CN114565589A - 一种碳纤维经纱少丝缠丝的检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及碳纤维布面生产检测技术领域，公开了一种碳纤维经纱少丝缠丝的检测方法及装置，在该方法中，首先利用相机获取碳纤维经纱图像，并从碳纤维经纱图像中，获取碳纤维经纱所在列，然后通过判断目标相邻列之间的间距是否大于预设的单根经纱宽度阈值，判断碳纤维经纱是否存在少丝，通过判断目标缠丝列的像素宽度是否大于预设的缠丝宽度阈值，判断碳纤维经纱是否存在缠丝。本申请所提供的方案可以有效的检测出碳纤维经纱是否存在少丝或缠丝的现象。

Description

一种碳纤维经纱少丝缠丝的检测方法及装置

技术领域

本申请涉及碳纤维布面生产检测技术领域，尤其涉及一种碳纤维经纱少丝缠丝的检测方法及装置。

背景技术

碳纤维是一种纤维状碳材料。它是一种强度比钢的大、密度比铝的小、比不锈钢还耐腐蚀、比耐热钢还耐高温、又能像铜那样导电，具有许多宝贵的电学、热学和力学性能的新型材料。

在碳纤维生产过程中，会出现经纱少丝缠丝的情况，这样会导致织出来的布面质量不达标，因此亟需一种可以有效检测碳纤维中经纱少丝缠丝的方法。

发明内容

本申请公开了一种碳纤维经纱少丝缠丝的检测方法及装置，用于解决现有技术中缺乏一种可以有效检测碳纤维中经纱少丝缠丝方法的技术问题。

本申请第一方面公开了一种碳纤维经纱少丝缠丝的检测方法，包括：

利用相机获取碳纤维经纱图像；

从所述碳纤维经纱图像中，获取碳纤维经纱所在列；

根据所述碳纤维经纱所在列，判断目标相邻列之间的间距是否大于预设的单根经纱宽度阈值，若是，则判断所述目标相邻列之间的间距是否大于预设的少丝宽度阈值，若是，则所述碳纤维经纱存在少丝，其中，所述目标相邻列是指所述碳纤维经纱所在列中，相邻的两列；

根据所述碳纤维经纱所在列，确定目标缠丝列的像素宽度，并判断所述目标缠丝列的像素宽度是否大于预设的缠丝宽度阈值，若是，则所述碳纤维经纱存在缠丝，其中，所述目标缠丝列是指所述碳纤维经纱所在列中，单根经纱所在的任意一列。

可选的，所述相机设置有6个，每个相机垂直于碳纤维经纱表面并间隔50cm设置，所述相机通过碳纤维经纱的传送长度触发相机获取碳纤维经纱图像。

可选的，所述相机的帧率为30FPS。

可选的，在所述利用相机获取碳纤维经纱图像之前，还包括：

在碳纤维经纱后面设置一块白色背光板。

可选的，所述单根经纱宽度阈值为10。

可选的，所述少丝宽度阈值为20。

可选的，所述根据所述碳纤维经纱所在列，确定目标缠丝列的像素宽度，包括：

根据所述碳纤维经纱所在列，确定目标缠丝列的最左像素列和最右像素列；

确定目标缠丝列的像素宽度，其中目标缠丝列的像素宽度为所述最左像素列和所述最右像素列的差值。

可选的，所述缠丝宽度阈值为15。

可选的，所述判断所述目标缠丝列的像素宽度是否大于预设的缠丝宽度阈值，若是，则所述碳纤维经纱存在缠丝，包括；

判断所述目标缠丝列的像素宽度是否大于预设的缠丝宽度阈值，若是，则进一步判断所述目标缠丝列的是否存在飞丝，若否，则所述碳纤维经纱存在缠丝。

本申请第二方面公开了一种碳纤维经纱少丝缠丝的检测装置，所述碳纤维经纱少丝缠丝的检测装置应用于本申请第一方面公开的碳纤维经纱少丝缠丝的检测方法，所述碳纤维经纱少丝缠丝的检测装置包括：

