一种用于纸草生产线的断线和断纸检测方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于纸草生产线的断线和断纸检测方法及装置，通过将一块纯色背景板设置在纸草生产线上纸草的一侧，采用恒定光源将纸草影像投射到纯色背景板上，感光器件实时获取纯色背景板上纸草影像中至少一行与纸草行进方向垂直的感光数据；将感光器件获取的每行感光数据转换为一行像素点的灰度值；将一行像素点的灰度值中连续的两个像素点的灰度值相减得到差值，根据差值确定一行像素点中存在的凹点数量并根据凹点的数量多少判定断线情况和断纸情况；优点是实现纸草生产线上断线和断纸情况的自动化检测，提高了纸草合格品率和生产效率。
【专利说明】一种用于纸草生产线的断线和断纸检测方法及装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于纸草生产线的断线和断纸检测技术，尤其是涉及一种用于纸草生产线的断线和断纸检测方法及装置。
【背景技术】
[0002]纸草作为天然蔺草的替代品已经成为席垫编织的一种重要编织原料。在生产纸草时，首先将天然纤维做成的纸张裁成一定宽度的带状纸条，再将带状纸条以螺旋方式绕卷在一根纤维线(如棉线或合成纤维线)上，形成同天然蔺草直径相同的纸草，如图1所示。
[0003]目前，纸草生产线上采用电机驱动卷筒牵引纤维线，并同时带动带状纸绕纤维线旋转来实现纸草的绕制生产。在这一绕制过程中，如果带状纸断裂则会导致生产出不合格的纸草，如果纤维线断裂的话，则纸草生产线完全处于空转状态。在现有的纸草生产线上，完全依靠人工巡视来检查是否出现断纸或断线现象，然后手动控制生产线停止。由于人工巡视的不连续性和滞后性，导致不合格品率居高不下，生产效率低下。
[0004]鉴此，设计一种用于纸草生产线的断线和断纸检测方法及装置来取代现有的人工检测方式，在提高纸草合格品率和生产效率方面具有重要意义。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题之一是提供一种可以提高纸草合格品率和生产效率的用于纸草生产线的断线和断纸检测方法。
[0006]本发明解决上述技术问题之一所采用的技术方案为:一种用于纸草生产线的断线和断纸检测方法，包括以下步骤:
[0007]①将一块纯色背景板设置在纸草生产线上纸草的一侧，将一恒定光源和感光器件设置在纸草的另一侧；
[0008]②开启所述的恒定光源将纸草影像投射到所述的纯色背景板上，采用所述的感光器件实时获取纯色背景板上纸草影像中至少一行与纸草行进方向垂直的感光数据；
[0009]③将感光器件获取的每行感光数据转换为一行像素点的灰度值；
[0010]④依次将一行像素点的灰度值中连续的两个像素点的灰度值相减，得到差值记为Qi，当| aj〉!；时，则认为该两个像素点所处位置为凹点，| |为取绝对值符号，h的取值范围为3?10 ;
[0011]⑤统计一行像素点中凹点的数量，将其记为N，如果，则判定为出现断线情况，如果凡彡N ( N i，则判定为出现断纸情况，如果N > %，则判定为正常生产情况，凡的取值范围为3?6，&的取值范围为6?10。
[0012]所述的纯色背景板为白色背景板，所述的恒定光源为一组并行排列的LED光源，所述的感光器件为线性CCD或者摄像头。该结构具有固定的光照强度，感光数据稳定，有利于提高检测成功率；同时这种非接触式的检测方式，不影响纸草的生产，同时允许纸草行进路径可以在一定范围内波动。
[0013]与现有技术相比，本发明的检测方法的优点在于通过将一块纯色背景板设置在纸草生产线上纸草的一侧，采用恒定光源将纸草影像投射到纯色背景板上，感光器件实时获取纯色背景板上纸草影像中至少一行与纸草行进方向垂直的感光数据；将感光器件获取的每行感光数据转换为一行像素点的灰度值；将一行像素点的灰度值中连续的两个像素点的灰度值相减，得到差值记为a i，当| a i I >1；时，则认为该两个像素点所处位置为凹点，| |为取绝对值符号，?；的取值范围为3?10 ;统计一行像素点中凹点的数量，将其记为N，如果N<N0,则判定为出现断线情况，如果凡彡N ( N i，则判定为出现断纸情况，如果N > &，则判定为正常生产情况，凡的取值范围为3?6，N i的取值范围为6?10，由此实现纸草生产线上断线和断纸情况的自动化检测，提高了纸草合格品率和生产效率。
