CN109191463A - 纱线捻度检测装置和纱线捻度检测方法 - Google Patents

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耿世勇
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Abstract

本发明提供了一种纱线捻度检测装置和纱线捻度检测方法，其中，纱线捻度检测装置包括：图像采集器、传送装置、编码器、A/D转换器、FPGA芯片及图像处理器；其中，图像采集器及编码器安装在传送装置上，图像采集器分别电连接至编码器及A/D转换器，A/D转换器电连接至FPGA芯片，FPGA芯片电连接至图像处理器，传送装置用于传送纱线，传送装置上电运行过程中，驱动编码器运行，编码器触发图像采集器采集纱线的图像，图像采集器将采集到的纱线的图像发送至A/D转换器，A/D转换器对纱线的图像处理后发送至FPGA芯片进行存储，图像处理器从FPGA芯片中读取纱线的图像并进行处理以得到纱线的捻度。

Description

纱线捻度检测装置和纱线捻度检测方法
技术领域
本发明涉及及纺织品性能测试技术领域，具体而言，涉及一种纱线捻度检测装置和一种纱线捻度检测方法。
背景技术
纱线捻度是指纱线单位长度内的捻回数，纱线捻度关系到织物的强力、手感、光泽和加工性能，纱线捻度对织物的风格影响很大，物理影响例如其硬挺度、压缩性等，因此如何检测纱线捻度显得尤为重要。
目前捻度的检测许多还是采用手摇捻度计进行的，随着技术的发展，也出现了一下基于单片机的自动捻度计，通过该仪器的检测可以分析出被拆解织物的捻向及捻系数，以便按照拆解织物工艺进行织造，通过纱线捻度仪的张力机构可以分析拆解机织物的织缩率和线密度 。但是这些捻度计在测试过程中都对原来的纱线进行回捻，存在很大的误差，且工作量大，因此如何准确地实现纱线捻度检测成为亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明正是基于上述技术问题至少之一，提出了一种新的纱线捻度检测方案，能够在纱线成品的过程中实时的检测到纱线的捻度，且在不破坏纱线的前提下，实现对纱线捻度的准确检测。
有鉴于此，根据本发明提出了一种新的纱线捻度检测装置，包括：图像采集器、传送装置、编码器、A/D转换器、FPGA芯片及图像处理器；其中，所述图像采集器及编码器安装在所述传送装置上，所述图像采集器分别电连接至所述编码器及所述A/D转换器，所述A/D转换器电连接至所述FPGA芯片，所述FPGA芯片电连接至所述图像处理器，所述传送装置用于传送纱线，所述传送装置上电运行过程中，驱动所述编码器运行，所述编码器触发所述图像采集器采集所述纱线的图像，所述图像采集器将采集到的所述纱线的图像发送至所述A/D转换器，所述A/D转换器对所述纱线的图像处理后发送至所述FPGA芯片进行存储，所述图像处理器从所述FPGA芯片中读取所述纱线的图像并进行处理以得到所述纱线的捻度。
在该技术方案中，利用设置在传送装置上的图像采集器来实时采集纱线的图像，具体地，传送装置上电运转后，驱动固定在传送装置上的编码器运动，编码器经过分频后，对应固定传送装置运动的距离发出信号，每个信号对应固定的距离，图像采集器根据编码器发出的信号对纱线进行图像采集，采集到的图像经A/D转换器处理后发送至FPGA芯片进行存储，并由图像处理器对图像进行处理以得到纱线的捻度，整个过程在不破坏纱线且不对纱线进行回捻的前提下，实现对纱线捻度的准确检测。
在上述技术方案中，优选地，还包括：显示器，连接至所述图像处理器，用于显示经所述图像处理器处理后的图像。
在该技术方案中，设置显示器来显示处理后的纱线的图像，可便于相关人员直观地判断图像与算得的纱线捻度是否一致。
在上述任一项技术方案中，优选地，还包括：存储器，连接至所述图像处理器，用于存储所述图像处理器算得的所述纱线的捻度。
在该技术方案中，设置存储器来存储纱线的捻度便于相关人员后续进行数据追踪。
在上述任一项技术方案中，优选地，所述图像采集器包括型号为TSL1401CL的线阵摄像头，所述图像处理器采用型号为TMS320C6748的数字信号处理器。
根据本发明的第二方面，提出了一种纱线捻度检测方法，基于上述技术方案中任一项所述的纱线捻度检测装置的捻度检测方法，包括：基于所述图像采集装置采集位于所述传送装置上的纱线的图像，其中，所述传送装置上电运行后，驱动所述编码器运行，所述编码器经分频后向所述图像采集器发送触发信号，所述图像采集装置根据所述触发信号采集所述纱线的图像；将采集到的所述纱线的图像发送至所述A/D转换器进行处理，并将处理后的所述纱线的图像存储至所述FPGA芯片；基于所述图像处理器读取所述FPGA芯片所存储的纱线的图像，并将读取到的图像进行处理，以得到所述纱线的捻度。
