[發(fā)明專利]一種用于開幅機(jī)的自動(dòng)視覺對線開幅方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310060074.X
• 申請日: 2013-02-21
• 公開（公告）號(hào): CN103132233A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫國棟;趙大興;馮維;代新;李歡;盧婷
• 申請（專利權(quán)）人: 湖北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): D04B35/34
• 分類號(hào): D04B35/34;G05B11/42
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于開幅機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于開幅機(jī)的自動(dòng)視覺對線開幅方法。

背景技術(shù)

我國作為一個(gè)傳統(tǒng)的紡織大國，紡織工業(yè)是我國傳統(tǒng)的支柱產(chǎn)業(yè)，在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起到舉足輕重的作用。由于圓緯機(jī)的織物適應(yīng)能力和生產(chǎn)效率等性能優(yōu)于扁機(jī)，圓緯機(jī)在現(xiàn)代紡織應(yīng)用中占有很大比例。但大多數(shù)圓緯機(jī)生產(chǎn)的圓筒狀織物需開幅定型之后才能印染，因此，在針織過程中都預(yù)置一條寬約1mm的漏針縫，開幅時(shí)剖布刀沿該漏針縫將織物剖開。目前，國內(nèi)開幅機(jī)漏針縫的跟蹤識(shí)別大部分采用人工調(diào)節(jié)方式，操作工需時(shí)刻注意漏針縫的位置，當(dāng)漏針縫偏離剖布刀位置時(shí)，由人工及時(shí)控制調(diào)整機(jī)構(gòu)，保證漏針縫與剖布刀對齊。該人工調(diào)節(jié)方式效率低，且勞動(dòng)強(qiáng)度大。鑒于紡織工業(yè)對國民經(jīng)濟(jì)的重要性以及國內(nèi)開幅機(jī)自動(dòng)化程度較低的現(xiàn)狀，研究自動(dòng)開幅機(jī)具有廣闊的發(fā)展前景和巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

目前，國內(nèi)外很多廠家都致力于研發(fā)具有一定自動(dòng)化程度的開幅機(jī)。如意大利CORINO公司研制的多功能繩狀織物開幅機(jī)，能同時(shí)對半成品棉織物或纖維織物完成脫水、退捻、開幅和卷布四個(gè)工序的處理，功能集成度高。國內(nèi)開幅機(jī)研究起步較晚，產(chǎn)品的自動(dòng)化程度較低。但近年來，我國關(guān)于開幅機(jī)的自動(dòng)控制研究取得較大進(jìn)展，開發(fā)的織物漏針縫跟蹤器多采用光電傳感器檢測透過漏針縫與織物其他位置的光強(qiáng)差異，以定位漏針縫。何幅友等研制了適用于多種織物的紅外線光電跟蹤器，采用單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)，使開幅速度和精度都有了較大提高。黃立華等實(shí)現(xiàn)了根據(jù)傳感器的輸出判斷漏針縫位置的光電探測器陣列跟蹤器。楊德亮等設(shè)計(jì)了采用軟件運(yùn)算代替?zhèn)鹘y(tǒng)電路中的四則運(yùn)算以處理PSD(Position?Sensitive?Detector，位置敏感探測器)的信號(hào)，提高了系統(tǒng)的精度和穩(wěn)定性。

圓筒布開幅機(jī)是當(dāng)今印染行業(yè)中不可缺少的設(shè)備，它是一類將圓筒布切開然后展開的機(jī)器，為之后布匹的染色等工序奠定了基礎(chǔ)，其重要性不言而喻。

國內(nèi)開發(fā)的織物漏針縫跟蹤器多采用光電傳感器(如紅外發(fā)射管、光電開關(guān)等)檢測透過漏針縫的光強(qiáng)差異，但這些對中方法在長時(shí)間使用后其檢測的靈敏度會(huì)下降，誤操作的概率上升，同時(shí)實(shí)時(shí)調(diào)整控制亦不方便。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種用于開幅機(jī)的自動(dòng)視覺對線開幅方法，旨在解決目前的開幅機(jī)長時(shí)間使用后其檢測的靈敏度會(huì)下降，誤操作的概率上升，同時(shí)實(shí)時(shí)調(diào)整控制亦不方便的問題。

本發(fā)明實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種用于開幅機(jī)的自動(dòng)視覺對線開幅方法，該方法包括：

CCD相機(jī)負(fù)責(zé)快速、準(zhǔn)確采集從傘架上經(jīng)過的織物，并把圖像傳遞給工控機(jī)識(shí)別；

識(shí)別與標(biāo)定漏針縫圖像；

基于PID的傘架控制及仿真，傘架控制子系統(tǒng)接收圖像識(shí)別子系統(tǒng)的偏差量Δs，通過PID控制器實(shí)時(shí)調(diào)整步進(jìn)電機(jī)的速度，從而實(shí)現(xiàn)對傘架轉(zhuǎn)速的控制，保證漏針縫與剖布刀對齊。

進(jìn)一步，CCD相機(jī)負(fù)責(zé)快速、準(zhǔn)確采集從傘架上經(jīng)過的織物，并把圖像傳遞給工控機(jī)識(shí)別包括以下方法：

開幅機(jī)的一部分用于固定或支撐對中裝置，剖布刀固定于開幅機(jī)上，其與漏針縫初始位置對齊；CCD相機(jī)置于剖布刀和織物上方，要求CCD相機(jī)與織物所在平面垂直，并保證剖布刀和織物處于CCD相機(jī)視場中央，使CCD相機(jī)能時(shí)刻捕捉到漏針縫和剖布刀的位置；工作過程中，CCD相機(jī)將捕獲到的織物圖像傳輸?shù)焦た貦C(jī)進(jìn)行識(shí)別以標(biāo)定漏針縫，并計(jì)算漏針縫與剖布刀的位置偏差量Δs。當(dāng)Δs超出了允許的偏移范圍，對中裝置會(huì)自動(dòng)發(fā)出和偏差量相對應(yīng)的信號(hào)，傘架控制子系統(tǒng)接收偏差信號(hào)，通過PID控制器控制電機(jī)調(diào)整傘架旋轉(zhuǎn)速度，使漏針縫逐漸回到理想中心位置。

進(jìn)一步，漏針縫圖像識(shí)別與標(biāo)定方法包括：

圖像識(shí)別子系統(tǒng)中的圖像預(yù)處理方法采用直方圖均衡化以消除拍攝環(huán)境對原始圖像的影響；

設(shè)n是圖像中像素的總和，n_j是灰度級為r_k的像素個(gè)數(shù)，L為圖像中可能的灰度級總數(shù)，s_k稱作直方圖均衡化，則可以基于公式得到輸入圖像中灰度級為r_k的各像素映射到輸出圖像中灰度級為s_k的對應(yīng)像素；

圖像識(shí)別子系統(tǒng)中的圖像分割采取二值化方法處理；

設(shè)i，j為行列數(shù)，f(i，j)為(i，j)處灰度值，T為閾值，則可以基于下面公式得到分割后(i，j)處灰度值g(i，j)，