[0014]本发明所要解决的技术问题之二是提供一种可以提高纸草合格品率和生产效率的用于纸草生产线的断线和断纸检测装置。
[0015]本发明解决上述技术问题之二所采用的技术方案为:一种用于纸草生产线的断线和断纸检测装置，包括用于设置在纸草一侧的纯色背景板、用于设置在纸草另一侧的恒定光源和感光器件、主控制器和用于控制纸草生产线上的电机的变频器，所述的变频器和所述的感光器件分别与所述的主控制器连接，所述的主控制器中设置有第一阈值?；、第二阈值凡和第三阈值Νρ?；的取值范围为3?10，Ν。的取值范围为3?6，\的取值范围为6?10 ;所述的恒定光源将纸草影像投射到所述的纯色背景板上，所述的感光器件实时获取纯色背景板上纸草影像中至少一行与纸草行进方向垂直的感光数据并将感光数据传送给所述的主控制器，所述的主控制器将每行感光数据转换为一行像素点的灰度值并依次将一行像素点的灰度值中连续的两个像素点的灰度值相减，得到差值记为，当| α」〉!；时，则认为该两个像素点所处位置为凹点，II为取绝对值符号，所述的主控制器统计一行像素点中凹点的数量，将其记为Ν，如果则判定为出现断线情况，如果Ν < Ν ρ则判定为出现断纸情况，如果N > %，则判定为正常生产情况，当出现断线情况或者断纸情况时，所述的主控制器控制所述的变频器停止工作，所述的电机停止工作。
[0016]所述的主控制器包括型号为STM32F103R8的控制芯片、型号为JTAG20PIN的连接器、第一电阻、第二电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第一晶振、第二晶振、三极管、第一接口、用于接入显示屏的第二接口、第三接口、用于接入键盘的第四接口、用于接入感光器件的第五接口、第六接口和电池；所述的第一接口、所述的第二接口和所述的第五接口均为8pin接口，所述的第三接口和所述的第六接口均为2pin接口，所述的第四接口为lOpin接口 ；
[0017]所述的控制芯片的第1脚、所述的电池的正极和所述的第六接口的第1脚连接，所述的电池的负极接地；所述的控制芯片的第3脚、所述的第三电容的一端和所述的第一晶振的一端连接；所述的控制芯片的第4脚、所述的第一电容的一端和所述的第一晶振的另一端连接；所述的控制芯片的第5脚、所述的第二电容的一端和所述的第二晶振的一端连接；所述的控制芯片的第6脚、所述的第四电容的一端和所述的第二晶振的另一端连接；所述的第一电容的另一端、所述的第三电容的另一端、所述的第二电容的另一端和所述的第四电容的另一端连接后接地；所述的控制芯片的第7脚、所述的连接器的第15脚和所述的第五电容的一端连接，所述的第五电容的另一端和所述的控制芯片的第12脚连接后接地；所述的控制芯片的第8脚和所述的第四接口的第7脚连接；所述的控制芯片的第11脚和所述的第四接口的第8脚连接；
[0018]所述的控制芯片的第13脚、第19脚、第32脚、第48脚和第64脚分别接入3.3V电压；所述的控制芯片的第14脚和所述的第五接口的第4脚连接，所述的控制芯片的第15脚和所述的第五接口的第6脚连接，所述的控制芯片的第16脚和所述的第五接口的第2脚连接；所述的控制芯片的第18脚、第28脚、第31脚、第47脚和第63脚分别接地；所述的控制芯片的第20脚和所述的第一接口的第3脚连接，所述的控制芯片的第21脚和所述的第一接口的第4脚连接，所述的控制芯片的第24脚和所述的第一接口的第2脚连接，所述的控制芯片的第25脚和所述的第一接口的第7脚连接，所述的控制芯片的第29脚和所述的第一接口的第5脚连接，所述的控制芯片的第30脚和所述的第一接口的第6脚连接，所述的第一接口的第1脚接入5V电压，所述的第一接口的第8脚接地；所述的控制芯片的第33脚和所述的第二接口的第7脚连接，所述的控制芯片的第34脚和所述的第二接口的第4脚连接，所述的控制芯片的第36脚和所述的第二接口的第3脚连接，所述的控制芯片的第37脚和所述的第二接口的第6脚连接，所述的控制芯片的第38脚和所述的第二接口的第5脚连接，所述的第二接口的第1脚和所述的第五接口的第8脚连接后接入3.3V电压，所述的第二接口的第2脚、所述的第六电容的一端、所述的第五接口的第1脚、第3脚、第5脚和第7脚连接后接地，所述的第六电容的另一端接入3.3V电压；
