CN105332123A - 一种细纱细度均匀度在线检测装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种细纱机细纱细度均匀度在线检测装置及检测方法，属于纺织技术领域；所述在线检测装置包括检测头装置，所述检测头装置包括低成本CMOS相机装置和LED光源装置，用于在线获取细纱纱线图像；所述检测头装置安装在前罗拉与导纱钩之间的叶子板，可随着叶子板进行上下移动；本发明还包括一种细纱机细纱细度均匀度在线检测方法，所述检测方法通过摄像头采集纱线外观图像，通过设定灰度阈值，将具有灰度强度变化的图像信号转换为二值信号，再将二值图像中的毛羽信息去除，计算纱线的直径，并根据直径的大小推算纱线的定量，图像处理专用单元根据纱线的定量的变化实时在线判别细纱细度均匀度，可实时监测细纱状况，提高成纱质量。

Description

一种细纱细度均匀度在线检测装置及检测方法

技术领域

本发明具体涉及一种细纱细度均匀度在线检测装置及检测方法，属于纺织技术领域。

背景技术

细纱工序是纺织工程中重要一环，其成纱质量的好坏直接影响后续络筒、织造和成品检测等工序。纺纱质量管理是一项系统工程，从原料选择、设备状态、工艺控制、操作水平到车间温湿度，都是重要影响因素。产品质量是企业生命的源动力，因此细纱的质量管理也是纺织企业质量管理的重中之重。

在纺织技术领域中，评价纱线质量优劣的一种方法是测量和估计纱线粗细均匀度，纱线中的常发性疵点及条干不匀都会影响纱线周期的均匀度，为了能够找出这种周期性不匀的特征及发生原因，需要从频域的方面来分析和研究纱线质量的变异情况，纱线波谱图是纱线周期不均匀在频域中的反映，无论是电容式还是光电式条干仪采用的都是离线抽检的方式，由于测量结果对生产指导的滞后性，以及不能得到所有纱线的波谱数据，因此必然会出现漏检，从而导致质量有问题的纱线进入到下一道工序影响用户厂家的产品质量。而目前常用的电容测试方法，其检测的是纱线中纤维的含量，并不能直接反映纱线的外观均匀性，同时测试结果极易受到环境湿度的影响，测试间距为8mm，因此无法检测出短片段内的不匀，无法精确检测纱线直径。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述现有技术存在的问题，提出一种细纱细度均匀度在线检测装置，该装置通过在细纱机上纱线所形成的纺纱段的下侧设置图像检测装置来实现在线纱线细度均匀度检测，利用图像处理技术测量纱线的在线均匀度的变化，推算单锭位生产的纱线质量的优劣，可以实现纱线质量自动检测与在线检测，从而为细纱单锭位管理奠定基础。

本发明的另一个目的在于：提出一种细纱机在线细纱细度均匀度的检测方法，该检测方法通过设定灰度阈值，将具有灰度强度变化的图像信号转换为纱线的二值信号，统计二值图像每列(纱线在图像中竖直时)的白点数量(二值图像中，白点为纱线，黑点为背景)，设定数量阈值，将小于该阈值的列去除，得到纱线条干图像，统计条干图像中的每行的直径，并推算纱线的定量，图像处理专用单元会纱线的定量的变化实时判别细纱细度均匀度；

本发明技术方案如下：本发明一种细纱机细纱细度均匀度在线检测装置，其特征在于，包括至少一个述检测头装置；所述检测头装置包括低成本CMOS相机装置和LED光源装置，用于在线获取细纱纱线图像；所述检测头装置安装在前罗拉与导纱钩之间的叶子板，可随着叶子板进行上下移动；

进一步地，所述检测头装置由相机和图像处理专用单元，放大镜头以及LED光源组成。

进一步地，检测头装置固定在导纱钩和前罗拉之间的叶子板上，可随着叶子板的上下移动而移动。

进一步地，所述检测头装置距离纺纱段1-150mm。

进一步地，所述相机为低成本CMOS相机，价格低廉，分辨率为640×480像素，帧频为25fps；所述图像处理专用单元为集成块装置，用于将采集的图像进行处理，提取纱线直径数据，并对数据进行分析和处理，监测出现异常状况的纱线；所述放大镜头为1-6倍放大；所述LED光源固定在放大镜头的前端，为纱线图像的获取提供光照。

进一步地，所述放大镜头可进行自动聚焦。

进一步地，所述放大镜头安装后，其焦点在纺纱段附近，不超过以纺纱段轴心为圆心以1mm为半径的圆的范围内。

进一步地，所述细纱细度均匀度检测控制包括参数设定装置、数据异常报警指示灯、计算结果显示模块和图像处理电路板；所述参数设定装置、数据异常报警指示灯、计算结果显示模块分别与图像处理专用单元电路板连接。

进一步地，摄像头装置采用面阵CMOS芯片，图像采集过程中，关闭CMOS的自动白平衡功能，并将白平衡的值设定为0.75，与相应的图像背景光源配合，曝光时间设定为1/50ms，拍摄速度为25fps，以防止工频干扰。

