CN105910538A - 一种织物门幅在线测量装置 - Google Patents

Abstract

一种织物门幅在线测量装置，涉及一种纺织领域的测量控制系统。提供具有结构简单、实时性高、成本低等优点的一种织物门幅在线测量装置。设有底座、面光源、线阵CCD摄像头、主控制器、光源控制器、显示器、电源模块；所述面光源安装在底座左右两侧，线阵CCD摄像头安装在面光源上方，面光源与光源控制器的输出端连接；线阵CCD摄像头与主控制器连接，主控制器的拉幅控制信号输出端外接拉幅机，主控制器的织物门幅在线信号输出端接显示器，由显示器实时在线显示织物门幅，电源模块分别与主控制器、光源控制器、显示器电连接。

Description

一种织物门幅在线测量装置

技术领域

本发明涉及一种纺织领域的测量控制系统，尤其是涉及一种织物门幅在线测量装置。

背景技术

门幅是指织物的实际宽度。在织物生产过程中，门幅是一个非常重要的工艺参数，是衡量织物质量的重要指标之一，需要进行实时在线测量。

目前门幅测量方法主要有以下几种：第一种是人工测量，操作工人用量尺定时测量织物的门幅是否合格，然后再调整拉幅机，这种测量方法无法实现实时的在线测量和修正。第二种是王霁华等在“布匹幅宽测量系统”中(中国专利CN102080951A)提出的，采用发光二极管测量的方法，布匹平面处于发光二极管和光电二极管之间，通过布匹遮挡住红外发光二极管个数，可以计算出布匹的门幅，这种方法的准确性受布匹的颜色和厚度影响较大。第三种是采用机器视觉的方法测量，在布匹正上方安装一个视觉摄像头，实时采集布匹与背景环境的图像，通过图像处理和分析，提取出布匹的边缘，从而计算出布匹门幅，这种测量方法的装置体积较大，且需要较高性能的处理器实现图像识别，成本较高。

中国专利CN105088737A公开一种断布机的门幅测量装置和断布机，其中装置包括光敏感测距工具、管理平台和断布刀控制器；光敏感测距工具，用于利用光敏感特性测量断布机上布料的门幅，并将测量数据发送给管理平台；管理平台，用于获取测量数据，判断测量数据是否大于或等于预设的设计门幅值，如果否，向断布刀控制器发送关停信号；断布刀控制器，用于接收到关停信号后，关停断布刀。

发明内容

本发明的目的在于提供具有结构简单、实时性高、成本低等优点的一种织物门幅在线测量装置。

本发明设有底座、面光源、线阵CCD摄像头、主控制器、光源控制器、显示器、电源模块；

所述面光源安装在底座左右两侧，线阵CCD摄像头安装在面光源上方，面光源与光源控制器的输出端连接；线阵CCD摄像头与主控制器连接，主控制器的拉幅控制信号输出端外接拉幅机，主控制器的织物门幅在线信号输出端接显示器，由显示器实时在线显示织物门幅，电源模块分别与主控制器、光源控制器、显示器电连接。

与现有的织物门幅测量设备相比，本发明具有结构简单、实时性高、成本低等优点。

附图说明

图1为本发明实施例的结构组成示意图。

图2为本发明实施例的线阵CCD摄像头配置示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明实施例设有底座1、面光源2、线阵CCD摄像头3、主控制器4、光源控制器5、显示器6、电源模块7；所述面光源2安装在底座1左右两侧，线阵CCD摄像头3安装在面光源2上方，面光源2与光源控制器5的输出端连接；线阵CCD摄像头3与主控制器4连接，主控制器4的拉幅控制信号输出端P外接拉幅机，主控制器4的织物门幅在线信号输出端接显示器6，由显示器6实时在线显示织物门幅，电源模块7分别与主控制器4、光源控制器5、显示器6电连接。在图1中，标记A表示织物。

以下给出本发明的工作原理：

线阵CCD摄像头分别安装在底座的左右两端，线阵CCD在水平方向上可以调整以适应不同规格的门幅。主控制器分别控制两个线阵CCD采集图像，并根据读取到的线阵CCD的各像素点模拟量值确定各像素点的灰度值。当织物通过基座时，线阵CCD正下方的面光源部分受到织物遮挡，使得线阵CCD的一部分像素点的灰度值降低，而没有被织物遮挡的像素点灰度值不变。通过设置像素灰度的阈值，就可以计算出两个线阵CCD被遮挡的像素点个数，然后通过计算就可以得出织物两端边缘所在的位置，再加上基座的修正常数就可以计算出织物的门幅，并实时在线显示。主控制器根据设定的门幅尺寸与实时测量得到的门幅尺寸的误差，反馈控制拉幅机调整门幅，从而实现门幅的尺寸控制。

在基座两端各安装一个LED面光源，并通过漫射板使光线均匀散射。光源强度由一个可调恒流源控制，根据线阵CCD曝光时间和灰度值饱和情况，调整光源强度。摄像头安装在两个倒L型外罩里面，可通过滑轨进行左右调节，以适应规格变化较大的门幅。

控制器可以采用STM32单片机实现，控制器输出两组脉冲信号，控制两边线阵CCD同时采集图像，并分别实时读取两个线阵CCD的各像素点的灰度值，然后将各像素点的灰度值与设定的灰度阈值比较，从而确定出两边各被遮挡的像素点数量。当织物通过基座时，随着织物门幅尺寸的变化，两侧线阵CCD被遮挡的像素点数量会发生变化。通过被遮挡的像素点数量计算门幅尺寸的方法可以如下：

如图2所示，两边线阵CCD及其镜头采用相同参数配置，以左侧为例，线阵CCD视场角为α，镜头与织物平面的垂直距离为H，则线阵CCD测量范围设线阵CCD像素点阵列为N×1，则分辨率Δw＝W/N。如果被遮挡像素点个数为n₁，则对应长度值为L₁＝Δw×n₁。同理可得右侧线阵CCD测量值L₂。分析可知系统最大误差值为2Δw,为减小测量误差，将两边测量值之和加上δ＝Δw进行补偿，可以使最大误差值减小1/2。设织物中间未测量部分长度为ΔL，则织物门幅测量值L＝L₁+L₂+ΔL+δ。总体计算公式如下：

$\left\{\begin{array}{c}W=2\×H\×tan\frac{\mathrm{\α}}{2}\\ \mathrm{\Δ}w=W/N\\ L_1=\mathrm{\Δ}w\×n_1\\ L_2=\mathrm{\Δ}w\×n_2\\ \mathrm{\δ}=\mathrm{\Δ}w\\ L=L_1+L_2+\mathrm{\Δ}L+\mathrm{\δ}\end{array}\right.$

计算得到的织物门幅尺寸通过显示界面实时显示出来，同时控制器根据设定的门幅尺寸与测量的门幅尺寸误差，通过PID等控制方法反馈控制拉幅机，调整门幅大小，实现闭环控制。

Claims (1)

1.一种织物门幅在线测量装置，其特征在于设有底座、面光源、线阵CCD摄像头、主控制器、光源控制器、显示器、电源模块；

所述面光源安装在底座左右两侧，线阵CCD摄像头安装在面光源上方，面光源与光源控制器的输出端连接；线阵CCD摄像头与主控制器连接，主控制器的拉幅控制信号输出端外接拉幅机，主控制器的织物门幅在线信号输出端接显示器，由显示器实时在线显示织物门幅，电源模块分别与主控制器、光源控制器、显示器电连接。