CN114113082A - 一种基于机器视觉的生丝电子检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及生丝检测技术领域，具体揭示了一种基于机器视觉的生丝电子检测方法，将需要检测的检测生丝通过牵引装置进行输送，并依次经过图像采集系统、糙毛成像系统以及湿度检测系统；通过将不同方位所拍摄的图像照片传输到上位计算机中，通过上位计算机内置的软件平台来实现对检测生丝数据检测，通过设计的糙毛成像系统，能够将检测生丝以及标准生丝的所形成的光影映射在成像面板上，并能够通过工业相机来拍摄映射在成像面板上两条光影并传输到上位计算机中，通过对检测生丝形成的光影与标准生丝形成的光影进行对比，从而能够更好的来比对检测生丝上的糙毛是否大于标准生丝上的糙毛。
Description
技术领域
本发明涉及生丝检测技术领域，具体涉及一种基于机器视觉的生丝电子检测方法。
背景技术
由于生丝的特殊性，生丝在生产过程中，需要对生丝进行抽样检测，通过对生丝的外观检测从而来判定该批次的生丝是否符合生产标准，但是现有的检测方式多为人工用肉眼观看的方式进行，这种方式费时费力且容易出现视觉疲劳导致检测效果降低。而随着机器视觉、模式识别、图像分析技术的迅速发展，工业自动化检测正在逐步的代替人工检测，但是现有通过机器视觉来检测生丝的质量这一技术还不够成熟，检测流程较为简单且单一，难以准确的得到检测所需要的多项数据。正因如此，我们提供了一种基于机器视觉的生丝电子检测方法。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种基于机器视觉的生丝电子检测方法，该设计方案具备检测方式多样且检测结果准确的优点，解决了现有技术对生丝检测的方式较为简单且单一，并且检测结构不够准确的问题。
本发明的一种基于机器视觉的生丝电子检测方法，包括以下步骤，
步骤1，将需要检测的检测生丝通过牵引装置进行输送，并依次经过图像采集系统、糙毛成像系统以及湿度检测系统；
步骤2，检测生丝经过图像采集系统，图像采集系统中的图像传感器拍摄路过的检测生丝图像，并将图像传输至图像采集卡中，同时图像采集卡将数据采集到上位计算机中，以数据文件的形式保存在上位计算机的系统中，并通过上位计算机对检测生丝的外观进行检测；
步骤3，检测生丝进入糙毛成像系统中，且检测生丝与设置在糙毛成像系统中的标准生丝处于平行输送状态；
步骤3-1，启动糙毛成像系统中的工业相机，工业相机拍摄成像于成像面板上的糙影，工业相机将影像信息传输到图像采集卡中并通过图像采集卡将影像信息传输到上位计算机的系统中；
步骤4，检测生丝进入湿度检测系统中，湿度检测系统中的湿度监测装置实时监测湿度检测系统内部且经过检测生丝时的湿度；
步骤4-1，湿度超过临界值时，通过报警装置发出警报；
步骤5，检测生丝通过收卷装置的自转进行收卷。
作为本发明的进一步改进，在步骤2中，所述图像采集系统由第一图像传感器、第二图像传感器、第三图像传感器、图像采集卡、上位计算机、以及三个提供照明作用的第二光源组成，且第一图像传感器、第二图像传感器和第三图像传感器的拍摄视角呈三角状设置在检测生丝的外侧；三个第二光源同样呈三角状设置在检测生丝的外侧，并且三个第二光源分别对应第一图像传感器、第二图像传感器和第三图像传感器；通过在第一图像传感器、第二图像传感器和第三图像传感器的对面分别设置一个第二光源。
通过上述技术方案设计，采用背光的照明方式，让均匀视场的光从检测生丝背面射过来通过对应的CCD传感器接受并转换为图像信号，可以清晰地看到检测生丝的轮廓。
作为本发明的进一步改进，所述上位计算机内置有用于打开图像采集系统所采集图像的软件平台和用于打开糙毛成像系统所采集图像的图像查看软件。
通过上述技术方案设计，软件平台能够处理图像采集系统所传输的图像，图像查看软件能够方便对糙毛成像系统所传输的图像进行查看对比。
作为本发明的进一步改进，所述第一图像传感器、第二图像传感器和第三图像传感器上均设置有图像可放大倍率的远心镜头，并且远心镜头的捕捉视角正对于检测生丝。
