CN114777669A - 一种基于多相机系统的纱线三维检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于多相机系统的纱线三维检测装置，包括机架、走线机构、光源发射器、支撑盘、导轨、调节机构、图像采集设备和调速电机，所述机架上侧安装有顶板，所述顶板上表面由边缘向中心依次安装有固定杆和两个陶瓷眼安装件，所述顶板内中心处开设有走纱孔，所述光源发射器数量为两个，其中一个所述光源发射器设于所述顶板下端面中心处。本方案通过利用多个相机同时对运动或静止状态下的纱线进行多视角图像采集的方式，实现纱线外观的三维重建以及纱线条干的多方向检测和纱线毛羽的的三维空间测长，进而直观地反映单根毛羽的空间形态，准确测量毛羽的实际长度，进而方便高精度且全方位的监控纱线质量。

Description

一种基于多相机系统的纱线三维检测装置

技术领域

本发明涉及纱线检测技术领域，具体为一种基于多相机系统的纱线三维检测装置。

背景技术

纱线外观是人眼对纱线的直观视觉反映，其不仅影响纱线的强伸性能、光学性能、摩擦性能、可纺性，而且还影响织物外观质量、织物力学性能、织物手感、织物风格、染整工艺等。纱线条干和毛羽作为评价纱线外观质量最重要的两个参数指标，对其进行检测和分析是控制和改善纱线质量的必要条件。然而，现有电容法和光电法测量仪器采用大量数据统计指标表征纱线外观参数，检测结果与纱线实际外观并不相符，尤其毛羽检测无法精确到单根，不能直观反映毛羽的空间形态，更不足以准确测量毛羽的实际长度。因此，本发明提出一种能够对纱线进行三维检测的装置，利用多个相机同时对运动的纱线并配合光源的改变进行多视角图像采集，可实现纱线外观的三维重建以及纱线条干的多方向检测和纱线毛羽的的三维空间测长。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于多相机系统的纱线三维检测装置，解决了上述背景技术中提出的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于多相机系统的纱线三维检测装置，包括机架、走线机构、光源发射器、支撑盘、导轨、调节机构、图像采集设备和调速电机，所述机架上侧安装有顶板，所述顶板上表面由边缘向中心依次安装有固定杆和两个陶瓷眼安装件，所述顶板内中心处开设有走纱孔，所述光源发射器数量为两个，其中一个所述光源发射器设于所述顶板下端面中心处，所述机架内侧安装有位于所述顶板下侧的支撑台，所述支撑盘安装于所述支撑台内，所述导轨固定安装于所述支撑盘上端；

所述调节机构包括安装于所述导轨表面的若干移动台，所述移动台靠近所述导轨一侧转动连接有移动轮，所述移动台上侧均固定安装有移动轮，所述移动轮上侧固定安装有径向导轨，相邻两个所述移动台摆放位置之间夹角通过移动轮进行调整，所述径向导轨表面滑动连接有滑动台，所述滑动台上侧固定安装有调节固定台，所述调节固定台沿所述导轨径向方向两侧分别安装有固定块和辅助支撑板，所述调节固定台上侧安装有位于所述固定块以及所述辅助支撑板之间的调节滑动台，所述调节滑动台靠近所述固定块一侧端面固定安装有连接块，所述连接块与所述固定块之间设有千分旋钮，所述千分旋钮用于对调节滑动台位置进行调节，所述调节滑动台靠近所述辅助支撑板一侧端面固定安装有锁紧旋钮，所述图像采集设备固定安装于所述调节滑动台上侧，所述图像采集设备用于对纱线进行检测。

优选的，所述顶板上端面安装有两组升降轴，每组所述升降轴数量为两个，其中一组所述升降轴下端贯穿所述顶板且固定连接于所述光源发射器上端面两侧，另一组所述升降轴固定安装于所述支撑台下端，另一个所述光源发射器安装于下侧的所述升降轴之间，两个所述升降轴上侧均安装有直线轴承，上侧所述光源发射器光照方向沿纱线向下，下侧所述光源发射器光照方向沿纱线向上。

