一种纱线三维模型的外观检测方法与流程

本发明属于纺织品性能检测领域，涉及一种纱线三维模型的外观检测方法。

背景技术：

在外观上，纱线中纤维紧密捻合的部分称为条干，游离于纱线条干之外的纤维端或圈为毛羽。纱线条干均匀度、毛羽含量等外观特征是成纱品质的基本要素。条干均匀度影响纱线强力、伸长，而毛羽影响纱线耐磨性与织物的光洁、清晰、滑爽程度，减少成纱毛羽可有效保证后续织造和染整加工的顺利进行。纱线条干检测方法主要采用电容式传感器进行检测，纱线毛羽主要采用光电器件进行检测。

虽然用于检测毛羽的传感器元件已是成熟的装置，检测速度较快，然而由于传感器分辨率的局限，仅能得到模糊的毛羽统观信息，需通过较大检测量得到毛羽的统计结果，测量精度无法精确到单根毛羽，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。部分学者采用二维图像处理法检测毛羽信息，但是，缺失了与条干重叠部分及非图像采集方向上的毛羽信息，存在检测盲区，易漏检位于盲区的短毛羽，或将缠绕于条干附近的长毛羽误检为短毛羽，不足以全面表征毛羽水平。

技术实现要素：

本发明的目的是在纱线三维模型的基础上，提出纱线外观的检测方法，实现纱线外观的三维评价，为纺织品生产提供准确的纱线外观指标。

按照本发明提供的技术方案，在已知纱线三维点阵模型上，采用分层处理方法，从纱线截面图上计算条干面积，得到纱线条干三维数据，从纱线截面图上定位毛羽位置，提取毛羽骨架，得到毛羽在三维空间中的实际长度和数量，从而获得纱线的三维条干和毛羽信息，实现纱线外观的精准测量。

一种纱线三维模型的外观检测方法，包括以下步骤：

步骤1：设定空间坐标方向，纱线长度方向为z轴方向，纱线截面为x-y平面方向。

步骤2：选取其中一个x-y平面数据，对该平面的图像进行开运算处理得到开运算图像，开运算图像即为条干图像。

步骤3：将原平面图像与条干图像相减即得到毛羽图像，对毛羽图像进行细化处理，细化后的结果即为该平面毛羽位置。

步骤4：重复步骤2和3，获取沿z轴方向每个坐标平面的条干和毛羽信息。

步骤5：根据每个x-y平面的条干信息统计条干的均匀度。

步骤6：对于毛羽统计方法为：首先对第一个x-y平面毛羽信息进行统计，8邻域内有毛羽点的归为同一根毛羽的信息；再对第二个x-y平面毛羽信息进行统计，若第一平面毛羽点a(x1,y1,zi)与第二平面毛羽点b(x2,y2,zi+1)满足则表明点a与点b属于同一根毛羽的信息，反之则为不同毛羽的信息。通过以上方法可获取每根毛羽的长度信息。

本发明的有益效果是：

本发明能提供一种基于三维点阵的纱线三维外观检测方法，可有效提取纱线条干和毛羽的三维信息，解决现有纱线质量检测技术中无法准确测量纱线外观的难题，所测量的纱线三维模型可来自于任意能提供纱线三维空间坐标信息的模型，提出全新的纱线外观质量检测方法，为纺织品测量的智能化、精确化开辟新途径。

附图说明

图1为本发明纱线三维模型分层处理示意图，图中1为条干，2位毛羽。

图2为40^s纯涤纶紧密纺纱线毛羽检测结果。

图3为30^s纯粘胶喷气涡流纺纱线毛羽检测结果。

具体实施方式

以下结合附图和技术方案，进一步说明本发明的具体实施方式。

实施例1：检测40^s纯涤纶紧密纺纱线三维模型的外观。

步骤1：如图1所示设定空间坐标方向，纱线长度方向为z轴方向，纱线截面为x-y平面方向。

步骤2：选取其中一个x-y平面数据，对该平面的图像进行开运算处理得到开运算图像，开运算图像即为条干图像。

步骤3：将原平面图像与条干图像相减即得到毛羽图像，对毛羽图像进行细化处理，细化后的结果即为该平面毛羽位置。

步骤4：重复步骤2和3，获取z轴上每个坐标平面的条干和毛羽信息。条干信息是条干像素点之和或将其换算成相应的面积值；毛羽信息是指细化后毛羽像素点坐标信息，条干为0.015mm²，条干中心坐标为(0,0，zi)，则第一平面毛羽点为a(0,10，zi)。