通过上述技术方案设计，能够有利于远心镜头更好的捕捉检测生丝。
作为本发明的进一步改进，在步骤3中，所述糙毛成像系统由成像面板、标准生丝、两个第一光源和工业相机组成，标准生丝呈直线状态设置在成像面板的正面，并且在检测生丝经过糙毛成像系统时，标准生丝始终与检测生丝的位置对应且处于平行状态。
通过上述技术方案设计，能够保证标准生丝与检测生丝的成像条件基本相同，能够有利于工业相机捕捉映射在成像面板上的影像。
作为本发明的进一步改进，两个所述第一光源的发光视角分别对应标准生丝和检测生丝，并且工业相机的拍摄视角处于标准生丝和检测生丝之间。
通过上述技术方案设计，能够通过一个工业相机来同时捕捉标准生丝和检测生丝的成像。
作为本发明的进一步改进，在步骤4中，所述湿度检测系统由可供检测生丝穿过的检测箱以及设置在检测箱上的报警装置组成，检测箱的内部设置有加热装置和湿度监测装置，加热装置对路过的检测生丝进行加热烘干，湿度监测装置对检测箱内部的湿度进行监测。
作为本发明的进一步改进，所述检测生丝的由图像采集系统到达收卷装置的输送速度为2-3m/min。
通过上述技术方案设计，能够保证图像采集系统与糙毛成像系统更好的拍摄照片。
作为本发明的进一步改进，所述图像采集系统与所述糙毛成像系统均至少拍摄三组以上的图像照片。
通过上述技术方案设计，能够保证数据的准确性，方便数据间的对比。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、本发明通过设计的多个图像传感器以及多个第二光源，从而使多个图像传感器能够从多个不同的角度拍摄经过的检测生丝，并将不同方位所拍摄的图像照片传输到上位计算机中，通过上位计算机内置的软件平台来实现对检测生丝数据检测。
2、本发明通过设计的糙毛成像系统，能够将检测生丝以及标准生丝的所形成的光影映射在成像面板上，并能够通过工业相机来拍摄映射在成像面板上两条光影并传输到上位计算机中，通过对检测生丝形成的光影与标准生丝形成的光影进行对比，从而能够更好的来比对检测生丝上的糙毛是否大于标准生丝上的糙毛，最终更加方便了工作人员判断该检测生丝是否符合生产标准。
3、本发明还通过在机器视觉检测生丝的路径上增设的湿度检测系统，从而能够对检测生丝内所含的水分的比重来判断该检测生丝是否在规定所含水分的范围之内，最终能够更有利于整个检测过程来判定一条检测生丝是否符合生产标准。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本发明检测方法的流程示意图；
图2为本发明图像采集系统的示意图；
图3为本发明糙毛成像系统的示意图。
具体实施方式
以下将以图式揭露本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明的部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单的示意的方式绘示之。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本发明，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
请参阅图1-3，本发明的一种基于机器视觉的生丝电子检测方法，包括以下步骤，
步骤1，将需要检测的检测生丝通过牵引装置进行输送，并依次经过图像采集系统、糙毛成像系统以及湿度检测系统；
步骤2，检测生丝经过图像采集系统，图像采集系统中的图像传感器拍摄路过的检测生丝图像，并将图像传输至图像采集卡中，同时图像采集卡将数据采集到上位计算机中，以数据文件的形式保存在上位计算机的系统中，并通过上位计算机对检测生丝的外观进行检测；
步骤3，检测生丝进入糙毛成像系统中，且检测生丝与设置在糙毛成像系统中的标准生丝处于平行输送状态；
步骤3-1，启动糙毛成像系统中的工业相机，工业相机拍摄成像于成像面板上的糙影，工业相机将影像信息传输到图像采集卡中并通过图像采集卡将影像信息传输到上位计算机的系统中；