优选的，所述走线机构包括第一安装块、固定箱、第二安装块、导纱轮、调速电机、主动轮和夹线单元，所述第一安装块固定安装于所述顶板上端面，所述第一安装块位于靠近所述走纱孔一侧，所述固定箱固定安装于所述支撑台下侧，所述支撑台内侧开设有通孔，所述第二安装块固定安装于所述支撑台下方且位于靠近所述支撑台通孔一侧，所述固定箱内其中一侧固定安装有调速电机，所述调速电机动力输出端延伸至所述固定箱另一端，所述主动轮动力连接于所述调速电机动力输出端，所述夹线单元包括固定安装于所述固定箱表面的导滑轨，所述导滑轨位于靠近所述主动轮一侧，所述导滑轨表面滑动连接有夹持块，所述夹持块远离所述固定箱一侧端面转动链接有从动轮，所述从动轮与所述主动轮圆周面相抵，所述导纱轮数量若干且分别转动连接于所述第一安装块、所述固定箱以及所述第二安装块上。

优选的，所述导滑轨与所述夹持块之间设有复位弹簧。

优选的，位于所述固定箱上的所述导纱轮以及位于所述第二安装块上的所述导纱轮与所述支撑台之间的距离相同，所述第一安装块上安装的所述导纱轮位于所述走纱孔上方。

优选的，所述图像采集设备包括相机和镜头，两者配合获取的图像中纱线长度要低于10cm，所述图像采集设备的相机为面阵或线阵相机，其帧频最低为30fps或3000line/s，所述图像采集设备的镜头包括扩倍镜、定焦镜头或变焦镜头的单个或组合，所述导轨使任意数量的所述移动台在空间处于同一平面上。

优选的，所述图像采集设备内部设有数据传输接口，所述数据传输接口与外部的计算机电性连接。

(三)有益效果

本发明提供了一种基于多相机系统的纱线三维检测装置。具备以下有益效果：

1、本方案通过利用多个相机同时对运动或静止状态下的纱线进行多视角图像采集的方式，实现纱线外观的三维重建以及纱线条干的多方向检测和纱线毛羽的的三维空间测长，进而直观地反映单根毛羽的空间形态，准确测量毛羽的实际长度，进而方便高精度且全方位的监控纱线质量。

2、本方案通过使滑动台沿径向导轨滑动的方式辅助调节固定台带动图像采集设备进行初调，再通过千分旋钮与固定块之间螺纹的配合使用，完成对图像采集设备空间位置的精确调节，保证调节速度的同时兼顾调节精度，便于检测人员快速将图像采集设备定位至正确的检测位置。

附图说明

图1为本发明的主视结构示意图；

图2为本发明的爆炸结构示意图；

图3为本发明中顶板的俯视结构示意图；

图4为本发明中支撑台上部分结构的爆炸示意图；

图5为本发明中支撑台的侧视结构示意图；

图6为本发明中走线机构的部分结构示意图；

图7为纱线的结构示意图。

图中：11、机架；12、顶板；13、固定杆；14、陶瓷眼安装件；15、第一安装块；16、导纱轮；17、升降轴；18、直线轴承；19、走纱孔；20、光源发射器；21、支撑台；22、支撑盘；23、导轨；24、移动台；25、移动轮；27、径向导轨；28、滑动台；29、调节固定台；30、固定块；31、千分旋钮；32、调节滑动台；33、连接块；34、辅助支撑板；35、锁紧旋钮；36、图像采集设备；40、固定箱；41、第二安装块；42、调速电机；43、主动轮；44、从动轮；45、夹持滑块；46、导滑轨；50、万向轮。

