一種基于圖像技術的賽絡紡斷股檢測裝置及檢測算法
【技術領域】
[0001]本發明具體涉及一種基于圖像技術的賽絡紡斷股在線檢測裝置及檢測方法，屬于紡織技術領域。
【背景技術】
[0002]賽絡紡是在細紗機上喂入兩根保持一定間距的粗紗，經牽伸后，由前羅拉輸出這兩根單紗須條，并由于捻度的傳遞而使單紗須條上帶有少量的捻度，拼合后被進一步加捻成類似合股的紗線，卷繞在筒管上。賽絡紡的初始設計目的是用于毛紡上，特點是毛羽少，強力高，耐磨性好，達到毛紗能單紗織造的效果，以實現毛織物的輕薄化。近年來因改善毛羽問題，賽絡紡紗在純棉、再生纖維等領域的紡紗應用十分廣泛。
[0003]由于賽絡紡是由兩根有一定間距的須條喂入細紗牽伸區，分別牽伸后加捻成紗，兩股須條存在一股斷頭后另一股跑單紗的情況，并且在紡紗張力穩定的情況下不斷頭，造成錯支紗。所以，需要及時發現斷股的情況，并進行處理，以免影響生產效率和產品質量。
[0004]目前，國內外涉及賽絡紡單紗條斷紗檢測與指示裝置及方案主要有以下三種:第一種是監控粗紗條是否斷裂的裝置，利用電容式或電子式傳感器對導向槽中通過的兩根粗紗的連續狀況分別進行檢測，直接監控粗紗本身，但所需傳感器數量較多，占地面積大；第二種是監控紗線是否斷裂的裝置，通過遠紅外判斷監控紗線是否斷裂，但是只能檢測所有的粗紗條均斷裂的情況；第三種是單紗拉斷或打斷裝置，目的是當多根粗紗條中的一根或多根斷裂時，將細紗拉斷，從而停止紡紗。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于:針對上述現有技術存在的問題，提出一種基于圖像技術的賽絡紡斷股在線檢測裝置，該裝置通過在細紗機上底部固定設置圖像檢測裝置來實現線賽絡紡斷股的在線檢測，利用圖像處理技術測量賽絡紡Y字型匯聚點的字母Y的在線形狀的變化，判斷紗線是否出現了斷股現象，檢測方法簡單、直接，且準確率高，不受外界環境的影響，可以實現紗線斷股自動檢測與在線檢測，從而保障紗線的產品質量和生產效率。
[0006]本發明的另一個目的在于:提出一種基于圖像技術的賽絡紡斷股的檢測方法，該檢測方法通過在線獲取匯聚點Y字型紗線圖像，并利用Ostu自動閾值方法，將Y型圖像進行分割，轉化為二值圖像，提取圖片中的“Y”型特征，將特征送到神經網絡中訓練，訓練好的神經網絡對特征敏感。在紡紗階段，利用同樣的方式提取Y字型的特征，并送到神經網絡中進行識別，若出現不一致現象，則表明出現斷股現象。圖像處理專用單元會根據Y型形狀的變化實時判別股紗是否出現斷裂；
[0007]本發明技術方案如下:本發明一種基于圖像技術的賽絡紡斷股在線檢測裝置，其特征在于，包括至少一個檢測頭裝置；所述檢測頭裝置包括低成本CMOS相機裝置和LED光源裝置，主要通過檢測頭裝置對賽絡紡紗過程中Y字型匯聚點圖像進行采集與檢測。
[0008]進一步地，所述檢測頭裝置由相機和圖像處理專用單元，放大鏡頭以及LED光源組成。
[0009]進一步地，檢測頭裝置的底部固定在細紗機底端，檢測頭裝置固定在賽絡紡Y字型匯聚點的正前方，對匯聚點的Y字型圖像進行采集
[0010]進一步地，所述檢測頭裝置距離紡紗段l-50mm。
