），电源控制器（14）连接并可控制LED光源（5），暗箱（1）外部有电源（12），电源控制器（14）上有与电源（12）连通的电源线（13）。

3.根据权利要求1或2的所述的丝束外观质量检测系统，其特征在于：所述的暗箱（1）外部有报警器（10），报警器（10）连接并受制于ARM控制器（3）或者PC机（11）；当丝束（15）上出现瑕疵时，ARM控制器（3）或PC机（11）给报警器（10）发出指令报警。

4.根据权利要求1所述的丝束外观质量检测系统，其特征在于：所述的暗箱（1）壁留有数个通风孔（2），通风孔（2）安装有排风扇或连接有风管，给暗箱（1）内部的器件散热。

5.根据权利要求3所述的丝束外观质量检测系统，其特征在于：所述的ARM控制器（3）根据瑕疵种类的不同，分别判别，据此指令或通过PC机（11）指令报警器（10）发出不同的报警信号。

6.根据权利要求1或4所述的丝束外观质量检测系统，其特征在于：所述的ARM控制器（3）为ARM+FPGA的组合控制器、ARM+DSP的组合控制器，或者升级为64位指令的ARM控制器。

7.根据权利要求1或2所述的丝束外观质量检测系统，其特征在于：该装置安装在丝束（15）与水平面呈15°-30°夹角的部位。