[0019]所述的控制芯片的第39脚和所述的第二电阻的一端连接，所述的第二电阻的另一端和所述的三极管的基极连接，所述的三极管的集电极和所述的第二接口的第8脚连接，所述的三极管的发射极接地；所述的控制芯片的第46脚和所述的连接器的第7脚连接，所述的控制芯片的第49脚和所述的连接器的第9脚连接，所述的控制芯片的第50脚和所述的连接器的第5脚连接，所述的控制芯片的第51脚和所述的第四接口的第1脚连接，所述的控制芯片的第52脚和所述的第四接口的第2脚连接，所述的控制芯片的第53脚和所述的第四接口的第3脚连接，所述的控制芯片的第54脚和所述的第四接口的第4脚连接，所述的控制芯片的第55脚和所述的连接器的第13脚连接，所述的控制芯片的第56脚和所述的连接器的第3脚连接，所述的控制芯片的第60脚、所述的第一电阻的一端和所述的第三接口的第1脚连接，所述的第三接口的第2脚接地，所述的第一电阻的另一端、所述的第六接口的第2脚和所述的控制芯片的第64脚连接；所述的控制芯片的第61脚和所述的第四接口的第5脚连接，所述的控制芯片的第62脚和所述的第四接口的第6脚连接，所述的连接器的第1脚、第2脚和第19脚分别接入3.3V电压，所述的连接器的第8脚、第10脚、第12脚、第14脚、第16脚、第18脚和第20脚连接后接地，所述的第四接口的第9脚和第10脚均接地。该主控制器电路结构简单、功耗低，具有很好的实时性、接口丰富易于扩展。
[0020]所述的检测装置还包括稳压模块，所述的稳压模块包括型号为LM1117的第二芯片、第七电容、第八电容、第九电容、第十电容、第i^一电容、第十二电容、第十三电容、第十四电容、第十五电容和第十六电容，所述的第二芯片的第3脚接入5V电压，所述的第二芯片的第1脚接地，所述的第七电容的一端、所述的第八电容的一端、所述的第九电容的一端、所述的第十电容的一端、所述的第十一电容的一端、所述的第十二电容的一端、所述的第十三电容的一端、所述的第十四电容的一端、所述的第十五电容的一端和所述的第十六电容的一端连接后接地，所述的第二芯片的第2脚、所述的第七电容的另一端、所述的第八电容的另一端、所述的第九电容的另一端、所述的第十电容的另一端、所述的第十一电容的另一端、所述的第十二电容的另一端、所述的第十三电容的另一端、所述的第十四电容的另一端、所述的第十五电容的另一端和所述的第十六电容的另一端连接且其连接端输出3.3V电压。该稳压模块电路输出电压稳定、功耗小。
[0021]所述的第二接口连接有三寸TFT显示屏，所述的第四接口连接有八按键面板。该结构实现人际互动功能，提高可操作性。
[0022]所述的纯色背景板为白色背景板，所述的恒定光源为一组并行排列的LED光源，所述的感光器件为线性CCD或者摄像头。该结构光照强度受生产环境影响小，感光数据稳定，检测成功率高。
[0023]与现有技术相比，本发明的检测装置的优点在于通过恒定光源将纸草的影像投射到纯色背景板上，通过感光器件实时采集获取纯色背景板上纸草影像中至少一行与纸草行进方向垂直的感光数据并将感光数据传送给主控制器，主控制器将每行感光数据转换为一行像素点的灰度值并将一行像素点的灰度值中连续的两个像素点的灰度值相减，得到差值记为a i，主控制器中设置有第一阈值?；、第二阈值凡和第三阈值N ^ ?；的取值范围为3?10，凡的取值范围为3?6，^的取值范围为6?10 ;当| a i | >1；时，则认为该两个像素点所处位置为凹点，I I为取绝对值符号，所述的主控制器统计一行像素点中凹点的数量，将其记为N，如果NCNd，则判定为出现断线情况，如果N ( N i，则判定为出现断纸情况，如果N > %，则判定为正常生产情况，当出现断线情况或者断纸情况时，主控制器控制变频器停止工作，电机停止工作，由此实现纸草生产线上断线和断纸情况的检测以及在断线和断纸情况出现后纸草生产线的及时停产，由此提高纸草合格品率和生产效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1(a)为断线情况下，一行感光数据的灰度值曲线；