步骤4，检测生丝进入湿度检测系统中，湿度检测系统中的湿度监测装置实时监测湿度检测系统内部且经过检测生丝时的湿度；
步骤4-1，湿度超过临界值时，通过报警装置发出警报；
步骤5，检测生丝通过收卷装置的自转进行收卷。
在步骤2中，图像采集系统由第一图像传感器、第二图像传感器、第三图像传感器、图像采集卡、上位计算机、以及三个提供照明作用的第二光源组成，且第一图像传感器、第二图像传感器和第三图像传感器的拍摄视角呈三角状设置在检测生丝的外侧，第一图像传感器、第二图像传感器和第三图像传感器为CCD图像传感器或CMOS图像传感器；三个第二光源同样呈三角状设置在检测生丝的外侧，并且三个第二光源分别对应第一图像传感器、第二图像传感器和第三图像传感器；通过在第一图像传感器、第二图像传感器和第三图像传感器的对面分别设置一个第二光源，采用背光的照明方式，让均匀视场的光从检测生丝背面射过来通过对应的CCD传感器接受并转换为图像信号，可以清晰地看到检测生丝的轮廓。
上位计算机内置有用于打开图像采集系统所采集图像的软件平台和用于打开糙毛成像系统所采集图像的图像查看软件；软件平台能够处理图像采集系统所传输的图像，图像查看软件能够方便对糙毛成像系统所传输的图像进行查看对比。
第一图像传感器、第二图像传感器和第三图像传感器上均设置有图像可放大倍率的远心镜头，并且远心镜头的捕捉视角正对于检测生丝；该设计能够有利于远心镜头更好的捕捉检测生丝。
在步骤3中，糙毛成像系统由成像面板、标准生丝、两个第一光源和工业相机组成，标准生丝呈直线状态设置在成像面板的正面，并且在检测生丝经过糙毛成像系统时，标准生丝始终与检测生丝的位置对应且处于平行状态；能够保证标准生丝与检测生丝的成像条件基本相同，能够有利于工业相机捕捉映射在成像面板上的影像。
两个第一光源的发光视角分别对应标准生丝和检测生丝，并且工业相机的拍摄视角处于标准生丝和检测生丝之间，能够通过一个工业相机来同时捕捉标准生丝和检测生丝的成像。
在步骤4中，湿度检测系统由可供检测生丝穿过的检测箱以及设置在检测箱上的报警装置组成，检测箱的内部设置有加热装置和湿度监测装置，加热装置对路过的检测生丝进行加热烘干，湿度监测装置对检测箱内部的湿度进行监测。
检测生丝的由图像采集系统到达收卷装置的输送速度为2-3m/min；能够保证图像采集系统与糙毛成像系统更好的拍摄照片。
图像采集系统与糙毛成像系统均至少拍摄三组以上的图像照片；能够保证数据的准确性，方便数据间的对比。
需要说明的是，本检测方法采用的软件平台是Halcon软件进行图像的抓取、保存和处理的工作。Halcon是由德国MVtec公司开发的一套完善的机器视觉算法包，拥有应用广泛的机器视觉集成开发环境。它缩短了软件开发周期，节约了产品成品，其灵活的构建便于机器视觉和图像分析应用的快速开发。此外还能输出C、C++、VB、C#等程序代码，套在程序中，十分方便地进行机器视觉的二次开发。
图像传感器由一行光线敏感的光电探测器组成，光在光电探测器中转换为电荷并放大后，转换为模拟或数字信号输出。
图像采集卡又称为图像卡，它将相机的图像视频信号，以帧为单位，送到计算机的内存和VGA帧存，供计算机处理、存储、显示和传输等使用。
在机器视觉检测过程中光源是十分重要的，光源的设计涉及到五个重要因素：方向、光谱、偏振性、强度、均匀性。光源的种类很多，按发光器本身可以分为：卤素灯、荧光灯、LED灯等等。目前运用最多的是LED光源，LED光源的优点是发光效率高、响应速度快、功耗低、发热小等等。
生丝在运动过程中始终不可避免的会产生抖动，其中沿着光轴方向的抖动(物距的变化)会极大的影响测量精度。该检测方法采用了物方远心镜头来克服物距的变化对测量的影响。
以上所述仅为本发明的实施方式而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理的内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的权利要求范围之内。
