本发明专利技术提供了一种基于计算机视觉的梳棉机棉网质量在线检测装置，其特征在于：包括逐行线扫描的摄像装置，摄像装置设于棉网输出装置的出口上方，在摄像装置旁设有光源，光源与摄像装置成一定角度，逐行线扫描的摄像装置连接棉网质量检测结果装置。本发明专利技术的另一个技术方案是提供了一种利用上述设备的检测方法，其特征在于，利用上述设备识别出棉结、杂质，计算得到的棉网均匀度和棉网重量不匀后，显示检测结果。本发明专利技术检测结果准确、客观，从而由棉网质量可对比和预测生条质量，大大降低了工人检测劳动强度。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种梳棉机棉网质量在线检测装置及检测方法。
技术介绍
梳棉工序是控制和降低棉结杂质的主要工序，在纺纱过程中，减少生条结杂对提 高成纱条干均勻度起着决定性作用。提高梳棉机的工作质量，改进对梳棉半成品的质量检 验和控制方法，一直是人们关注的重点之一。传统上，人们对梳棉半成品(生条)的质量检 测，一直使用条干不勻率、重量不勻率、重量偏差、手拣结杂等控制指标。尽管这些指标能够 直接或间接地反映生条质量和梳棉机工作情况，但对于现今的生产控制而言，它们反映信 息慢，受人为因素的影响大，不利于生产过程的自动控制，为寻方便而又实用的检测方法， 人们做了大量的工作。计算机视觉是指用计算机实现人的视觉功能，对客观世界的三维场景的感知、识 别和理解，研究用计算机模拟生物外显或宏观视觉功能的科学和技术。由于计算机视觉强 调实用性，要求能够适应生产现场恶劣的环境，更强调实时性，要求高速度和高精度，所以 特别适用于大批量生产过程中的质量检测。在我国的棉纺织企业中，大多数厂家采用传统的目光检验法检测纺织各工序半成 品及成品的棉结杂质含量，这种方法的测试结果很大程度上取决于测试人员的感观，检验 结果的误检率和漏检率比较高，而且还比较费工费时。即使是自动检测系统也是离线检测、 周期检测，这总是存在时间控制上的缺陷，反应存在滞后性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能够对棉结杂质含量进行自动实时检测的装置及方法。为了达到上述目的，本专利技术的一个技术方案是提供了一种基于计算机视觉的梳棉 机棉网质量在线检测装置，其特征在于包括逐行线扫描的摄像装置，摄像装置设于棉网输 出装置的出口上方，在摄像装置旁设有光源，光源与摄像装置成一定角度，逐行线扫描的摄 像装置连接棉网质量检测结果装置。本专利技术的另一个技术方案是提供了一种利用上述设备的检测方法，其特征在于， 步骤为步骤1、棉网输出装置使棉网以一定速度随剥棉罗拉输出；步骤2、根据棉网幅宽和输出速度，调整线阵扫描摄像头焦距和光圈大小，设定扫 描频率和曝光时间，并调节条形LED光源的亮度，以便获取清晰的棉网图像；步骤3、对获取的棉网图像进行系列预处理以便有利于对图像特征的提取；步骤4、对经预处理后棉网图像中棉结、杂质进行特征参数提取，通过程序识别棉 网中的棉结、杂质；步骤5、建立棉网图像与棉网均勻度的关系模型，以及棉网图像与棉网重量的关系 模型，通过程序计算棉网均勻度及棉网重量不勻；步骤6、对于已识别的棉结、杂质，计算得到的棉网均勻度和棉网重量不勻，由棉网 质量检测结果装置的计算机主机统计结果，液晶显示器显示检测结果。本专利技术采用基于计算机视觉的在线检测装置来检测梳棉机棉网，取代了传统的目 光检验法；应用本检测装置和方法可识别棉网中的棉结和杂质，计算棉网均勻度，检测结果 准确、客观，从而由棉网质量可对比和预测生条质量，大大降低了工人检测劳动强度；可依 据棉网幅宽和输出速度，调节线扫描摄像头位置及光圈大小，并通过相应的高速处理软件 来控制摄像头的扫描频率和光源亮度，以保证采集到清晰的棉网图像，提高棉网质量检测 的精确性。附图说明图1为本专利技术提供的一种基于计算机视觉的梳棉机棉网在线检测装置的示意图；图2为采集棉网图像时的立体示意图。具体实施例方式以下结合实施例来具体说明本专利技术。实施例如图1所示，为本专利技术提供的一种基于计算机视觉的梳棉机棉网在线检测装置， 由棉网输出装置A、计算机视觉识别装置B和棉网质量检测结果装置C组成。棉网输出装置A实现的功能是使原棉经过梳棉小样机梳理而形成棉网并以9m/ min的输出，梳棉棉网7经道夫1、上轧辊3、下轧辊4，从剥棉罗拉2剥离后，再经一对辅助 压辊8，喇叭口 9收拢，从上下压辊10出来后通过圈条器11进入条桶12。