在该技术方案中，通过设置在传送装置上的图像采集器来采集纱线的图像，并由图像处理器对图像进行处理以得到纱线的捻度，整个过程在不破坏纱线且不对纱线进行回捻的前提下，实现对纱线捻度的准确检测。
在上述技术方案中，优选地，所述将读取到的图像进行处理，以得到所述纱线的捻度的步骤，具体包括：基于所述图像处理器将读取到的图像进行，以得到完整图像；对所述完整图像进行多种算法处理，以得到所述完整图像中所对应长度的纱线的捻度；其中，所述多种算法包括：中值滤波算法、傅里叶变换算法、傅里叶逆变换算法、高斯滤波算法、二值化算法。
在上述任一项技术方案中，优选地，在所述FPGA芯片中纱线的图像的存储量达到FIFO容量的一半时，触发所述图像处理器读取所述FPGA芯片中纱线的图像。
通过以上技术方案，能够在纱线成品的过程中实时的检测到纱线的捻度，且在不破坏纱线的前提下，实现对纱线捻度的准确检测。
附图说明
图1示出了根据本发明的实施例的纱线捻度检测装置的结构示意图；
图2示出了根据本发明的实施例的纱线捻度检测方法的流程示意图；
图3a至图3e示出了纱线图像处理前后的效果图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附
是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
以下结合图1至图3e对本发明的技术方案做进一步说明：
如图1所示，纱线捻度检测装置包括：图像采集器10、传送装置20、编码器30、A/D转换器40、FPGA芯片50及图像处理器60。
其中，图像采集器10及编码器30安装在传送装置20上，图像采集器10分别电连接至编码器30及A/D转换器40， A/D转换器40电连接至FPGA芯片50， FPGA芯片50电连接至图像处理器10，传送装置20用于传送纱线，传送装置20上电运行过程中，驱动编码器30运行，编码器30触发图像采集器10采集纱线的图像，图像采集器10将采集到的纱线的图像发送至A/D转换器40， A/D转换器40对纱线的图像处理后发送至FPGA芯片50进行存储，图像处理器60从FPGA芯片50中读取纱线的图像并进行处理以得到纱线的捻度。另外还可增加照明系统80来辅助图像采集器10进行图像采集。
进一步地，还包括：显示器70，连接至图像处理器60，用于显示经图像处理器60处理后的图像。
进一步地，还包括：存储器（图1中未示出），连接至图像处理器60，用于存储图像处理器60算得的纱线的捻度。
其中，图像采集器10可选用型号为TSL1401CL的线阵摄像头，图像处理器60可选用型号为TMS320C6748的数字信号处理器（DSP），存储器可选用SD卡。
装置在使用过程中的具体的流程，如图2所示，包括：
步骤202，基于所述图像采集装置采集位于所述传送装置上的纱线的图像。
步骤204，将采集到的所述纱线的图像发送至所述A/D转换器进行处理，并将处理后的所述纱线的图像存储至所述FPGA芯片。具体地，基于所述图像处理器将读取到的图像进行，以得到完整图像；对所述完整图像进行多种算法处理，以得到所述完整图像中所对应长度的纱线的捻度；其中，所述多种算法包括：中值滤波算法、傅里叶变换算法、傅里叶逆变换算法、高斯滤波算法、二值化算法。
步骤206，基于所述图像处理器读取所述FPGA芯片所存储的纱线的图像，并将读取到的图像进行处理，以得到所述纱线的捻度。在FPGA芯片中纱线的图像的存储量达到FIFO容量的一半时，触发图像处理器读取所述FPGA芯片中纱线的图像。
具体地，传送装置上电运行后，驱动编码器运行，编码器经过分频后，对应固定传送装置运动的距离发出信号，每个信号对应固定的距离，每发出一个信号给图像采集器（如线阵摄像头），以触发图像采集器进行图像采集，图像采集器采集到的图像经A/D转换后存储至FPGA芯片内，数字数据传送到FPGA内部的FIFO中，并不直接传送给DSP，当FIFO中所接收到的数据达到设置FIFO大小的一半时，由FPGA触发DSP中断，由DSP通过EDMA方式读取FPGA中的FIFO的数据，DSP读取FIFO的数据后，在内部将所读取到的数据拼接为一幅完整的图像（线阵摄像头每拍摄一行的数据位128位，FPGA中所设置的FIFO大小为32768个字节，当FIFO中的数据