图像获取模块，用于利用相机获取碳纤维经纱图像；

列获取模块，用于从所述碳纤维经纱图像中，获取碳纤维经纱所在列；

少丝判断模块，用于根据所述碳纤维经纱所在列，判断目标相邻列之间的间距是否大于预设的单根经纱宽度阈值，若是，则判断所述目标相邻列之间的间距是否大于预设的少丝宽度阈值，若是，则所述碳纤维经纱存在少丝，其中，所述目标相邻列是指所述碳纤维经纱所在列中，相邻的两列；

缠丝判断模块，用于根据所述碳纤维经纱所在列，确定目标缠丝列的像素宽度，并判断所述目标缠丝列的像素宽度是否大于预设的缠丝宽度阈值，若是，则所述碳纤维经纱存在缠丝，其中，所述目标缠丝列是指所述碳纤维经纱所在列中，单根经纱所在的任意一列。

可选的，所述相机设置有6个，每个相机垂直于碳纤维经纱表面并间隔50cm设置，所述相机通过碳纤维经纱的传送长度触发相机获取碳纤维经纱图像。

可选的，所述相机的帧率为30FPS。

可选的，所述图像获取模块在所述利用相机获取碳纤维经纱图像之前，还用于：在碳纤维经纱后面设置一块白色背光板。

可选的，所述单根经纱宽度阈值为10。

可选的，所述少丝宽度阈值为20。

可选的，所述缠丝判断模块包括：

左右像素列确定单元，用于根据所述碳纤维经纱所在列，确定目标缠丝列的最左像素列和最右像素列；

像素宽度确定单元，用于确定目标缠丝列的像素宽度，其中目标缠丝列的像素宽度为所述最左像素列和所述最右像素列的差值。

可选的，所述缠丝宽度阈值为15。

可选的，所述缠丝判断模块用于；判断所述目标缠丝列的像素宽度是否大于预设的缠丝宽度阈值，若是，则进一步判断所述目标缠丝列的是否存在飞丝，若否，则所述碳纤维经纱存在缠丝。

本申请涉及碳纤维布面生产检测技术领域，公开了一种碳纤维经纱少丝缠丝的检测方法及装置，在该方法中，首先利用相机获取碳纤维经纱图像，并从碳纤维经纱图像中，获取碳纤维经纱所在列，然后通过判断目标相邻列之间的间距是否大于预设的单根经纱宽度阈值，判断碳纤维经纱是否存在少丝，通过判断目标缠丝列的像素宽度是否大于预设的缠丝宽度阈值，判断碳纤维经纱是否存在缠丝。本申请所提供的方案可以有效的检测出碳纤维经纱是否存在少丝或缠丝的现象。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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为本申请实施例公开的一种碳纤维经纱少丝缠丝的检测方法的工作流程示意图；

图2为本申请实施例公开的一种碳纤维经纱少丝缠丝的检测装置的结构示意图。

具体实施方式

为了解决现有技术中缺乏一种可以有效检测碳纤维中经纱少丝缠丝方法的技术问题，本申请通过以下实施例公开了一种碳纤维经纱少丝缠丝的检测方法及装置。

本申请第一实施例公开了一种碳纤维经纱少丝缠丝的检测方法，参见图1所示的工作流程示意图，所述碳纤维经纱少丝缠丝的检测方法包括：

步骤S1，利用相机获取碳纤维经纱图像。

进一步的，所述相机设置有6个，每个相机垂直于碳纤维经纱表面并间隔50cm设置，所述相机通过碳纤维经纱的传送长度触发相机获取碳纤维经纱图像。

进一步的，所述相机的帧率为30FPS。

具体来说，因为一幅经纱的宽度有2.5m，要检测出经纱少丝，缠丝必须要进行满幅检测，所以要设定6个相机，每个相机垂直于经纱的表面，并且距离50cm左右，使得每个相机拍摄的视野达到50cm左右，这样6个相机可以覆盖全部的2.5m，实现满幅检测。因为经纱传输的速度不是很快，所以只需要保证每个相机的帧率达到30FPS左右即可，因为碳纤维的经纱在传输的过程中是有一定的速度，并且每个相机的视野只有50cm，所以必须要保证每个相机能实时采集图像，这样才能保证每一时刻6个相机采集到的图像都是完整的图像，因此可以通过经纱的传送长度来触发相机进行采集图像，设当前相机所拍摄的图像的当前经纱米数为d1，当过了一定的时间相机所拍摄的图像的当前经纱米长为d2，如果d2-d1=10，则触发相机进行拍摄图像，这样通过米长数来进行相机图像的采集可以保证6个相机拍摄的图像是同一时刻的图像，前后不会有偏差。

