本發(fā)明屬于紗線檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種紗線圖像定距觸發(fā)采集系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，國內(nèi)外對于紗線的在線檢測，普遍采用電容式檢測儀或光電式檢測儀。但隨著紡紗技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)有的電容式和光電式檢測儀所存在的問題也逐步顯露出來：(1)檢測精度低，一般電容式檢測儀測量紗線的截面積，而光電式檢測儀則測量紗線的直徑，測量值僅反映檢測窗口內(nèi)紗線參數(shù)的平均值，難以反映紗線表面細(xì)部幾何特征的變化，常需設(shè)定一系列的分類閥值，來識別紗線可能存在的瑕疵，但這要求紗線檢測信號必須有很高的精度，而目前電容式和光電式檢測儀的檢測精度在0.3mm-8mm之間各異，因此這之內(nèi)的粗細(xì)節(jié)及影響紗線斷裂的弱環(huán)則無法反映出來；(2)易受環(huán)境影響，一般電容式檢測紗線經(jīng)過時引發(fā)的電容變化，光電式檢測紗線遮擋時造成的光通量變化，但電容量或光通量極易隨環(huán)境因素的變化而發(fā)生改變，必須定期對檢測系統(tǒng)進(jìn)行校正與測試；所以有必要探索一種簡單、高效的新型紗線在線檢測方法，來克服目前紗線檢測面臨的諸多問題。

隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，我國紡織行業(yè)已進(jìn)入數(shù)字化技術(shù)逐步改造和替代傳統(tǒng)技術(shù)的現(xiàn)代紡織信息化時代，在制造技術(shù)、產(chǎn)品研發(fā)、質(zhì)量檢測、企業(yè)管理等各方面數(shù)字化技術(shù)越來越受到青睞，也使得基于圖像處理技術(shù)的紗線質(zhì)量檢測，即利用機器視覺技術(shù)代替原有的人眼直接判斷成為可能。圖像式紗線檢測常用于靜態(tài)分析單根紗線的直徑、形狀及毛羽分布或間歇式分析與檢測多根紗線的質(zhì)量狀況及瑕疵，目前還難以適應(yīng)紗線瑕疵的高速在線檢測，在現(xiàn)有利用圖像檢測紗線質(zhì)量的研究中，大都裝置都處于實驗室階段，并未有成熟儀器研制成功。在利用圖像處理技術(shù)檢測紗線質(zhì)量時，紗線圖像的采集與處理為該種方法的重中之重，如何清晰、穩(wěn)定地采集到高速運動的紗線圖像，同時采集到的圖像能否被簡單、高效的處理是圖像法檢測紗線的關(guān)鍵，所以有必要探索一條有效途徑，以實現(xiàn)高速和高效的圖像式紗線實時檢測。

在利用圖像技術(shù)檢測紗線的裝置中，大都處于實驗室階段，專利申請2013107543593(一種紡織紗線直徑動態(tài)快速測量裝置與方法)提出了一種用于動態(tài)檢測紗線直徑的實驗室裝置，該裝置可實現(xiàn)紗線的快速動態(tài)采集，但在處理利用該裝置獲取的紗線圖像，并進(jìn)行紗線直徑檢測時，則會需要對相鄰的兩圖像進(jìn)行拼接，這無疑會增加算法的運行時間，同時，若拼接方法不精確，則會造成數(shù)據(jù)的偏差，影響數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種紗線圖像定距觸發(fā)采集系統(tǒng)，能夠根據(jù)標(biāo)定后的紗線在圖像中的長度設(shè)置紗線運動的定距觸發(fā)，實現(xiàn)拍攝的紗線前后相鄰圖像恰好相接，而不出現(xiàn)遺漏或者重合現(xiàn)象，從而避免由于遺漏造成紗線數(shù)據(jù)損失，以及紗線粗細(xì)節(jié)檢測的不準(zhǔn)確性，同時避免重合采集需要紗線圖像拼接的復(fù)雜性，從而大大減小檢測結(jié)果的誤差。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：開發(fā)一種紗線圖像定距觸發(fā)采集系統(tǒng)，該系統(tǒng)由外觸發(fā)控制設(shè)備、高分辨率圖像采集設(shè)備、速度控制裝置以及紗線傳動裝置組成，速度控制裝置通過導(dǎo)線與外觸發(fā)控制設(shè)備相連，并將紗線走動的距離轉(zhuǎn)化為脈沖信號，并累計脈沖數(shù)量，達(dá)到一定數(shù)量后，外觸發(fā)控制設(shè)備將脈沖信號轉(zhuǎn)化為TTL信號，并傳入高分辨率圖像采集設(shè)備，觸發(fā)相機拍照。

