CN113962962B - 一种玻纤的短切纱罗拉绕丝检测方法 - Google Patents

一种玻纤的短切纱罗拉绕丝检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及纤维技术领域，尤其涉及一种玻纤的短切纱罗拉绕丝检测方法，包括：采用调整光源的打光方式，使用工业相机对工作状态下的罗拉进行拍照，获取图像数据；基于罗拉背景呈淡白色，纱线呈亮白色，采用预处理方式消除淡白色背景；建立纱线边界模型，进行孤立点检测、识别及处理；基于相邻两个纱线边界模型的间距，判定罗拉上是否有绕丝；当罗拉上有绕丝时，发出警报并显示绕丝位置。本发明对消除背景后图像数据进行纱线边界模型的建立，有效地对孤立噪声点进行消除，避免了出现误报现象，对罗拉上分布的纬纱线的间距进行实时检测，通过通讯反馈和图像显示能够第一时间检测到罗拉上短切纱是否有绕丝产生，降低了劳动强度，提高了生产效率。

Description

一种玻纤的短切纱罗拉绕丝检测方法
技术领域
本发明涉及纤维技术领域，尤其涉及一种玻纤的短切纱罗拉绕丝检测方法。
背景技术
在玻纤布生产的过程中，由于布面质量的要求需要在布面上放一个短切纱的罗拉，罗拉上面的每根丝都是按照一定的间距进行分布的，当罗拉上任意两根丝的距离都小于3个像素说明罗拉已经绕丝。
但是罗拉的颜色和纬纱丝线的颜色灰度值相似，采用一般的方法并不能很好的把纬纱与罗拉背景很好的区分开来，并且罗拉上面有一些孤立的噪声疵点，这些疵点的颜色和纬纱线的颜色灰度值也一样，使其在检测的过程中出现误报的情况，增加了操作人员的劳动强度，严重影响生产效率。
鉴于上述问题的存在，本发明人基于从事此类产品工程应用多年丰富的实务经验及专业知识，积极加以研究创新，以期创设一种玻纤的短切纱罗拉绕丝检测方法，使其更具有实用性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种玻纤的短切纱罗拉绕丝检测方法，检测短切纱罗拉的绕丝情况。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种玻纤的短切纱罗拉绕丝检测方法，包括如下步骤：
通过调整光源的打光方式区分罗拉背景及纱线目标，并使用工业相机对工作状态下的罗拉进行拍照，从而获取图像数据；
在完成背景及目标区分后的图像数据中，基于罗拉背景呈淡白色，纱线呈亮白色，采用预处理方式消除淡白色背景；
对消除背景后图像数据建立纱线边界模型，进行孤立点检测、识别及处理；
基于相邻两个纱线边界模型的间距，判定罗拉上是否有绕丝发生；
当判断出罗拉上有绕丝发生时，发出警报并显示绕丝位置。
进一步地，所述调整光源的打光方式具体为：
通过正向平行的背光和45度方向斜射光照射罗拉辊，其罗拉辊上呈45°缠绕的纬纱线将光线反射进入相机内部，从而使相机拍摄的罗拉背景呈淡白色，纱线呈亮白色。
进一步地，对采集到的图像数据基于阈值的图像二值化方式消除背景，使图像数据中的罗拉背景变成黑色，具体为：
若f(x,y)≥a，则f(x,y)＝255，若f(x,y)＜a，则f(x,y)＝0；
其中，f(x,y)为所述图像数据中对应的像素点位置的集合，且a为指定阈值，记为常数。
进一步地，对图像数据中亮白色孤立点的检测、识别及处理具体包括以下步骤：
遍历图像中的每一行与每一列的亮白色像素点；
选定亮白色点是否包含于基于纱线边界模型创建的集合A内，从而判定该亮白色点是否为孤立点；
最后将检测识别到的所有亮白色孤立点去除。
进一步地，所述集合A为所述纱线边界模型内亮白色像素点所构成的集合。
进一步地，所述纱线边界模型的建立过程如下：
自左往右依次遍历图像中第一行和最后一行的所有亮白色像素点，设选定的亮白色点为目标像素点f(x,y)，若f(x+1,y)＝f(x+2,y)＝255或f(x-1,y)＝f(x-2,y)＝255，则该目标像素点为尾边界点；
将第一行的第n个尾边界点与最后一行的第n个尾边界点连接形成初始边界线；
依据纬纱线宽度及相邻纬纱线间距对初始边界线进行校正，得到最终的目标边界线；
基于目标边界线构建出纱线边界模型。
进一步地，所述纬纱线宽度为4个像素，所述相邻纬纱线间距为3个像素。
进一步地，所述罗拉绕丝判定包括以下步骤：由左至右遍历目标边界线的所有亮白色点，选取一个目标边界线上的一个亮白色点f(x,y)，再选取与f(x,y)同一行相邻的另一个目标边界线上的亮白色点f(k,y)；
