CN111505014A - 一种纺织丝辊毛丝瑕疵检测方法 - Google Patents

一种纺织丝辊毛丝瑕疵检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种纺织丝辊毛丝瑕疵检测方法，属于毛丝检测技术领域，本专利的实现方法是利用激光的方向性好的特性，在激光照射到的局部区域内进行毛丝检测。相机的摄像头角度需要调整到与激光发射器的轴线呈90°角，即相机的摄像头角度需要与激光发射器的激光射线呈90°角，由于激光束的发散角很小，所以丝辊在转动过程中，360°内是不会出现重复照射的区域，激光扫射到的区域内的毛丝就可以被精准的计数统计。本发明科学合理，使用安全方便，同时调整激光束和丝辊端面的距离，可以避开不必计入缺陷的短毛丝的部分。这样可以从图像采集的源头上解决仅通过图像处理算法无法解决的难题。

Description

一种纺织丝辊毛丝瑕疵检测方法
技术领域
本发明涉及毛丝检测技术领域，具体是一种纺织丝辊毛丝瑕疵检测方法。
背景技术
对于目前在各种丝线的生产过程中，会不可避免地产生出含有瑕疵的毛丝，而对纺织丝辊进行毛丝的检测就是一种不可避免的过程。
目前对毛丝瑕疵的检测采用的LED光源进行补光，缺点如下是：1、这样当从一个角度拍摄到的图片中的毛丝会在其他角度再次出现，而且无法判断是否是已经被重复检测出的。2、LED光源比较发散，在照射过程中对于需要检出的毛丝的高度无法判断，会把不必计入缺陷的毛丝也计入统计，容易影响最后的计算结果。
而本发明的实现方法是利用激光的方向性好的特性，在激光照射到的局部区域内进行毛丝检测。由于激光束的发散角很小，所以丝辊在转动过程中，360°内是不会出现重复照射的区域，激光扫射到的区域内的毛丝就可以被精准的计数统计。且调整激光束和丝辊端面的距离，可以避开不必计入缺陷的短毛丝的部分。这样可以从图像采集的源头上解决仅通过图像处理算法无法解决的难题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种纺织丝辊毛丝瑕疵检测方法，以解决现有技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种纺织丝辊毛丝瑕疵检测装置，包括旋转机构、照射光源、纺织丝辊、相机，所述纺织丝辊放置在旋转机构上，所述照射光源和纺织丝辊的上端面保持水平，所述照射光源与相机在安装在同一水平面上。
优选地，旋转机构为旋转托盘，因为旋转托盘能够沿着激光发射器的轴线和相机摄像头的轴线进行旋转。
优选地，照射光源为激光发射器，因为激光发射器发射出的激光方向性好，不容易发散不会影响毛丝。
本发明还提供了一种纺织丝辊毛丝瑕疵检测方法，包括以下步骤：
S1、将纺织丝辊放置于旋转托盘上；
S2、调整相机、激光发射器的角度；
S3、旋转托盘进行旋转，同时激光发射器对纺织丝辊发射出激光射线；
S4、相机对纺织丝辊进行拍摄；
S5、利用相机拍摄到的照片对纺织丝辊毛丝进行检测。
优选地，S1中纺织丝辊放置时，要将纺织丝辊轴心与旋转托盘的轴心在竖直方向上保持一致，旋转托盘的位置保持不变，放置纺织丝辊时确保纺织丝辊的位置不会出现偏差，相机、激光发射器的轴线只需要对准纺织丝辊轴心就可以同时对准纺织丝辊和旋转托盘的轴心，不会发生因为要对准旋转托盘的轴心但与纺织丝辊的轴心出现偏差无法对准毛丝进行拍摄的事情。