本发明一种细纱机细纱细度均匀度的在线检测方法，包括如下步骤：

步骤一：启动纱线输出装置后，启动细纱细度均匀度检测装置，摄像头装置将纱线所处空间变化信息发送到图像处理专用单元；

步骤二：图像处理专用单元进行分析处理，该检测方法通过设定灰度阈值，将具有灰度强度变化的图像信号转换为纱线的二值信号，统计二值图像每列(纱线在图像中竖直时)的白点数量(二值图像中，白点为纱线，黑点为背景)，设定数量阈值，将小于该阈值的列去除，得到纱线条干图像，统计条干图像中的每行的直径，并推算纱线的定量，图像处理专用单元会纱线的定量的变化实时判别细纱细度均匀度；

步骤三：图像处理专用单元计算细纱细度均匀度后通过计算结果显示模块显示结果；

步骤四：图像处理专用单元计算细纱细度均匀度与参数设定装置设定细纱细度均匀度的范围进行比较从而判别细纱细度均匀度是否超出范围，如果超出范围通过数据异常报警指示灯指示。

进一步地，细纱细度均匀度是否超出范围是指信号在连续4分钟以上的长度存在超范围。

进一步地，图像处理过程中以30秒钟为单位，连续计算8次后，其中有一次正常时结果认为正常，而连续8次均为异常时，判断结果为细纱细度均匀度异常。

所述细纱细度均匀度的算法为，统计当前纱线条干图像的所有行的像素数，并作为每一行的纱线的宽度，首先计算整个图像所有行的均值，然后计算均值的方差；当计算完第二张图像的方差后，求解第一张和第二张的方差均值，当计算完第三张图像的方差后，求解第二张和第三张的方差均值，以此类推，连续计算前一张和前面的方差的均值，计算过程中以750张为一个单位，即为30秒钟的值作为一个单位。

本发明一种细纱机细纱细度均匀度在线检测装置，通过在纱线所形成的纺纱段外侧设置细纱细度均匀度检测装置从而实现在线细纱细度均匀度检测，本发明采用图像检测装置，通过图像分析技术，可以实现自动检测与在线检测，从而为自动化控制奠定基础。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明在细纱机上安装位置结构示意简图。

图2为本发明图像检测头装置的结构示意图。

图3为本发明检测算法流程图。

图中：1-前罗拉，2-叶子板，3-检测头装置，4-筒管，5-细纱，6-导纱钩，7-线圈，8-相机和图像处理专用单元，9-放大镜头，10-LED光源。

Claims (6)

1.一种细纱机细纱细度均匀度在线检测装置，其特征在于：主要通过检测头装置3对细纱机上的纱线进行检测。

2.根据权利要求1所述的一种细纱机细纱细度均匀度在线检测装置，其特征在于：所述检测头装置3由相机和图像处理专用单元8，放大镜头9以及LED光源10组成。

3.根据权利要求2所述的一种细纱机细纱细度均匀度在线检测装置，其特征在于：检测头装置3固定在导纱钩6和前罗拉1之间的叶子板2上，可随着叶子板2的上下移动而移动。

4.根据权利要求2所述的一种细纱机细纱细度均匀度在线检测装置，其特征在于：所述检测头装置距离纺纱段1-150mm。

5.根据权利要求2所述的一种细纱机细纱细度均匀度在线检测装置，其特征在于：所述相机为低成本CMOS相机，价格低廉，分辨率为640×480像素，帧频为25fps；所述图像处理专用单元为集成块装置，用于将采集的图像进行处理，提取纱线直径数据，并对数据进行分析和处理，监测出现异常状况的纱线；所述放大镜头为1-6倍放大；所述LED光源固定在放大镜头9的前端，为纱线图像的获取提供光照。

6.一种权利要求1-5任一项所述的细纱机细纱细度均匀度在线检测装置的检测方法，包括如下步骤：

步骤一：启动纱线输出装置后，启动细纱细度均匀度检测装置，摄像头装置将纱线所处空间变化信息发送到图像处理专用单元；

步骤二：图像处理专用单元进行分析处理，该检测方法通过设定灰度阈值，将具有灰度强度变化的图像信号转换为纱线的二值信号，统计二值图像每列(纱线在图像中竖直时)的白点数量(二值图像中，白点为纱线，黑点为背景)，设定数量阈值，将小于该阈值的列去除，得到纱线条干图像，统计条干图像中的每行的直径，并推算纱线的定量，图像处理专用单元会纱线的定量的变化实时判别细纱细度均匀度；

步骤三：图像处理专用单元计算细纱细度均匀度后通过计算结果显示模块显示结果；

步骤四：图像处理专用单元计算细纱细度均匀度与参数设定装置设定细纱细度均匀度的范围进行比较从而判别细纱细度均匀度是否超出范围，如果超出范围通过数据异常报警指示灯指示。

进一步地，细纱细度均匀度是否超出范围是指信号在连续4分钟以上的长度存在超范围。

进一步地，图像处理过程中以30秒钟为单位，连续计算8次后，其中有一次正常时结果认为正常，而连续8次均为异常时，判断结果为细纱细度均匀度异常。

所述细纱细度均匀度的算法为，统计当前纱线条干图像的所有行的像素数，并作为每一行的纱线的宽度，首先计算整个图像所有行的均值，然后计算均值的方差；当计算完第二张图像的方差后，求解第一张和第二张的方差均值，当计算完第三张图像的方差后，求解第二张和第三张的方差均值，以此类推，连续计算前一张和前面的方差的均值，计算过程中以750张为一个单位，即为30秒钟的值作为一个单位。