[0025]图1(b)为断纸情况下，一行感光数据的灰度值曲线；
[0026]图1(c)为正常生产情况下，一行感光数据的灰度值曲线；
[0027]图2为本发明检测装置的结构示意图；
[0028]图3为本发明检测装置的主控制器的电路图；
[0029]图4为本发明检测装置的稳压模块的电路图；
【具体实施方式】
[0030]以下结合附图实施例对本发明的检测方法作进一步详细描述。
[0031]实施例一:一种用于纸草生产线的断线和断纸检测方法，包括以下步骤:
[0032]①将一块纯色背景板设置在纸草生产线上纸草的一侧，将一恒定光源和感光器件设置在纸草的另一侧；
[0033]②开启恒定光源将纸草影像投射到纯色背景板上，采用感光器件实时获取纯色背景板上纸草影像中至少一行与纸草行进方向垂直的感光数据；
[0034]③将感光器件获取的每行感光数据转换为一行像素点的灰度值；
[0035]④依次将一行像素点的灰度值中连续的两个像素点的灰度值相减，得到差值记为Qi，当I aj〉!；时，则认为该两个像素点所处位置为凹点，I I为取绝对值符号，h的取值为3 ；
[0036]⑤统计一行像素点中凹点的数量，将其记为N，如果，则判定为出现断线情况，如果凡彡N ( N i，则判定为出现断纸情况，如果N > %，则判定为正常生产情况，凡的取值为3，&的取值为6。
[0037]本实施例中，纯色背景板为白色背景板，恒定光源为一组并行排列的LED光源，感光器件为线性CCD或者摄像头。
[0038]本实施例中，以白色背景板和线性(XD或者摄像头采集一行感光数据(垂直于纸草行进方向，从左至右的一组感光强度数据)，当出现断线时，转换后的一组灰度值是一条比较平缓的曲线，如图1(a)所示；当出现断纸，只有纤维线时，是一条出现一个微小凹点的曲线，如图1(b)所示；而正常情况下(带状纸成功绕卷在纤维线上)，是一条具有明显凹点的曲线，如图1(c)所示。
[0039]实施例二:一种用于纸草生产线的断线和断纸检测方法，包括以下步骤:
[0040]①将一块纯色背景板设置在纸草生产线上纸草的一侧，将一恒定光源和感光器件设置在纸草的另一侧；
[0041]②开启恒定光源将纸草影像投射到纯色背景板上，采用感光器件实时获取纯色背景板上纸草影像中至少一行与纸草行进方向垂直的感光数据；
[0042]③将感光器件获取的每行感光数据转换为一行像素点的灰度值；
[0043]④依次将一行像素点的灰度值中连续的两个像素点的灰度值相减，得到差值记为Qi，当I aj〉!；时，则认为该两个像素点所处位置为凹点，I I为取绝对值符号，h的取值为10 ；
[0044]⑤统计一行像素点中凹点的数量，将其记为N，如果，则判定为出现断线情况，如果凡彡N ( N i，则判定为出现断纸情况，如果N > %，则判定为正常生产情况，凡的取值为6，&的取值为10。
[0045]本实施例中，纯色背景板为白色背景板，恒定光源为一组并行排列的LED光源，感光器件为线性CCD或者摄像头。
[0046]本实施例中，以白色背景板和线性(XD或者摄像头采集一行感光数据(垂直于纸草行进方向，从左至右的一组感光强度数据)，当出现断线时，转换后的一组灰度值是一条比较平缓的曲线，如图1(a)所示；当出现断纸，只有纤维线时，是一条出现一个微小凹点的曲线，如图1(b)所示；而正常情况下(带状纸成功绕卷在纤维线上)，是一条具有明显凹点的曲线，如图1(c)所示。