所述S2中相机的摄像头角度需要调整到与激光发射器的轴线呈一定的夹角θ，即相机的摄像头角度需要与激光发射器的激光射线呈一定的夹角θ，所述相机的摄像头能够拍摄到激光发射器的激光照射到丝辊毛丝，这样可以最大限度的确保激光照射的毛丝缺陷在垂直于相机方向上不会有重叠导致的漏检。
所述S3中的旋转托盘需要旋转360°，360°旋转能够让相机在拍摄过程中不会出现漏记的情况，在一定时间内，托盘旋转的角度为α。
所述S4中相机对纺织丝辊进行拍摄的间隔时间内托盘旋转的角度可由以下公式得出：
α＝2arcsin(D/2R)
其中受检纺织丝辊的半径为R，一般需要检出的毛丝缺陷粗为D。
所述毛丝缺陷粗低于D的毛丝因为不会被激光照射到所以不会被检测出来。
根据公式：
t＝360°/α
f＝t/s
其中s为旋转托盘旋转360°需要花费的时间，t为旋转托盘旋转360°相机进行拍摄的次数,f为相机每秒拍摄的帧数，根据f可以选择出合适的相机进行拍摄。
所述S5中纺织丝辊由多股单丝组成，所述单丝线粗细大于0.36mm，所述纺织丝辊出现毛丝的间距在0.36mm以内的都可归为1处毛丝缺陷，这使得在对毛丝的计算中不会出现重复计算的情况。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明是利用激光的方向性好的特性，在激光照射到的局部区域内进行毛丝检测。由于激光束的发散角很小，所以丝辊在转动过程中，360°内是不会出现重复照射的区域，也不会因为光源的发散将高度达不到瑕疵的毛丝算进瑕疵毛丝中，激光扫射到的区域内的毛丝就可以被精准的计数统计。同时调整激光束和丝辊端面的距离，可以避开不必计入缺陷的短毛丝的部分。这样可以从图像采集的源头上解决仅通过图像处理算法无法解决的难题。
附图说明
图1为本发明一种纺织丝辊毛丝瑕疵检测方法的主视结构示意图；
图2为本发明一种纺织丝辊毛丝瑕疵检测方法的俯视结构示意图；
图3为本发明一种纺织丝辊毛丝瑕疵检测方法的步骤流程示意图。
图中标号：1、旋转托盘；2、相机；3、激光发射器；4、纺织丝辊。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-2所示，一种纺织丝辊4毛丝瑕疵检测装置，包括旋转机构、照射光源、纺织丝辊4、相机2，所述纺织丝辊4放置在旋转机构上，所述照射光源和纺织丝辊4的上端面保持水平，所述照射光源与相机2在安装在同一水平面上。
优选地，旋转机构为旋转托盘1，因为旋转托盘1能够沿着激光发射器3的轴线和相机2摄像头的轴线进行旋转。
优选地，照射光源为激光发射器3，因为激光发射器3发射出的激光方向性好，不容易发散不会影响毛丝。
如图1-3所示，本发明还提供了一种纺织丝辊4毛丝瑕疵检测方法，包括以下步骤：
S1、将纺织丝辊4放置于旋转托盘1上；
S2、调整相机2、激光发射器3的角度；
S3、旋转托盘1进行旋转，同时激光发射器3对纺织丝辊4发射出激光射线；
S4、相机2对纺织丝辊4进行拍摄；
S5、利用相机2拍摄到的照片对纺织丝辊4毛丝进行检测。
优选地，S1中纺织丝辊4放置时，要将纺织丝辊4轴心与旋转托盘1的轴心在竖直方向上保持一致，旋转托盘1的位置保持不变，放置纺织丝辊4时确保纺织丝辊4的位置不会出现偏差，相机2、激光发射器3的轴线只需要对准纺织丝辊4轴心就可以同时对准纺织丝辊4和旋转托盘1的轴心，不会发生因为要对准旋转托盘1的轴心但与纺织丝辊4的轴心出现偏差无法对准毛丝进行拍摄的事情。。