[0011]進一步地，所述相機為低成本CMOS相機，價格低廉，分辨率為640X480像素，幀頻為25fps ;所述圖像處理專用單元為集成塊裝置，用于將采集的圖像進行處理，用于將采集的圖像進行處理，提取紗線形狀特征，并對形狀進行分析和處理，監測出現異常狀況的紗線；所述放大鏡頭為1-6倍放大；所述LED光源固定在放大鏡頭的前端，為紗線圖像的獲取提供光照。
[0012]進一步地，所述賽絡紡斷股檢測控制包括參數設定裝置、數據異常報警指示燈、計算結果顯示模塊和圖像處理電路板；所述參數設定裝置、數據異常報警指示燈、計算結果顯示模塊分別與圖像處理專用單元電路板連接。
[0013]本發明一種基于圖像技術的賽絡紡斷股的在線檢測方法，包括如下步驟:
[0014]步驟一:啟動紗線輸出裝置后，啟動賽絡紡斷股檢測裝置，攝像頭裝置將賽絡紡Y字型匯聚點的空間變化信息發送到圖像處理專用單元；
[0015]步驟二:圖像處理專用單元進行分析處理，在紡紗最初階段，預先通過攝像頭采集賽絡紡匯聚點Y字型紗線外觀圖像，并采用Ostu自動閾值將圖像轉化為二值圖像，提取二值圖像中的“Y”型特征，將特征送到神經網絡中訓練，訓練好的神經網絡對特征敏感。在紡紗階段，利用同樣的方式提取紗線的特征，并送到利用Y字型訓練好的神經網絡中進行識另IJ，若輸出結果不一致則表明出現斷股現象。圖像處理專用單元根據紗線的形狀的變化實時在線判別紗線的情況，有利于實時監測賽絡紡紗過程中紗線的斷股現象，及時發現問題、解決問題，提高紡紗效率和成紗質量。
[0016]步驟三:圖像處理專用單元識別出Y字型圖像的變化后通過判斷結果顯示模塊顯示結果；
[0017]步驟四:圖像處理專用單元判斷紗線外形的變化裝置將預先采集并進行處理的圖像提取特征后送到神經網絡中訓練完成，并與紡紗階段提取的圖片特征進行比較，從而判別是否出現紗線形狀的變化，如果形狀發生變化通過數據異常報警指示燈指示。所述賽絡紡斷股檢測的算法為，在紡紗最初階段，預先通過攝像頭采集紗線外觀圖像，并通過設定灰度閾值，將具有灰度強度變化的圖像信號轉換為二值信號，提取圖片中紗線的“Y”型特征，將特征送到神經網絡中訓練，訓練好的神經網絡對特征敏感。在紡紗階段，利用同樣的方式提取紗線的特征，并送到神經網絡中進行識別，不一致則表明出現斷股現象。，同樣地，對于采集的圖片，通過處理并提取特征之后，送到神經網絡中進行識別判斷。
[0018]本發明一種基于圖像技術的賽絡紡斷股的在線檢測裝置，通過在賽絡紡紗過程中設置斷股檢測圖像裝置，并對賽絡紡紗過程中Y字型匯聚點圖像進行采集與檢測，從而實現賽絡紡斷股的在線檢測，本發明采用圖像檢測裝置，通過圖像分析技術，可以實現自動檢測與在線檢測，從而為自動化控制奠定基礎。
【附圖說明】
[0019]下面結合附圖對本發明作進一步的說明。
[0020]圖1為本發明在細紗機上安裝位置結構示意簡圖。
[0021]圖2為本發明圖像檢測頭裝置的結構示意圖。
[0022]圖3為本發明檢測算法流程圖。
[0023]圖中:1-粗紗2-后羅拉3-牽伸區4-后羅拉5-Y字型匯聚點6_檢測頭裝置
7-檢測頭裝置固定桿8-線圈9-管紗10-底座11-相機和圖像處理專用單兀12-放大鏡頭13-LED光源。
【主權項】