具体实施方式

本发明实施例提供一种基于多相机系统的纱线三维检测装置，如图1-6所示，包括机架11、走线机构、光源发射器20、支撑盘22、导轨23、调节机构、图像采集设备36和调速电机42，机架11上侧安装有顶板12，如图3所示，顶板12上表面由边缘向中心依次安装有固定杆13和两个陶瓷眼安装件14，固定杆13用于放置缠绕有导电或非导电性的纱线的纱线筒，其中一个陶瓷眼安装件14用于安装陶瓷眼，另一个陶瓷眼安装件14用于安装陶瓷夹线器，顶板12内中心处开设有走纱孔19，光源发射器20数量为两个，其中一个光源发射器20设于顶板12下端面中心处，如图4所示，机架11内侧安装有位于顶板12下侧的支撑台21，支撑盘22安装于支撑台21内，导轨23固定安装于支撑盘22上端，导轨23为可前后和左右调整图像采集设备36位置的光滑轨道，调节机构包括安装于导轨23表面的若干移动台24，移动台24靠近导轨23一侧转动连接有移动轮25，导轨23用于确保移动台24位于同一空间平面上，移动台24通过移动轮25沿导轨23表面移动，进而进行位置调节，移动台24上侧均固定安装有移动轮25，移动轮25上侧固定安装有径向导轨27，径向导轨27表面滑动连接有滑动台28，滑动台28上侧固定安装有调节固定台29，调节固定台29沿导轨23径向方向两侧分别安装有固定块30和辅助支撑板34，调节固定台29上侧安装有位于固定块30以及辅助支撑板34之间的调节滑动台32，调节滑动台32靠近固定块30一侧端面固定安装有连接块33，连接块33与固定块30之间设有千分旋钮31，千分旋钮31用于对调节滑动台32位置进行调节，调节滑动台32靠近辅助支撑板34一侧端面固定安装有锁紧旋钮35，锁紧旋钮35用于对调节滑动台32位置进行固定，图像采集设备36固定安装于调节滑动台32上侧，图像采集设备36用于对纱线进行检测，机架11下端固定安装有四个万向轮50，万向轮50用于辅助机架11进行移动。

如图5所示，顶板12上端面安装有两组升降轴17，每组升降轴17数量为两个，其中一组升降轴17下端贯穿顶板12且固定连接于光源发射器20上端面两侧，另一组升降轴17固定安装于支撑台21下端，另一个光源发射器20安装于下侧的升降轴17之间，两个升降轴17上侧均安装有直线轴承18，升降轴17以及顶板12用于辅助进行光源的安装并调节光源的距离，上侧光源发射器20光照方向沿纱线向下，下侧光源发射器20光照方向沿纱线向上，两个光源发射器20为两个环形中间带孔高亮光源，两光源以垂直上下两侧的位置进行放置并安装，进而使纱线从光源发射器20中心孔处垂直穿过。

如图5-6所示，走线机构包括第一安装块15、固定箱40、第二安装块41、导纱轮16、调速电机42、主动轮43和夹线单元，第一安装块15固定安装于顶板12上端面，第一安装块15位于靠近走纱孔19一侧，固定箱40固定安装于支撑台21下侧，支撑台21内侧开设有通孔，第二安装块41固定安装于支撑台21下方且位于靠近支撑台21通孔一侧，固定箱40内其中一侧固定安装有调速电机42，调速电机42动力输出端延伸至固定箱40另一端，主动轮43动力连接于调速电机42动力输出端，夹线单元包括固定安装于固定箱40表面的导滑轨46，导滑轨46位于靠近主动轮43一侧，导滑轨46表面滑动连接有夹持滑块45，夹持滑块45远离固定箱40一侧端面转动链接有从动轮44，从动轮44与主动轮43圆周面相抵，导纱轮16数量若干且分别转动连接于第一安装块15、固定箱40以及第二安装块41上。