进一步的，在所述利用相机获取碳纤维经纱图像之前，还包括：

在碳纤维经纱后面设置一块白色背光板。

具体来说，提高图像对比度便于软件检测，因为碳纤维的经纱是黑色的，所以在连续检测的时候会在经纱后面铺设一个白色背光板，这样可以最大化的增大背景和目标的对比度。

步骤S2，从所述碳纤维经纱图像中，获取碳纤维经纱所在列。

具体来说，设相机拍摄的一幅图像为f，无论对于经纱少丝的判断，还是对于经纱缠丝的判断都需要先提取出每个经纱的轮廓，这样才可以进行以下的判断。因为现在纱线是黑的背景是白的，所以提取经纱轮廓相当于检测出一幅图像中黑色的列数就行了，若f(x,y)<20，f(x-1,y)>180，f(x+1,y)>180，f(x,y+1)<20，那么说明x这一列为经纱所在的列。

步骤S3，根据所述碳纤维经纱所在列，判断目标相邻列之间的间距是否大于预设的单根经纱宽度阈值，若是，则判断所述目标相邻列之间的间距是否大于预设的少丝宽度阈值，若是，则所述碳纤维经纱存在少丝，其中，所述目标相邻列是指所述碳纤维经纱所在列中，相邻的两列。

进一步的，所述单根经纱宽度阈值为10。

进一步的，所述少丝宽度阈值为20。

具体来说，提取完碳纤维经纱所在列之后，用这个方法找出所有相邻经纱所在的列，设与x列相邻的经纱所在的列为y，k，再判断这两个相邻列之间的差距，设d=y-x，或d=k-x，必须保证d>10才能进行以下差距的判断，因为如果过小可能找出的经纱是单根经纱所在的列，因为单根经纱所在的列占了大概7到8个像素宽。若d>10说明两个经纱所在的列是不同的列，再进行以下间距判断：若d>20，那么说明x列所在的经纱列存在少丝的情况，因为相邻的两条经纱轮廓之间的间距在15cm左右。

步骤S4，根据所述碳纤维经纱所在列，确定目标缠丝列的像素宽度，并判断所述目标缠丝列的像素宽度是否大于预设的缠丝宽度阈值，若是，则所述碳纤维经纱存在缠丝，其中，所述目标缠丝列是指所述碳纤维经纱所在列中，单根经纱所在的任意一列。

进一步的，所述根据所述碳纤维经纱所在列，确定目标缠丝列的像素宽度，包括：

根据所述碳纤维经纱所在列，确定目标缠丝列的最左像素列和最右像素列。

确定目标缠丝列的像素宽度，其中目标缠丝列的像素宽度为所述最左像素列和所述最右像素列的差值。

进一步的，所述缠丝宽度阈值为15。

具体来说，判断单根经纱所在的列的宽，如果太大说明经纱缠丝了，用以上的方法找出单根经纱所在的单个像素列，在用相同的方法找出这根经纱最左边和最右边的像素列，再把最左边和最右边像素列进行相减，算出像素宽即可，再根据像素宽度进行判断。最左边和最右边像素所在列的判断：最左边若f(x-m,y)<20，f(x-m-1,y)>180那么说明x-m这一列为单根经纱所在的最左边的列，最右边：若f(x+n,y)<20，f(x+n+1,y)>180，那么说明x+n+1这一列为单根经纱所在的最右边的列，像素宽度w=x+n-x+m=n+m，若w>15说明单根经纱已经缠丝，需要检测出。