所述S2中相机2的摄像头角度需要调整到与激光发射器3的轴线呈一定的夹角θ，即相机2的摄像头角度需要与激光发射器3的激光射线呈一定的夹角θ，所述相机2的摄像头能够拍摄到激光发射器3的激光照射到丝辊毛丝，这样可以最大限度的确保激光照射的毛丝缺陷在垂直于相机2方向上不会有重叠导致的漏检。
所述S3中的旋转托盘1需要旋转360°，360°旋转能够让相机2在拍摄过程中不会出现漏记的情况，在一定时间内，托盘旋转的角度为α。
所述S4中相机2对纺织丝辊4进行拍摄的间隔时间内托盘旋转的角度可由以下公式得出：
α＝2arcsin(D/2R)
其中受检纺织丝辊4的半径为R，一般需要检出的毛丝缺陷粗为D。
所述毛丝缺陷粗低于D的毛丝不会被检测出来。
根据公式：
t＝360°/α
f＝t/s
其中s为旋转托盘1旋转360°需要花费的时间，t为旋转托盘1旋转360°相机2进行拍摄的次数,f为相机2每秒拍摄的帧数。
所述S5中纺织丝辊4由多股单丝组成，所述单丝线粗细大于0.36mm，所述纺织丝辊4出现毛丝的间距在0.36mm以内的都可归为1处毛丝缺陷。
本发明的实施例具体如下：
实施例一：
纺织丝辊4放置于旋转托盘1上，旋转托盘1转动能够带动纺织丝辊4进行360°的旋转。激光发射器3和纺织丝辊4的上端面保持水平，激光发射器3与相机2在安装在同一水平面上，这样的话，相机2能够拍摄到激光照射到丝辊的毛丝的瞬间。
实施例二：
1、将纺织丝辊4放置于旋转托盘1上。
如图1所示，要将纺织丝辊4轴心与旋转托盘1的轴心在竖直方向上保持一致。
2、调整相机2、激光发射器3的角度。
如图2所示，相机2的摄像头角度需要调整到与激光发射器3的轴线呈90°角，即相机2的摄像头角度需要与激光发射器3的激光射线呈90°角。
3、计算相机2对纺织丝辊4进行拍摄的间隔时间内旋转托盘1旋转的角度α。
①、相机2对纺织丝辊4进行拍摄的间隔时间内旋转托盘1旋转的角度α的计算：
α＝2arcsin(D/2R)
其中R为受检纺织丝辊4的半径，D为一般需要检出的毛丝缺陷粗，毛丝缺陷粗低于D的毛丝不会被检测出来。
根据受检纺织丝辊4的半径R最大不超过12.5厘米，一般需要检出的毛丝缺陷粗D为10微米以上，得到以下结果：
1mm＝1000um
D＝10um
R＝125mm＝125000mm
得到相机2对纺织丝辊4进行拍摄的间隔时间内旋转托盘1旋转的角度α
α＝2arcsin(D/2R)＝0.004°
根据计算结果得出，旋转托盘1每旋转0.004°相机2就拍一张图片，这样就可以做到不漏记。
4、根据帧率选择相机2。
根据公式得出：
t＝360°/α＝360°/0.004°＝90000次
f＝t/s＝90000次/30秒＝3000FPS
旋转托盘1旋转360°，每旋转0.004°相机2就会进行一次拍摄
360°/0.004°＝90000次
所以旋转托盘1转动360°，相机2就会在旋转托盘1转动360°这个过程中进行90000次的拍摄。
90000次/30秒＝3000FPS
按照丝辊匀速旋转360°需要花费30秒计算，相机2选用高于3000帧的高速相机2即可满足要求。
5、计算有效成像区域的横向像素点到达多少时能够实现对毛丝的识别。
纺织丝辊4由多股单丝组成，单丝线粗细大于0.36mm，纺织丝辊4出现毛丝的间距在0.36mm以内的都可归为1处毛丝缺陷就可以满足不重复记。
对于相机2来说，对纺织丝辊4的拍摄过程中，总有效拍摄宽度为105mm，总有效拍摄宽度为纺织丝辊4外圈半径减去内圈半径的宽度。