1.一種基于圖像技術的賽絡紡斷股在線檢測裝置，其特征在于:主要通過檢測頭裝置6對賽絡紡紗過程中Y字型匯聚點圖像進行采集與檢測。2.根據權利要求1所述的一種基于圖像技術的賽絡紡斷股在線檢測裝置，其特征在于:所述檢測頭裝置6由相機和圖像處理專用單元11，放大鏡頭12以及LED光源13組成。3.根據權利要求2所述的一種基于圖像技術的賽絡紡斷股在線檢測裝置，其特征在于:檢測頭裝置6的底部10固定在細紗機底端，檢測頭裝置6固定在賽絡紡Y字型匯聚點的正前方，對匯聚點的Y字型圖像進行采集。4.根據權利要求2所述的一種基于圖像技術的賽絡紡斷股在線檢測裝置，其特征在于:所述檢測頭裝置距離紡紗段l_50mm。5.根據權利要求2所述的一種基于圖像技術的賽絡紡斷股在線檢測裝置，其特征在于:所述相機為低成本CMOS相機，價格低廉，分辨率為640X480像素，幀頻為25fps ;所述圖像處理專用單元為集成塊裝置，用于將采集的圖像進行處理，提取紗線形狀特征，并對形狀進行分析和處理，監測出現異常狀況的紗線；所述放大鏡頭為1-6倍放大；所述LED光源13固定在放大鏡頭12的前端，為紗線圖像的獲取提供光照。6.一種權利要求1-5任一項所述的一種基于圖像技術的賽絡紡斷股在線檢測裝置的檢測方法，包括如下步驟: 步驟一:啟動紗線輸出裝置后，啟動賽絡紡斷股檢測裝置，攝像頭裝置將賽絡紡Y字型匯聚點的空間變化信息發送到圖像處理專用單元； 步驟二:圖像處理專用單元進行分析處理，在紡紗最初階段，預先通過攝像頭采集賽絡紡匯聚點Y字型紗線外觀圖像，并采用Ostu自動閾值將圖像轉化為二值圖像，提取二值圖像中的“Y”型特征，將特征送到神經網絡中訓練，訓練好的神經網絡對特征敏感。在紡紗階段，利用同樣的方式提取紗線的特征，并送到利用Y字型訓練好的神經網絡中進行識別，若輸出結果不一致則表明出現斷股現象。圖像處理專用單元根據紗線的形狀的變化實時在線判別紗線的情況，有利于實時監測賽絡紡紗過程中紗線的斷股現象，及時發現問題、解決問題，提高紡紗效率和成紗質量。 步驟三:圖像處理專用單元識別出Y字型圖像的變化后通過判斷結果顯示模塊顯示結果; 步驟四:圖像處理專用單元判斷紗線外形的變化裝置將預先采集并進行處理的圖像提取特征后送到神經網絡中訓練完成，并與紡紗階段提取的圖片特征進行比較，從而判別是否出現紗線形狀的變化，如果形狀發生變化通過數據異常報警指示燈指示。
【專利摘要】本發明公開了一種基于圖像技術的賽絡紡斷股檢測裝置及檢測算法，屬于紡織技術領域；所述賽絡紡斷股檢測裝置包括低成本CMOS相機裝置和LED光源裝置，用于在線獲取匯聚點紗線圖像；所述賽絡紡斷股檢測裝置底部固定在細紗機底端，檢測頭裝置固定在賽絡紡Y字型匯聚點的正前方，對匯聚點的Y字型紗線采集；本發明還包括一種賽絡紡斷股在線檢測方法，預先通過攝像頭采集賽絡紡匯聚點Y型紗線外觀圖像，通過Ostu閾值提取圖像中的Y型特征，并通過神經網絡中訓練，訓練好的神經網絡對特征敏感。紡紗時利用同樣的方式提取紗線的特征，并送到利用Y字型訓練好的神經網絡中進行識別，若輸出結果不一致則表明出現斷股現象。
【IPC分類】D01H13/32
【公開號】CN105386174
【申請號】CN201510893687
【發明人】李忠健, 劉基宏, 張寧
【申請人】江南大學
【公開日】2016年3月9日
【申請日】2015年12月3日