其中f(x,y)和f(k,y)为同一行相邻的两个亮白色点，若|k-x|<3时，则判定罗拉上有绕丝发生，否则正常。
进一步地，所述罗拉绕丝信号通过modbus协议与PLC通讯，提示操作人员有绕丝发生，并在显示单元上显示绕丝位置。
本发明的有益效果为：本发明通过调整光源的打光方式对罗拉进行拍照，实现背景与目标的区分，采用预处理方式进行背景消除，并对消除背景后图像数据进行纱线边界模型的建立，有效地对孤立噪声点进行消除，避免了检测过程中出现误报现象，基于纱线边界模型对罗拉上分布的纬纱线的间距进行实时检测，能够第一时间检测到罗拉上短切纱是否有绕丝产生，通过通讯反馈和图像显示将数据传输给操作人员，降低了劳动强度，提高了生产效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中玻纤的短切纱罗拉绕丝检测方法的流程示意图。
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。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1所示的玻纤的短切纱罗拉绕丝检测方法，包括如下步骤：
S10、通过调整光源的打光方式区分罗拉背景及纱线目标，并使用工业相机对工作状态下的罗拉进行拍照，从而获取图像数据；
S20、在完成背景及目标区分后的图像数据中，基于罗拉背景呈淡白色，纱线呈亮白色，采用预处理方式消除淡白色背景；
S30、对消除背景后图像数据建立纱线边界模型，进行孤立点检测、识别及处理；
S40、基于相邻两个纱线边界模型的间距，判定罗拉上是否有绕丝发生；
S50、当判断出罗拉上有绕丝发生时，发出警报并显示绕丝位置。
本发明通过调整光源的打光方式对罗拉进行拍照，实现背景与目标的区分，采用预处理方式进行背景消除，并对消除背景后图像数据进行纱线边界模型的建立，有效地对孤立噪声点进行消除，避免了检测过程中出现误报现象，基于纱线边界模型对罗拉上分布的纬纱线的间距进行实时检测，能够第一时间检测到罗拉上短切纱是否有绕丝产生，通过通讯反馈和图像显示将数据传输给操作人员，降低了劳动强度，增加了生产效率。
由于罗拉的颜色和纬纱线的颜色灰度值相似，通过调整光源的打光方式将罗拉和纱线区分开，调整光源的打光方式具体为：通过正向平行的背光和45度方向斜射光照射罗拉辊，其罗拉辊上呈45°缠绕的纬纱线将光线反射进入相机内部，从而使相机拍摄的罗拉背景呈淡白色，纱线呈亮白色。
当工业相机对运动中的罗拉进行拍照时，拍摄的照片中背景会对数据处理造成干扰，从而影响检测精度，因此为了降低数据的处理难度，进一步对罗拉位置精准定位，对采集到的图像数据基于阈值的图像二值化方式消除背景，使图像数据中的罗拉背景变成黑色，具体为：
若f(x,y)≥a，则f(x,y)＝255，若f(x,y)＜a，则f(x,y)＝0；
其中，f(x,y)为图像数据中对应的像素点位置的集合，且a为指定阈值，记为常数。
而在对背景进行处理过程中，其罗拉上的一些孤立的噪声疵点并不能作为背景进行消除，因此，基于纱线边界模型创建的集合A对孤立点进行消除，且集合A为纱线边界模型内亮白色像素点所构成的集合，通过集合A的设置有效地对罗拉上孤立点进行定位并消除，其中，孤立点的检测、识别及处理具体包括以下步骤：
遍历图像中的每一行与每一列的亮白色像素点；
选定亮白色点是否包含于基于纱线边界模型创建的集合A内，从而判定该亮白色点是否为孤立点；
最后将检测识别到的所有亮白色孤立点去除。
具体地，遍历图像中亮白色像素点，将选定的一个亮白色点设为f(x,y)，当
Figure RE-GDA0003394572510000041
则判定该亮白色点不是孤立点，否则为孤立点并进行删除，利用纱线边界模型创建的集合A对罗拉上孤立点进行检测、识别处理，避免了亮白色孤立点的误判，有效保证了孤立点检测的精准度，从而进一步提高了罗拉绕丝的检测精度。
作为上述实施例的优选，当纬纱线宽度为4个像素，相邻纬纱线间距为3个像素时，纱线边界模型的建立过程如下：
自左往右依次遍历图像中第一行和最后一行的所有亮白色像素点，设选定的亮白色点为目标像素点f(x,y)，若f(x+1,y)＝f(x+2,y)＝255或f(x-1,y)＝f(x-2,y)＝255，则该目标像素点为尾边界点；
将第一行的第n个尾边界点与最后一行的第n个尾边界点连接形成初始边界线；