[0047]本发明的检测方法中，每行像素点中通常包括128个像素点，TQ、NQ和N J同的取值可以调整检测方法的灵敏度。
[0048]本发明还提供了一种用于纸草生产线的断线和断纸检测装置，以下结合附图实施例对本发明的检测装置作进一步详细描述。
[0049]实施例:如图2所示，一种用于纸草生产线的断线和断纸检测装置，包括用于设置在纸草1 一侧的纯色背景板2、用于设置在纸草1另一侧的恒定光源3和感光器件4、主控制器5和用于控制纸草生产线上的电机6的变频器7，变频器7和感光器件4分别与主控制器5连接，主控制器5中设置有第一阈值?；、第二阈值凡和第三阈值Ν ρ ?；的取值为3，N。的取值为3，\的取值为6 ;恒定光源3将纸草1影像投射到纯色背景板2上，感光器件4实时获取纯色背景板上纸草影像中至少一行与纸草1行进方向垂直的感光数据8并将感光数据8传送给主控制器5，主控制器5将每行感光数据8转换为一行像素点的灰度值并依次将一行像素点的灰度值中连续的两个像素点的灰度值相减，得到差值记为^，当| α」〉!；时，则认为该两个像素点所处位置为凹点，| |为取绝对值符号，主控制器5统计一行像素点中凹点的数量，将其记为Ν，如果则判定为出现断线情况，如果Ν < Ν ρ则判定为出现断纸情况，如果N > %，则判定为正常生产情况，当出现断线情况或者断纸情况时，主控制器5驱动变频器7控制电机6停止工作。
[0050]如图3所示，本实施例中，主控制器5包括型号为STM32F103R8的控制芯片U1、型号为JTAG20PIN的连接器JTAG1、第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第一晶振Y1、第二晶振Y2、三极管Q1、第一接口 J1、用于接入显示屏的第二接口 J2、第三接口 J3、用于接入键盘的第四接口 J4、用于接入感光器件的第五接口 J5、第六接口 J6和电池BT1 ;第一接口 J1、第二接口 J2和第五接口 J5均为8pin接口，第三接口 J3和第六接口 J6均为2pin接口，第四接口 J4为lOpin接P ;
[0051]控制芯片U1的第1脚、电池BT1的正极和第六接口 J6的第1脚连接，电池BT1的负极接地；控制芯片U1的第3脚、第三电容C3的一端和第一晶振Y1的一端连接；控制芯片U1的第4脚、第一电容C1的一端和第一晶振Y1的另一端连接；控制芯片U1的第5脚、第二电容C2的一端和第二晶振Y2的一端连接；控制芯片U1的第6脚、第四电容C4的一端和第二晶振Y2的另一端连接；第一电容C1的另一端、第三电容C3的另一端、第二电容C2的另一端和第四电容C4的另一端连接后接地；控制芯片U1的第7脚、连接器JTAG1的第15脚和第五电容C5的一端连接，第五电容C5的另一端和控制芯片U1的第12脚连接后接地；控制芯片U1的第8脚和第四接口 J4的第7脚连接；控制芯片U1的第11脚和第四接口 J4的第8脚连接；
[0052]控制芯片U1的第13脚、第19脚、第32脚、第48脚和第64脚分别接入3.3V电压；控制芯片U1的第14脚和第五接口 J5的第4脚连接，控制芯片U1的第15脚和第五接口 J5的第6脚连接，控制芯片U1的第16脚和第五接口 J5的第2脚连接；控制芯片U1的第18脚、第28脚、第31脚、第47脚和第63脚分别接地；控制芯片U1的第20脚和第一接口 J1的第3脚连接，控制芯片U1的第21脚和第一接口 J1的第4脚连接，控制芯片U1的第24脚和第一接口 J1的第2脚连接，控制芯片U1的第25脚和第一接口 J1的第7脚连接，控制芯片U1的第29脚和第一接口 J1的第5脚连接，控制芯片U1的第30脚和第一接口 J1的第6脚连接，第一接口 J1的第1脚接入5V电压，第一接口 J1的第8脚接地；控制芯片U1的第33脚和第二接口 J2的第7脚连接，控制芯片U1的第34脚和第二接口 J2的第4脚连接，控制芯片U1的第36脚和第二接口 J2的第3脚连接，控制芯片U1的第37脚和第二接口 J2的第6脚连接，控制芯片U1的第38脚和第二接口 J2的第5脚连接，第二接口 J2的第1脚和第五接口 J5的第8脚连接后接入3.3V电压，第二接口 J2的第2脚、第六电容C6的一端、第五接口 J5的第1脚、第3脚、第5脚和第7脚连接后接地，第六电容C6的另一端接入3.3V电压；