Claims (10)
1.一种基于机器视觉的生丝电子检测方法，其特征在于：包括以下步骤，
步骤1，通过牵引装置对检测生丝进行输送，并依次经过图像采集系统、糙毛成像系统以及湿度检测系统；
步骤2，检测生丝经过图像采集系统，图像采集系统拍摄路过的检测生丝图像，并将图像传输至图像采集卡中；
步骤3，检测生丝进入糙毛成像系统中，且检测生丝与设置在糙毛成像系统中的标准生丝处于平行输送状态；
步骤3-1，启动糙毛成像系统中的工业相机，工业相机拍摄成像于成像面板上的糙影并传输到上位计算机中；
步骤4，检测生丝进入湿度检测系统中，湿度检测系统中的湿度监测装置实时监测湿度检测系统内部且经过检测生丝时的湿度；
步骤5，检测生丝通过收卷装置的自转进行收卷。
2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的生丝电子检测方法，其特征在于：在步骤2中，
所述图像采集系统由第一图像传感器、第二图像传感器、第三图像传感器、图像采集卡、上位计算机、以及三个提供照明作用的第二光源组成，且第一图像传感器、第二图像传感器和第三图像传感器的拍摄视角呈三角状设置在检测生丝的外侧；
三个第二光源同样呈三角状设置在检测生丝的外侧，并且三个第二光源分别对应第一图像传感器、第二图像传感器和第三图像传感器。
3.根据权利要求2所述的一种基于机器视觉的生丝电子检测方法，其特征在于：在步骤2中，
图像采集卡将数据采集到上位计算机中，以数据文件的形式保存在上位计算机的系统中，并通过上位计算机对检测生丝的外观进行检测；
所述上位计算机内置有用于打开图像采集系统所采集图像的软件平台和用于打开糙毛成像系统所采集图像的图像查看软件。
4.根据权利要求2所述的一种基于机器视觉的生丝电子检测方法，其特征在于：所述第一图像传感器、第二图像传感器和第三图像传感器上均设置有图像可放大倍率的远心镜头，并且远心镜头的捕捉视角正对于检测生丝。
5.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的生丝电子检测方法，其特征在于：在步骤3中，
工业相机将影像信息传输到图像采集卡中并通过图像采集卡将影像信息传输到上位计算机的系统中；
所述糙毛成像系统由成像面板、标准生丝、两个第一光源和工业相机组成，标准生丝呈直线状态设置在成像面板的正面，并且在检测生丝经过糙毛成像系统时，标准生丝始终与检测生丝的位置对应且处于平行状态。
6.根据权利要求5所述的一种基于机器视觉的生丝电子检测方法，其特征在于：两个所述第一光源的发光视角分别对应标准生丝和检测生丝，并且工业相机的拍摄视角处于标准生丝和检测生丝之间。
7.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的生丝电子检测方法，其特征在于：在步骤4中，
所述湿度检测系统由可供检测生丝穿过的检测箱以及设置在检测箱上的报警装置组成，检测箱的内部设置有加热装置和湿度监测装置，加热装置对路过的检测生丝进行加热烘干，湿度监测装置对检测箱内部的湿度进行监测，湿度超过临界值时，通过报警装置发出警报。
8.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的生丝电子检测方法，其特征在于：所述检测生丝的由图像采集系统到达收卷装置的输送速度为2-3m/min。
9.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的生丝电子检测方法，其特征在于：所述图像采集系统与所述糙毛成像系统均至少拍摄三组以上的图像照片。
10.根据权利要求2所述的一种基于机器视觉的生丝电子检测方法，其特征在于：所述第一图像传感器、第二图像传感器和第三图像传感器为CCD图像传感器或CMOS图像传感器。
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