导滑轨46与夹持滑块45之间设有复位弹簧。

位于固定箱40上的导纱轮16以及位于第二安装块41上的导纱轮16与支撑台21之间的距离相同，第一安装块15上安装的导纱轮16位于走纱孔19上方。

图像采集设备36包括相机和镜头,两者配合获取的图像中纱线长度要低于10cm，图像采集设备36的相机为面阵或线阵相机，其帧频最低为30fps或3000line/s，图像采集设备36的镜头包括扩倍镜、定焦镜头或变焦镜头的单个或组合，导轨23使任意数量的移动台24在空间处于同一平面上。

图像采集设备36内部设有数据传输接口，数据传输接口与外部的计算机电性连接，数据传输接口用于将图像采集设备36同时拍摄到的多角度纱线图像快速传至计算机中，并在图像处理软件中完成多角度纱线动态放大图像的读取与处理以及纱线外观的三维重建等，实现纱线条干的多方向检测和纱线毛羽的的三维空间测长。

如图7所示，纱线通过相机拍摄的多角度展示。

检测人员将纱线筒放于固定杆13上并完成对纱线的引导，此时，纱线依次经过过第一安装块15上导纱轮16的外表面、走纱孔19、上侧光源发射器20的中心孔、若干图像采集设备36的中心位置、支撑台21的中心孔、第二安装块41上导纱轮16的外表面、固定箱40上导纱轮16的外表面以及主动轮43与从动轮44外表面相抵处，此时，检测人员安装任意数量的移动轮25、移动台24、滑动台28以及调节固定台29，并将对应数量的图像采集设备36安装于调节固定台29上侧，此时，检测人员将上下两个光源发射器20开关打开，进而使两个光源发射器20进行照明，此时检测人员即可通过控制图像采集设备36对停滞或运动状态中的纱线进行拍照，图像采集设备36对图像采集后形成的数据通过数据传输接口传出至检测人员所使用的显示屏上，当检测人员对停滞中的纱线的其中一段完成检测后，检测人员启动调速电机42，调速电机42通过带动主动轮43转动，进而带动从动轮44转动，并控制纱线进行走线，当未检测的纱线将位于光照中心的已检测纱线替换后，停止调速电机42，此时检测人员再次进行检测即可。

当检测人员需要调节图像采集设备36与纱线之间的距离时，检测人员手动控制滑动台28沿径向导轨27进行滑动，此时滑动台28同步带动调节固定台29以及图像采集设备36进行移动，当检测人员需要对图像采集设备36与纱线之间的距离进行微调时，检测人员一手手持锁紧旋钮35，另一只手手动旋转千分旋钮31，使千分旋钮31通过螺纹推动连接块33进行移动，进而通过连接块33带动调节滑动台32进行移动，当微调完成后，放开锁紧旋钮35即可使图像采集设备36重新处于固定状态。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种基于多相机系统的纱线三维检测装置，其特征在于：包括机架(11)、走线机构、光源发射器(20)、支撑盘(22)、导轨(23)、调节机构、图像采集设备(36)和调速电机(42)，所述机架(11)上侧安装有顶板(12)，所述顶板(12)上表面由边缘向中心依次安装有固定杆(13)和两个陶瓷眼安装件(14)，所述顶板(12)内中心处开设有走纱孔(19)，所述光源发射器(20)数量为两个，其中一个所述光源发射器(20)设于所述顶板(12)下端面中心处，所述机架(11)内侧安装有位于所述顶板(12)下侧的支撑台(21)，所述支撑盘(22)安装于所述支撑台(21)内，所述导轨(23)固定安装于所述支撑盘(22)上端；