在本申请的部分实施例中，所述判断所述目标缠丝列的像素宽度是否大于预设的缠丝宽度阈值，若是，则所述碳纤维经纱存在缠丝，包括。

判断所述目标缠丝列的像素宽度是否大于预设的缠丝宽度阈值，若是，则进一步判断所述目标缠丝列的是否存在飞丝，若否，则所述碳纤维经纱存在缠丝。

具体来说，有的时候单根经纱的细丝会出现飞丝情况会增加单根经纱的宽度，从而造成经纱缠丝的情况，这种情况一般是f(x,y)<20，f(x-1,y-1)>150，f(x+1,y+1)>150，那么(x,y)就不是经纱所在的列可以去除掉，这样可以去除经纱飞丝的影响。

本申请上述实施例公开的一种碳纤维经纱少丝缠丝的检测方法，首先利用相机获取碳纤维经纱图像，并从碳纤维经纱图像中，获取碳纤维经纱所在列，然后通过判断目标相邻列之间的间距是否大于预设的单根经纱宽度阈值，判断碳纤维经纱是否存在少丝，通过判断目标缠丝列的像素宽度是否大于预设的缠丝宽度阈值，判断碳纤维经纱是否存在缠丝。本申请所提供的方案可以有效的检测出碳纤维经纱是否存在少丝或缠丝的现象。

本实施例的检测原理是：相机安装在经纱前面或者后面大概离经纱50cm左右的位置处，先把经纱检测出来，少丝的判断：就是检测出每根碳纤维经纱相邻两个轮廓之间的距离。缠丝的判断：就是检测出单根碳纤维经纱的宽度，如果出现单根碳纤维经纱的宽度比一般碳纤维经纱的宽度要宽，那么说明就已经缠丝了。但是有的时候经纱上面会有一些细丝飘起来，会增加单根纱线的宽度，从而会造成经纱缠丝的误判断，所以在检测的时候必须要考虑飞丝情况，以此降低误报率。

应该理解的是，虽然图1的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图1中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

下述为本申请装置实施例，可以用于执行本申请方法实施例。对于本申请装置实施例中未披露的细节，请参照本申请方法实施例。

本申请第二实施例公开了一种碳纤维经纱少丝缠丝的检测装置，所述碳纤维经纱少丝缠丝的检测装置应用于本申请第一实施例公开的碳纤维经纱少丝缠丝的检测方法，参见图2所示的结构示意图，所述碳纤维经纱少丝缠丝的检测装置包括：

图像获取模块10，用于利用相机获取碳纤维经纱图像。

列获取模块20，用于从所述碳纤维经纱图像中，获取碳纤维经纱所在列。

少丝判断模块30，用于根据所述碳纤维经纱所在列，判断目标相邻列之间的间距是否大于预设的单根经纱宽度阈值，若是，则判断所述目标相邻列之间的间距是否大于预设的少丝宽度阈值，若是，则所述碳纤维经纱存在少丝，其中，所述目标相邻列是指所述碳纤维经纱所在列中，相邻的两列。

缠丝判断模块40，用于根据所述碳纤维经纱所在列，确定目标缠丝列的像素宽度，并判断所述目标缠丝列的像素宽度是否大于预设的缠丝宽度阈值，若是，则所述碳纤维经纱存在缠丝，其中，所述目标缠丝列是指所述碳纤维经纱所在列中，单根经纱所在的任意一列。

进一步的，所述相机设置有6个，每个相机垂直于碳纤维经纱表面并间隔50cm设置，所述相机通过碳纤维经纱的传送长度触发相机获取碳纤维经纱图像。

进一步的，所述相机的帧率为30FPS。

进一步的，所述图像获取模块在所述利用相机获取碳纤维经纱图像之前，还用于：在碳纤维经纱后面设置一块白色背光板。

进一步的，所述单根经纱宽度阈值为10。

进一步的，所述少丝宽度阈值为20。

进一步的，所述缠丝判断模块包括：

左右像素列确定单元，用于根据所述碳纤维经纱所在列，确定目标缠丝列的最左像素列和最右像素列。

像素宽度确定单元，用于确定目标缠丝列的像素宽度，其中目标缠丝列的像素宽度为所述最左像素列和所述最右像素列的差值。

进一步的，所述缠丝宽度阈值为15。

进一步的，所述缠丝判断模块用于。判断所述目标缠丝列的像素宽度是否大于预设的缠丝宽度阈值，若是，则进一步判断所述目标缠丝列的是否存在飞丝，若否，则所述碳纤维经纱存在缠丝。