步骤5：根据每个x-y平面的条干信息统计条干的均匀度，40^s纯涤纶纱线条干不匀率为11.1％。

步骤6：对于毛羽统计方法为：首先对第一个x-y平面毛羽信息进行统计，8邻域内有毛羽点的归为同一根毛羽的信息；再对第二个x-y平面毛羽信息进行统计，根据每根毛羽实际情况，b坐标为(0,11，zi+1)，则a与b属于同一根毛羽

得到结果为：

条干不匀率为11.1％，毛羽根数和长度如图2所示，最长毛羽长度为6.5mm，毛羽h值(h值表示在纱线1cm测量范围内伸出纱体外的纤维长度)结果为6.22；采用传统uster方法测得的条干不匀率为11.39％，h值为4.75。

实施例2：检测30^s纯粘胶喷气涡流纺纱线三维模型的外观。

步骤1：如图1所示设定空间坐标方向，纱线长度方向为z轴方向，纱线截面为x-y平面方向。

步骤2：选取其中一个x-y平面数据，对该平面的图像进行开运算处理得到开运算图像，开运算图像即为条干图像。

步骤3：将原平面图像与条干图像相减即得到毛羽图像，对毛羽图像进行细化处理，细化后的结果即为该平面毛羽位置。

步骤4：重复步骤2和3，获取z轴上每个坐标平面的条干和毛羽信息，条干为0.020mm²，条干中心坐标为(0,0，zi)，则第一平面毛羽点为a(10,20，zi)。

步骤5：根据每个x-y平面的条干信息统计条干的均匀度，30^s纯粘胶喷气涡流纺纱线条干不匀率为12.5％。

步骤6：对于毛羽统计方法为：首先对第一个x-y平面毛羽信息进行统计，8邻域内有毛羽点的归为同一根毛羽的信息；再对第二个x-y平面毛羽信息进行统计，b坐标为(20,11，zi+1)，则a与b不属于同一根毛羽。

得到结果为：条干不匀率为12.5％，毛羽根数和长度如图3所示，最长毛羽长度为6.2mm，毛羽h值为4.89；采用传统uster方法测得的条干不匀率为12.74％，h值为3.45。

结论分析：

从检测结果可以看出，所述方法与现有方法在条干不匀率方面的测试结果接近，在毛羽测试结果方面比现有方法测得的数据偏大，由于现有方法毛羽测试均在一定程度上收条干遮挡影响，导致难以获得毛羽准确数据，所述方法可实现对毛羽的全方位测量，在一定程度上所述方法的毛羽测试结果更为准确。

技术特征：

1.一种纱线三维模型的外观检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：设定空间坐标方向，纱线长度方向为z轴方向，纱线截面为x-y平面方向；

步骤2：选取其中一个x-y平面数据，对该平面的图像进行开运算处理得到开运算图像，开运算图像即为条干图像；

步骤3：将原平面图像与条干图像相减即得到毛羽图像，对毛羽图像进行细化处理，细化后的结果即为该平面毛羽位置；

步骤4：重复步骤2和3，获取沿z轴方向每个坐标平面的条干和毛羽信息；

步骤5：根据每个x-y平面的条干信息统计条干的均匀度；

步骤6：对于毛羽统计方法为：

首先对第一个x-y平面毛羽信息进行统计，8邻域内有毛羽点的归为同一根毛羽的信息；

再对第二个x-y平面毛羽信息进行统计，若第一平面毛羽点a(x1,y1,zi)与第二平面毛羽点b(x2,y2,zi+1)满足则表明点a与点b属于同一根毛羽的信息；通过以上方法可获取每根毛羽的长度信息。

技术总结
本发明属于纺织品性能检测领域，涉及一种纱线三维模型的外观检测方法。所述方法步骤如下：步骤1：设定空间坐标方向，纱线长度方向为z轴方向，纱线截面为x‑y平面方向。步骤2：选取其中一个x‑y平面数据，对该平面的图像进行开运算处理得到开运算图像。步骤3：将原平面图像与条干图像相减即得到毛羽图像，对毛羽图像进行细化处理。步骤4：重复步骤2和3，获取沿z轴方向每个坐标平面的条干和毛羽信息。步骤5：根据每个x‑y平面的条干信息统计条干的均匀度。步骤6：对毛羽信息进行统计，再对第二个x‑y平面毛羽信息进行统计。本发明可有效提取纱线条干和毛羽的三维信息，解决现有纱线质量检测技术中无法准确测量纱线外观的难题。

技术研发人员：王蕾;高卫东;徐步高
受保护的技术使用者：江南大学
技术研发日：2020.02.17
技术公布日：2020.06.26