所述外觸發(fā)控制設(shè)備由PLC模塊(5)，5v電源(3)以及導(dǎo)線(包括信號傳輸線(7)、相機傳輸線(10)以及電源線(4))組成。其通過導(dǎo)線上接伺服電機編碼器中，下接相機電源，用于將紗線走動的距離轉(zhuǎn)化為觸發(fā)信號，繼而觸發(fā)相機拍照。

所述的PLC模塊(5)由5v電源(3)提供電量，并且可接收脈沖信號并計數(shù)，當(dāng)達(dá)到一定數(shù)量時，將脈沖信號轉(zhuǎn)化為相機外觸發(fā)可接收的TTL信號，用于觸發(fā)相機拍照；所述信號傳輸線(7)為TTL信號傳輸通道線路，分為正負(fù)兩極，接入相機電源中，并傳入相機中。

所述高分辨率圖像采集設(shè)備由高幀頻可外觸發(fā)設(shè)置的相機(11)，擴倍鏡(12)、放大鏡頭(13)、光源(15)以及暗箱(14)組成，可利用擴倍鏡(12)和放大鏡頭(13)實現(xiàn)紗線的放大，配合相機(11)實現(xiàn)采集到的紗線圖像清晰、無模糊現(xiàn)象。

所述的高幀頻可外觸發(fā)設(shè)置的相機為面陣相機，其幀頻最低為41fps；

所述暗箱(14)為可打開關(guān)閉的門把手式且留有一道縫隙的半封閉暗室，可完全滿足采集環(huán)境的要求；

所述擴倍鏡(12)為2倍放大，其安裝在相機(11)和放大鏡頭(13)的中間；

所述放大鏡頭(13)為6倍放大；

所述光源(15)位于暗箱底部，為白色或者其他顏色高亮背光源，其與暗箱縫隙(37)、相機鏡頭在同一高度。

所述的暗箱縫隙(37)，其位于相機鏡頭和紗線之間，為100mm×30mm矩形口，裝有和其有同樣大小的透明玻璃片，用于防止外界污染，紗線由其上方中間位置通過，相機通過該縫隙及其玻璃片對運動的紗線進(jìn)行定距觸發(fā)獲取。

所述速度控制裝置(2)由伺服電機(35)、伺服電機控制器(33)、觸摸屏(27)和PLC(36)組成，通過調(diào)節(jié)觸摸屏(27)的設(shè)置，實現(xiàn)對紗線運動速度的控制，速度在10-100m/min可調(diào)。所述伺服電機(35)內(nèi)置編碼器，可將紗線位移轉(zhuǎn)換為脈沖信號；所述觸摸屏(27)位于裝置正面，用于顯示紗線運行狀態(tài)，可通過觸摸更改紗線運動速度和運行時間。

所述紗線傳動裝置由防抖動和控制張力導(dǎo)紗輪(30)、普通導(dǎo)紗輪(17)、主動輪(19)、被動輪(20)、箱體(16)、可調(diào)導(dǎo)紗架(29)以及導(dǎo)紗器(18)組成，用于傳導(dǎo)紗線穩(wěn)定運動。

所述主動輪直徑為60mm。

所述導(dǎo)紗輪由細(xì)螺紋加壓彈簧制成，外側(cè)有標(biāo)明刻度的旋轉(zhuǎn)按鈕，可進(jìn)行不同紗支紗線張力的控制，同時所述導(dǎo)紗輪為一對并在同一高度，可同時調(diào)整旋轉(zhuǎn)按鈕位置，用于防止紗線運動中的抖動，有利于紗線圖像的清晰拍攝。