达到16384个字节时会触发半满中断，因为每行的数据大小为128，半满时总的行数为16384/128=128，即128行，显示的图像为128行的二维图像为一帧图像），对图像进行算法的处理，使得能够识别出图像中每一捻的所在，具体地，DSP在处理后的图像上获得该长度纱线所对应的纱线捻度，对每一帧图像使用中值滤波，傅里叶变换，高斯滤波等算法处理图像，最后经过二值化后计算出图像中所对应长度的纱线的捻度，如编码器每转动一行距离0.24mm，触发FPGA存储摄像头拍摄的图片，其中每帧图片对应的实际距离为0.24*128=30.72mm，即每帧图像得到捻数为30.72mm的长度的捻数，图3a示出了采集到的纱线的原图，图3b示出了经中值滤波处理后的图像，图3c示出了经傅里叶变换处理后的图像，图3d示出了经傅里叶逆变换处理后的图像，图3e示出了经二值化处理后图像，经试验在检测Z型与S型的纱线，其误差为3%，能够满足要求。
此外，将DSP处理后的图像同时通过LCD显示屏输出，工作人员能够很直观地观察到显示出的图像与处理图像得到的捻度是否一致。将该装置运行时所处理的纱线的捻度都保存在SD卡中存储下来，方面以后对数据的分析。整个纱线捻度检测装置对纱线的捻度检测将更加简洁和准确，对提高织物的质量具有非常现实的意义，同时该装置能用于纺织纱线、工业原丝等不同工业领域，对我国高端设备的装备国产化带来深刻影响和技术支持，填补国内技术的空白。
以上结合附图详细说明了本发明的技术方案，本发明的技术方案提出了一种新的纱线捻度检测方案，能够在纱线成品的过程中实时的检测到纱线的捻度，且在不破坏纱线的前提下，实现对纱线捻度的准确检测。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种纱线捻度检测装置，其特征在于，包括：
图像采集器、传送装置、编码器、A/D转换器、FPGA芯片及图像处理器；
其中，所述图像采集器及编码器安装在所述传送装置上，所述图像采集器分别电连接至所述编码器及所述A/D转换器，所述A/D转换器电连接至所述FPGA芯片，所述FPGA芯片电连接至所述图像处理器，所述传送装置用于传送纱线，所述传送装置上电运行过程中，驱动所述编码器运行，所述编码器触发所述图像采集器采集所述纱线的图像，所述图像采集器将采集到的所述纱线的图像发送至所述A/D转换器，所述A/D转换器对所述纱线的图像处理后发送至所述FPGA芯片进行存储，所述图像处理器从所述FPGA芯片中读取所述纱线的图像并进行处理以得到所述纱线的捻度。
2.根据权利要求1所述的纱线捻度检测装置，其特征在于，还包括：
显示器，连接至所述图像处理器，用于显示经所述图像处理器处理后的图像。
3.根据权利要求1所述的纱线捻度检测装置，其特征在于，还包括：
存储器，连接至所述图像处理器，用于存储所述图像处理器算得的所述纱线的捻度。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的纱线捻度检测装置，其特征在于，所述图像采集器包括型号为TSL1401CL的线阵摄像头，所述图像处理器采用型号为TMS320C6748的数字信号处理器。
5.一种纱线捻度检测方法，基于权利要求1至4中任一项所述的纱线捻度检测装置的捻度检测方法，其特征在于，包括：
基于所述图像采集装置采集位于所述传送装置上的纱线的图像，其中，所述传送装置上电运行后，驱动所述编码器运行，所述编码器经分频后向所述图像采集器发送触发信号，所述图像采集装置根据所述触发信号采集所述纱线的图像；
将采集到的所述纱线的图像发送至所述A/D转换器进行处理，并将处理后的所述纱线的图像存储至所述FPGA芯片；
基于所述图像处理器读取所述FPGA芯片所存储的纱线的图像，并将读取到的图像进行处理，以得到所述纱线的捻度。
6.根据权利要求5所述的纱线捻度检测方法，其特征在于，所述将读取到的图像进行处理，以得到所述纱线的捻度的步骤，具体包括：
基于所述图像处理器将读取到的图像进行，以得到完整图像；
对所述完整图像进行多种算法处理，以得到所述完整图像中所对应长度的纱线的捻度；
其中，所述多种算法包括：中值滤波算法、傅里叶变换算法、傅里叶逆变换算法、高斯滤波算法、二值化算法。
7.根据权利要求5或6所述的纱线捻度检测方法，其特征在于，在所述FPGA芯片中纱线的图像的存储量达到FIFO容量的一半时，触发所述图像处理器读取所述FPGA芯片中纱线的图像。
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