[0053]控制芯片U1的第39脚和第二电阻R2的一端连接，第二电阻R2的另一端和三极管Q1的基极连接，三极管Q1的集电极和第二接口 J2的第8脚连接，三极管Q1的发射极接地；控制芯片U1的第46脚和连接器JTAG1的第7脚连接，控制芯片U1的第49脚和连接器JTAG1的第9脚连接，控制芯片U1的第50脚和连接器JTAG1的第5脚连接，控制芯片U1的第51脚和第四接口 J4的第1脚连接，控制芯片U1的第52脚和第四接口 J4的第2脚连接，控制芯片U1的第53脚和第四接口 J4的第3脚连接，控制芯片U1的第54脚和第四接口J4的第4脚连接，控制芯片U1的第55脚和连接器JTAG1的第13脚连接，控制芯片U1的第56脚和连接器JTAG1的第3脚连接，控制芯片U1的第60脚、第一电阻R1的一端和第三接口 J3的第1脚连接，第三接口 J3的第2脚接地，第一电阻R1的另一端、第六接口 J6的第2脚和控制芯片U1的第64脚连接；控制芯片U1的第61脚和第四接口 J4的第5脚连接，控制芯片U1的第62脚和第四接口 J4的第6脚连接，连接器JTAG1的第1脚、第2脚和第19脚分别接入3.3V电压，连接器JTAG1的第8脚、第10脚、第12脚、第14脚、第16脚、第18脚和第20脚连接后接地，第四接口 J4的第9脚和第10脚均接地。
[0054]本实施例中，检测装置还包括稳压模块，如图4所示，稳压模块包括型号为LM1117的第二芯片U2、第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9、第十电容C10、第^^一电容C11、第十二电容C12、第十三电容C13、第十四电容C14、第十五电容C15和第十六电容C16，第二芯片U2的第3脚接入5V电压，第二芯片U2的第1脚接地，第七电容C7的一端、第八电容C8的一端、第九电容C9的一端、第十电容C10的一端、第^^一电容C11的一端、第十二电容C12的一端、第十三电容C13的一端、第十四电容C14的一端、第十五电容C15的一端和第十六电容C16的一端连接后接地，第二芯片U2的第2脚、第七电容C7的另一端、第八电容C8的另一端、第九电容C9的另一端、第十电容C10的另一端、第十一电容C11的另一端、第十二电容C12的另一端、第十三电容C13的另一端、第十四电容C14的另一端、第十五电容C15的另一端和第十六电容C16的另一端连接且其连接端输出3.3V电压。
[0055]本实施例中，第二接口 J2连接有三寸TFT显示屏，第四接口 J4连接有八按键面板。主控制器可将检测结果通过三寸TFT显示屏显示出来，操作人员也可通过八按键面板来调整主控制器内部数据，实现人机交互。
[0056]本实施例中，纯色背景板2为白色背景板，恒定光源3为一组并行排列的LED光源，感光器件4为线性(XD或者摄像头，变频器7采用台创M2 100系列变频器，主控制器中的5V电压直接由台创M2 100变频器提供，3.3V电压由稳压模块将台创M2 100变频器提供的5V电压降压后提供。
[0057]实施例二:本实施例与实施例一基本相同，区别仅在于本实施例中?；的取值为10，N。的取值为6，N工的取值为10。
[0058]本发明的检测装置中，每行像素点中通常包括128个像素点，TQ、NQ和N J同的取值可以调整检测装置的灵敏度。
【权利要求】
1.一种用于纸草生产线的断线和断纸检测方法，其特征在于包括以下步骤: ①将一块纯色背景板设置在纸草生产线上纸草的一侧，将一恒定光源和感光器件设置在纸草的另一侧； ②开启所述的恒定光源将纸草影像投射到所述的纯色背景板上，采用所述的感光器件实时获取纯色背景板上纸草影像中至少一行与纸草行进方向垂直的感光数据； ③将感光器件获取的每行感光数据转换为一行像素点的灰度值； ④依次将一行像素点的灰度值中连续的两个像素点的灰度值相减，得到差值记为ai，当I α时，则认为该两个像素点所处位置为凹点，I I为取绝对值符号，T ^的取值范围为3 ?10 ; ⑤统计一行像素点中凹点的数量，将其记为N，如果KNtl,则判定为出现断线情况，如果N0^ N ^ N i，则判定为出现断纸情况，如果N > N1,则判定为正常生产情况，Ntl的取值范围为3?6，N1的取值范围为6?10。