所述调节机构包括安装于所述导轨(23)表面的若干移动台(24)，所述移动台(24)靠近所述导轨(23)一侧转动连接有移动轮(25)，所述移动台(24)上侧均固定安装有移动轮(25)，所述移动轮(25)上侧固定安装有径向导轨(27)，所述径向导轨(27)表面滑动连接有滑动台(28)，所述滑动台(28)上侧固定安装有调节固定台(29)，所述调节固定台(29)沿所述导轨(23)径向方向两侧分别安装有固定块(30)和辅助支撑板(34)，所述调节固定台(29)上侧安装有位于所述固定块(30)以及所述辅助支撑板(34)之间的调节滑动台(32)，所述调节滑动台(32)靠近所述固定块(30)一侧端面固定安装有连接块(33)，所述连接块(33)与所述固定块(30)之间设有千分旋钮(31)，所述千分旋钮(31)用于对调节滑动台(32)位置进行调节，所述调节滑动台(32)靠近所述辅助支撑板(34)一侧端面固定安装有锁紧旋钮(35)，所述图像采集设备(36)固定安装于所述调节滑动台(32)上侧，所述图像采集设备36)包括相机和镜头，用于对纱线图像进行采集。

2.根据权利要求1所述的一种基于多相机系统的纱线三维检测装置，其特征在于：所述顶板(12)上端面安装有两组升降轴(17)，每组所述升降轴(17)数量为两个，其中一组所述升降轴(17)下端贯穿所述顶板(12)且固定连接于所述光源发射器(20)上端面两侧，另一组所述升降轴(17)固定安装于所述支撑台(21)下端，另一个所述光源发射器(20)安装于下侧的所述升降轴(17)之间，两个所述升降轴(17)上侧均安装有直线轴承(18)，上侧所述光源发射器(20)光照方向沿纱线向下，下侧所述光源发射器(20)光照方向沿纱线向上。

3.根据权利要求1所述的一种基于多相机系统的纱线三维检测装置，其特征在于：所述走线机构包括第一安装块(15)、固定箱(40)、第二安装块(41)、导纱轮(16)、调速电机(42)、主动轮(43)和夹线单元，所述第一安装块(15)固定安装于所述顶板(12)上端面，所述第一安装块(15)位于靠近所述走纱孔(19)一侧，所述固定箱(40)固定安装于所述支撑台(21)下侧，所述支撑台(21)内侧开设有通孔，所述第二安装块(41)固定安装于所述支撑台(21)下方且位于靠近所述支撑台(21)通孔一侧，所述固定箱(40)内其中一侧固定安装有调速电机(42)，所述调速电机(42)动力输出端延伸至所述固定箱(40)另一端，所述主动轮(43)动力连接于所述调速电机(42)动力输出端，所述夹线单元包括固定安装于所述固定箱(40)表面的导滑轨(46)，所述导滑轨(46)位于靠近所述主动轮(43)一侧，所述导滑轨(46)表面滑动连接有夹持块(45)，所述夹持块(45)远离所述固定箱(40)一侧端面转动链接有从动轮(44)，所述从动轮(44)与所述主动轮(43)圆周面相抵，所述导纱轮(16)数量若干且分别转动连接于所述第一安装块(15)、所述固定箱(40)以及所述第二安装块(41)上。

4.根据权利要求3所述的一种基于多相机系统的纱线三维检测装置，其特征在于：所述导滑轨(46)与所述夹持块(45)之间设有复位弹簧。

5.根据权利要求3所述的一种基于多相机系统的纱线三维检测装置，其特征在于：位于所述固定箱(40)上的所述导纱轮(16)以及位于所述第二安装块(41)上的所述导纱轮(16)与所述支撑台(21)之间的距离相同，所述第一安装块(15)上安装的所述导纱轮(16)位于所述走纱孔(19)上方。

6.根据权利要求1所述的一种基于多相机系统的纱线三维检测装置，其特征在于：所述图像采集设备(36)包括相机和镜头，两者配合获取的图像中纱线长度要低于10cm，所述图像采集设备(36)的相机为面阵或线阵相机，其帧频最低为30fps或3000line/s，所述图像采集设备(36)的镜头包括扩倍镜、定焦镜头或变焦镜头的单个或组合，所述导轨(23)使任意数量的所述移动台(24)在空间处于同一平面上。

7.根据权利要求6所述的一种基于多相机系统的纱线三维检测装置，其特征在于：所述图像采集设备(36)内部设有数据传输接口，所述数据传输接口与外部的计算机电性连接。

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