附圖說明

圖1為一種紗線圖像定距觸發(fā)采集系統(tǒng)原理圖。

圖中，1.紗線；2.速度控制裝置；3.5v電源；4.電源線；5.PLC模塊；6.電源插座；7.信號傳輸線；8.軟件界面；9.電腦主機；10.相機傳輸線；11.相機；12.擴倍鏡；13.放大鏡頭；14.暗箱；15.光源；

圖2為紗線圖像定距觸發(fā)采集系統(tǒng)外部示意圖

圖中16.箱體；17.普通導(dǎo)紗輪；18.導(dǎo)紗器；19.主動輪；20.被動輪；21.箱體總開關(guān)正面；22.通風(fēng)口；23.運行指示燈；24.啟動按鈕；25.急停按鈕；26.紗管；27.觸摸屏正面；28.紗管座；29.可調(diào)導(dǎo)紗架；30.防抖動和控制張力導(dǎo)紗輪；

圖3為紗線圖像定距觸發(fā)采集系統(tǒng)內(nèi)部示意圖

圖中，31.觸摸屏背面；32.箱體總開關(guān)背面；33.伺服電機控制器；34.散熱器；35.伺服電機；36.PLC；37.暗箱縫隙；38.相機固定柱。

圖4為利用本發(fā)明的定距觸發(fā)采集系統(tǒng)獲得的兩幅相鄰紗線圖像

(a)為后一幀圖像下半部分

(b)為前一幀圖像上半部分

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具體實施例，并參照附圖，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。

本發(fā)明實施例提供了一種紗線圖像定距觸發(fā)采集系統(tǒng)，用于準(zhǔn)備、快速地獲取恰好鄰接的紗線高清圖像。其具體實施過程包括以下步驟：

被測紗線(1)從紗管(26)中退繞下來，經(jīng)可調(diào)導(dǎo)紗架(29)、防抖動和控制張力導(dǎo)紗輪(30)、暗箱(14)、普通導(dǎo)紗輪(17)、導(dǎo)紗器(18)和被動輪(20)在主動輪(19)的牽引下在暗箱中被相機(11)獲取，經(jīng)擴倍鏡(12)和放大鏡頭(13)的放大，最終獲得圖像尺寸為1024×768像素的紗線高清圖像。

在暗箱(14)中，相機透過暗箱縫隙(37)對被測紗線進(jìn)行獲取，同時，在暗箱底部的光源(15)對相機的拍攝提供透射光源。

伺服電機(35)、伺服電機控制器(33)、觸摸屏(27)和PLC(36)組成紗線速度控制裝置。通過調(diào)節(jié)觸摸屏(27)的設(shè)置，實現(xiàn)對紗線運動速度的控制，速度在10-100m/min可調(diào)，同時可用于顯示紗線運行狀態(tài)，可通過觸摸更改紗線運動速度和運行時間。

當(dāng)獲得暗箱(14)內(nèi)被測紗線(1)的清晰圖像后，首先標(biāo)定出被測紗線圖像像素與實際尺寸的對應(yīng)關(guān)系；其中，被測紗線沿豎直方向設(shè)置；并根據(jù)該對應(yīng)關(guān)系計算出單張圖像中紗線的實際長度，經(jīng)標(biāo)定和計算單張圖像紗線的實際長度為L＝4mm，。

依據(jù)主動輪(19)的直徑D和伺服電機(35)每轉(zhuǎn)一周發(fā)出的脈沖數(shù)N計算出紗線每運動長度L(即一副圖像中紗線的實際長度)產(chǎn)生的脈沖數(shù)目n：

隨著紗線的運動，伺服電機(35)內(nèi)置的編碼器開始將位移轉(zhuǎn)化為脈沖信號并發(fā)射，同時PLC模塊(5)開始接受脈沖信號并記錄數(shù)目，當(dāng)脈沖數(shù)目達(dá)到n個時，PLC模塊(5)將脈沖信號轉(zhuǎn)化為相機外觸發(fā)可接收的TTL信號，觸發(fā)相機進(jìn)行拍照。信號傳輸線(7)為TTL信號傳輸通道線路，分為正負(fù)兩極，接入相機電源中，并傳入相機中。

此時，紗線每走L長度，相機就會對紗線進(jìn)行拍照一次，實現(xiàn)紗線的定距觸發(fā)采集，最后獲得連續(xù)恰好相鄰且不重合的紗線高清圖像，如圖4所示。