画面要识别0.36mm的精度，每个像素点所能表达的精度至少是0.18mm，因为当像素点所能表达的精度是0.18mm时相机2能够拍摄到处于单丝线上的毛丝。
根据公式：
105(mm)/0.18(mm)≈584(个像素点)
即拍摄出来的照片上的有效成像区域的横向像素点需达到584个像素以上即可达到对毛丝的识别精度。
6、根据上述计算结果对毛丝进行拍摄和检测。
旋转托盘1进行旋转，同时激光发射器3对纺织丝辊4发射出激光射线，整个检测过程旋转托盘1旋转360°，这样当纺织丝辊4随着托盘旋转时，其上端面的毛丝被激光照射到之后会呈现出一个亮点，相机2拍摄过程中拍摄到几个亮点就说明检测到了几个毛丝。当毛丝低于要求被检出高度时，不会被激光照射到，也就不会形成亮点，不影响检测结果。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种纺织丝辊毛丝瑕疵检测方法，其特征在于：该检测方法需要利用检测装置进行检测，包括以下步骤：
S1、将纺织丝辊放置于旋转托盘上；
S2、调整相机、激光发射器的角度；
S3、旋转托盘进行旋转，同时激光发射器对纺织丝辊发射出激光射线；
S4、相机对纺织丝辊进行拍摄；
S5、利用相机拍摄到的照片对纺织丝辊毛丝进行检测。
2.根据权利要求1所述的一种纺织丝辊毛丝瑕疵检测方法，其特征在于：
所述S1的具体放置过程是纺织丝辊放置于旋转托盘上时，要将纺织丝辊轴心与旋转托盘的轴心在竖直方向上保持一致。
3.根据权利要求1所述的一种纺织丝辊毛丝瑕疵检测方法，其特征在于：所述S2中相机的摄像头角度需要调整到与激光发射器的轴线呈夹角θ，即相机的摄像头角度需要与激光发射器的激光射线呈夹角θ，所述相机的摄像头能够拍摄到激光发射器的激光照射到丝辊毛丝。
4.根据权利要求1所述的一种纺织丝辊毛丝瑕疵检测方法，其特征在于：所述S3中的旋转托盘需要旋转360°，旋转托盘进行旋转之后，托盘旋转的角度为α。
5.根据权利要求1所述的一种纺织丝辊毛丝瑕疵检测方法，其特征在于：所述S4中相机对纺织丝辊进行拍摄的间隔时间内托盘旋转的角度可由以下公式得出：
α＝2arcsin(D/2R)
其中受检纺织丝辊的半径为R，需要检出的毛丝缺陷粗为D。
6.根据权利要求5所述的一种纺织丝辊毛丝瑕疵检测方法，其特征在于：所述毛丝缺陷粗低于D的毛丝不会被检测出来。
7.根据权利要求5所述的一种纺织丝辊毛丝瑕疵检测方法，其特征在于：
根据公式：
t＝360°/α
f＝t/s
其中s为旋转托盘旋转360°需要花费的时间，t为旋转托盘旋转360°相机进行拍摄的次数,f为相机每秒拍摄的帧数。
8.根据权利要求1所述的一种纺织丝辊毛丝瑕疵检测方法，其特征在于：所述S5中纺织丝辊由多股单丝组成，所述单丝线粗细大于0.36mm，所述纺织丝辊出现毛丝的间距在0.36mm以内的都可归为1处毛丝缺陷。
9.根据权利要求1所述的一种纺织丝辊毛丝瑕疵检测方法，其特征在于：所述检测装置包括旋转机构、照射光源、纺织丝辊、相机，所述纺织丝辊放置在旋转机构上，所述纺织丝辊的上端面和照射光源保持水平，所述照射光源与相机在安装在同一水平面上。
10.根据权利要求9所述的一种纺织丝辊毛丝瑕疵检测装置，其特征在于：所述旋转机构为旋转托盘，所述照射光源为激光发射器。
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