计算机视觉识别部分B，其是本专利技术的核心部分，由一个逐行线扫描的摄像装置 及光源组成。其中，逐行线扫描的摄像装置包括线阵扫描摄像头5(Dalsa公司Piranha 2P2-h-06k40线阵C⑶和Nikon AF定焦镜头)，线阵扫描摄像头5设于棉网输出装置A的出 口上方，如图2所示，线阵扫描摄像头5通过支架垂直安装在下轧辊3的前端正上方(距离 棉网表面56cm)，在线拍摄到棉网7的图像。光源为条形LED光源6 (Al公司LL30M-WHI)， 条形LED光源6放置在线阵扫描摄像头5旁，光源与摄像装置成一定角度(60度入射角)， 使条形LED光源6在棉网7表面形成均勻的反射光。线阵扫描摄像头5通过数据连接线 12连接数字图像采集卡13，将所拍摄的图像存入计算机主机14，计算机主机14内有相应 的软件来控制线阵扫描摄像头5的拍摄速度(扫描频率为M25Hz)并处理拍摄得到的棉网 7图像。取连续拍摄的100幅棉网7图像，拍摄时间为^s，经图像预处理，共识别棉结114 个，杂质7个，计算得棉网横向均勻度为14. 10(% )，纵向均勻度15. 73(% )，重量不勻为 8. 91(% ) ο棉网质量检测结果部分C实现的功能主要由显示器显示棉网图像的检测结果，主 要由计算机主机14和液晶显示器15组成。显示器15与主机14相连，计算机主机14用于 处理棉网图像，显示器15用于显示检测的结果。本专利技术还提供了一种采用上述设备的检测方法，其步骤为步骤1、棉网输出装置A使棉网7以一定速度随剥棉罗拉2输出；步骤2、根据棉网7幅宽和输出速度，调整线阵扫描摄像头5焦距和光圈大小，设定扫描频率和曝光时间，并调节条形LED光源6的亮度，以便获取清晰地棉网7图像；若采用Nikon AF定焦(焦距为50mm)镜头，光圈大小范围为1. 4 16 (这里取 2. 8)，光源亮度范围为0 2 (这里取1. 0)，扫描频率F、曝光时间s与棉网7幅宽和输出速度之间关系为权利要求1.一种基于计算机视觉的梳棉机棉网质量在线检测装置，其特征在于包括逐行线扫 描的摄像装置，摄像装置设于棉网输出装置(A)的出口上方，在摄像装置旁设有光源，光源 与摄像装置成一定角度，逐行线扫描的摄像装置连接棉网质量检测结果装置(C)。2.如权利要求1所述的一种基于计算机视觉的梳棉机棉网质量在线检测装置，其特征 在于所述光源与摄像装置所成的角度为50-70度。3.如权利要求1所述的一种基于计算机视觉的梳棉机棉网质量在线检测装置，其特征 在于所述摄像装置包括线阵扫描摄像头(5)，线阵扫描摄像头(5)设于所述棉网输出装置 (A)的出口正上方，线阵扫描摄像头(5)通过数据连接线(12)连接数字图像采集卡(13)。4.如权利要求1所述的一种基于计算机视觉的梳棉机棉网质量在线检测装置，其特征 在于所述光源为条形LED光源(6)。5.如权利要求1所述的一种基于计算机视觉的梳棉机棉网质量在线检测装置，其特征 在于所述棉网输出装置(A)包括剥棉罗拉O)，剥棉罗拉(2)分别与道夫(1)及上轧辊(3) 相啮合，在上轧辊(3)的下方设有下轧辊G)，在上轧辊( 及下轧辊(4)的前方设有一对 辅助压辊(8)，辅助压辊(8)前方设有上下压辊(10)，喇叭口(9)置于上下压辊(10)的前 端，梳棉棉网(7)从上下压辊(10)出来后通过圈条器(11)进入条桶(12)。6.如权利要求1所述的一种基于计算机视觉的梳棉机棉网质量在线检测装置，其特征 在于本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种基于计算机视觉的梳棉机棉网质量在线检测装置，其特征在于：包括逐行线扫描的摄像装置，摄像装置设于棉网输出装置（Ａ）的出口上方，在摄像装置旁设有光源，光源与摄像装置成一定角度，逐行线扫描的摄像装置连接棉网质量检测结果装置（Ｃ）。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈俊琰，郁崇文，李美玲，郑爱军，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：31
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