依据纬纱线宽度及相邻纬纱线间距对初始边界线进行校正，得到最终的目标边界线；
基于目标边界线构建出纱线边界模型。
通过尾边界点的确定，进一步形成了初始边界线，再利用纬纱线宽度及相邻纬纱线间距对初始边界线进行校正，使得到的目标边界线实现等斜率分布，以方便纱线边界模型的封闭边界线的建立。
作为上述实施例的优选，在等斜率分布的目标边界线的基础上，罗拉绕丝判定包括以下步骤：由左至右遍历目标边界线的所有亮白色点，选取一个目标边界线上的一个亮白色点f(x,y)，再选取与f(x,y)同一行相邻的另一个目标边界线上的亮白色点f(k,y)；
其中f(x,y)和f(k,y)为同一行相邻的两个亮白色点，若|k-x|<3时，则判定罗拉上有绕丝发生，否则正常。
作为上述实施例的优选，罗拉绕丝信号通过modbus协议与PLC通讯，提示操作人员有绕丝发生，并在显示单元上显示绕丝位置，减少了操作人员的排查时间，提高了生产效率。
本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种玻纤的短切纱罗拉绕丝检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
通过调整光源的打光方式区分罗拉背景及纱线目标，并使用工业相机对工作状态下的罗拉进行拍照，从而获取图像数据；
在完成背景及目标区分后的图像数据中，基于罗拉背景呈淡白色，纱线呈亮白色，采用预处理方式消除淡白色背景；
对消除背景后图像数据建立纱线边界模型，进行孤立点检测、识别及处理；
基于相邻两个纱线边界模型的间距，判定罗拉上是否有绕丝发生；
当判断出罗拉上有绕丝发生时，发出警报并显示绕丝位置。
2.根据权利要求1所述的玻纤的短切纱罗拉绕丝检测方法，其特征在于，所述调整光源的打光方式具体为：
通过正向平行的背光和45度方向斜射光照射罗拉辊，其罗拉辊上呈45°缠绕的纬纱线将光线反射进入相机内部，从而使相机拍摄的罗拉背景呈淡白色，纱线呈亮白色。
3.根据权利要求1所述的玻纤的短切纱罗拉绕丝检测方法，其特征在于，对采集到的图像数据基于阈值的图像二值化方式消除背景，使图像数据中的罗拉背景变成黑色，具体为：
若f(x,y)≥a，则f(x,y)=255，若f(x,y)＜a，则f(x,y)=0；
其中，f(x,y)为所述图像数据中对应的像素点位置的集合，且a为指定阈值，记为常数。
4.根据权利要求1所述的玻纤的短切纱罗拉绕丝检测方法，其特征在于，对图像数据中亮白色孤立点的检测、识别及处理具体包括以下步骤：
遍历图像中的每一行与每一列的亮白色像素点；
选定亮白色点是否包含于基于纱线边界模型创建的集合A内，从而判定该亮白色点是否为孤立点；
最后将检测识别到的所有亮白色孤立点去除。
5.根据权利要求4所述的玻纤的短切纱罗拉绕丝检测方法，其特征在于，所述集合A为所述纱线边界模型内亮白色像素点所构成的集合。
6.根据权利要求4所述的玻纤的短切纱罗拉绕丝检测方法，其特征在于，所述纱线边界模型的建立过程如下：
自左往右依次遍历图像中第一行和最后一行的所有亮白色像素点，设选定的亮白色点为目标像素点f(x,y)，若f(x+1,y)= f(x+2,y)=255或f(x-1,y)= f(x-2,y)=255，则该目标像素点为尾边界点；
将第一行的第n个尾边界点与最后一行的第n个尾边界点连接形成初始边界线；
依据纬纱线宽度及相邻纬纱线间距对初始边界线进行校正，得到最终的目标边界线；
基于目标边界线构建出纱线边界模型。
7.根据权利要求6所述的玻纤的短切纱罗拉绕丝检测方法，其特征在于，所述纬纱线宽度为4个像素，所述相邻纬纱线间距为3个像素。
8.根据权利要求7所述的玻纤的短切纱罗拉绕丝检测方法，其特征在于，所述罗拉绕丝判定包括以下步骤：
由左至右遍历目标边界线的所有亮白色点，选取一个目标边界线上的一个亮白色点f(x,y)，再选取与f(x,y) 同一行相邻的另一个目标边界线上的亮白色点f(k,y)；
其中f(x,y)和f(k,y)为同一行相邻的两个亮白色点，若|k-x|<3时，则判定罗拉上有绕丝发生，否则正常。
9.根据权利要求1所述的玻纤的短切纱罗拉绕丝检测方法，其特征在于，罗拉绕丝信号通过modbus协议与PLC通讯，提示操作人员有绕丝发生，并在显示单元上显示绕丝位置。
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