以上结合具体实施方式和范例性实例对本申请进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本申请的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本申请精神和范围的情况下，可以对本申请技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本申请的范围内。本申请的保护范围以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种碳纤维经纱少丝缠丝的检测方法，其特征在于，包括：

利用相机获取碳纤维经纱图像；

从所述碳纤维经纱图像中，获取碳纤维经纱所在列；

根据所述碳纤维经纱所在列，判断目标相邻列之间的间距是否大于预设的单根经纱宽度阈值，若是，则判断所述目标相邻列之间的间距是否大于预设的少丝宽度阈值，若是，则所述碳纤维经纱存在少丝，其中，所述目标相邻列是指所述碳纤维经纱所在列中，相邻的两列；

根据所述碳纤维经纱所在列，确定目标缠丝列的像素宽度，并判断所述目标缠丝列的像素宽度是否大于预设的缠丝宽度阈值，若是，则所述碳纤维经纱存在缠丝，其中，所述目标缠丝列是指所述碳纤维经纱所在列中，单根经纱所在的任意一列。

2.根据权利要求1所述的碳纤维经纱少丝缠丝的检测方法，其特征在于，所述相机设置有6个，每个相机垂直于碳纤维经纱表面并间隔50cm设置，所述相机通过碳纤维经纱的传送长度触发相机获取碳纤维经纱图像。

3.根据权利要求1所述的碳纤维经纱少丝缠丝的检测方法，其特征在于，所述相机的帧率为30FPS。

4.根据权利要求1所述的碳纤维经纱少丝缠丝的检测方法，其特征在于，在所述利用相机获取碳纤维经纱图像之前，还包括：

在碳纤维经纱后面设置一块白色背光板。

5.根据权利要求1所述的碳纤维经纱少丝缠丝的检测方法，其特征在于，所述单根经纱宽度阈值为10。

6.根据权利要求5所述的碳纤维经纱少丝缠丝的检测方法，其特征在于，所述少丝宽度阈值为20。

7.根据权利要求1所述的碳纤维经纱少丝缠丝的检测方法，其特征在于，所述根据所述碳纤维经纱所在列，确定目标缠丝列的像素宽度，包括：

根据所述碳纤维经纱所在列，确定目标缠丝列的最左像素列和最右像素列；

确定目标缠丝列的像素宽度，其中目标缠丝列的像素宽度为所述最左像素列和所述最右像素列的差值。

8.根据权利要求1所述的碳纤维经纱少丝缠丝的检测方法，其特征在于，所述缠丝宽度阈值为15。

9.根据权利要求1所述的碳纤维经纱少丝缠丝的检测方法，其特征在于，所述判断所述目标缠丝列的像素宽度是否大于预设的缠丝宽度阈值，若是，则所述碳纤维经纱存在缠丝，包括；

判断所述目标缠丝列的像素宽度是否大于预设的缠丝宽度阈值，若是，则进一步判断所述目标缠丝列的是否存在飞丝，若否，则所述碳纤维经纱存在缠丝。

10.一种碳纤维经纱少丝缠丝的检测装置，其特征在于，所述碳纤维经纱少丝缠丝的检测装置应用于权利要求1-9任一项所述的碳纤维经纱少丝缠丝的检测方法，所述碳纤维经纱少丝缠丝的检测装置包括：

图像获取模块，用于利用相机获取碳纤维经纱图像；

列获取模块，用于从所述碳纤维经纱图像中，获取碳纤维经纱所在列；

少丝判断模块，用于根据所述碳纤维经纱所在列，判断目标相邻列之间的间距是否大于预设的单根经纱宽度阈值，若是，则判断所述目标相邻列之间的间距是否大于预设的少丝宽度阈值，若是，则所述碳纤维经纱存在少丝，其中，所述目标相邻列是指所述碳纤维经纱所在列中，相邻的两列；

缠丝判断模块，用于根据所述碳纤维经纱所在列，确定目标缠丝列的像素宽度，并判断所述目标缠丝列的像素宽度是否大于预设的缠丝宽度阈值，若是，则所述碳纤维经纱存在缠丝，其中，所述目标缠丝列是指所述碳纤维经纱所在列中，单根经纱所在的任意一列。

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