2.根据权利要求1所述的一种用于纸草生产线的断线和断纸检测方法，其特征在于所述的纯色背景板为白色背景板，所述的恒定光源为一组并行排列的LED光源，所述的感光器件为线性CCD或者摄像头。
3.一种用于纸草生产线的断线和断纸检测装置，其特征在于包括用于设置在纸草一侧的纯色背景板、用于设置在纸草另一侧的恒定光源和感光器件、主控制器和用于控制纸草生产线上的电机的变频器，所述的变频器和所述的感光器件分别与所述的主控制器连接，所述的主控制器中设置有第一阈值Ttl、第二阈值Ntl和第三阈值N i，Ttl的取值范围为3?10，Ntl的取值范围为3?6，N i的取值范围为6?10 ;所述的恒定光源将纸草影像投射到所述的纯色背景板上，所述的感光器件实时获取纯色背景板上纸草影像中至少一行与纸草行进方向垂直的感光数据并将感光数据传送给所述的主控制器，所述的主控制器将每行感光数据转换为一行像素点的灰度值并依次将一行像素点的灰度值中连续的两个像素点的灰度值相减，得到差值记为a i，当I a i IXTci时，则认为该两个像素点所处位置为凹点，I I为取绝对值符号，所述的主控制器统计一行像素点中凹点的数量，将其记为N，如果KNtl，则判定为出现断线情况，如果NtlS N ( N i，则判定为出现断纸情况，如果N > N1,则判定为正常生产情况，当出现断线情况或者断纸情况时，所述的主控制器控制所述的变频器停止工作，所述的电机停止工作。
4.根据权利要求3所述的一种用于纸草生产线的断线和断纸检测装置，其特征在于所述的主控制器包括型号为STM32F103R8的控制芯片、型号为JTAG20PIN的连接器、第一电阻、第二电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第一晶振、第二晶振、三极管、第一接口、用于接入显示屏的第二接口、第三接口、用于接入键盘的第四接口、用于接入感光器件的第五接口、第六接口和电池；所述的第一接口、所述的第二接口和所述的第五接口均为8pin接口，所述的第三接口和所述的第六接口均为2pin接口，所述的第四接口为1pin接口 ； 所述的控制芯片的第I脚、所述的电池的正极和所述的第六接口的第I脚连接，所述的电池的负极接地；所述的控制芯片的第3脚、所述的第三电容的一端和所述的第一晶振的一端连接；所述的控制芯片的第4脚、所述的第一电容的一端和所述的第一晶振的另一端连接；所述的控制芯片的第5脚、所述的第二电容的一端和所述的第二晶振的一端连接；所述的控制芯片的第6脚、所述的第四电容的一端和所述的第二晶振的另一端连接；所述的第一电容的另一端、所述的第三电容的另一端、所述的第二电容的另一端和所述的第四电容的另一端连接后接地；所述的控制芯片的第7脚、所述的连接器的第15脚和所述的第五电容的一端连接，所述的第五电容的另一端和所述的控制芯片的第12脚连接后接地；所述的控制芯片的第8脚和所述的第四接口的第7脚连接；所述的控制芯片的第11脚和所述的第四接口的第8脚连接； 所述的控制芯片的第13脚、第19脚、第32脚、第48脚和第64脚分别接入3.3V电压；所述的控制芯片的第14脚和所述的第五接口的第4脚连接，所述的控制芯片的第15脚和所述的第五接口的第6脚连接，所述的控制芯片的第16脚和所述的第五接口的第2脚连接；所述的控制芯片的第18脚、第28脚、第31脚、第47脚和第63脚分别接地；所述的控制芯片的第20脚和所述的第一接口的第3脚连接，所述的控制芯片的第21脚和所述的第一接口的第4脚连接，所述的控制芯片的第24脚和所述的第一接口的第2脚连接，所述的控制芯片的第25脚和所述的第一接口的第7脚连接，所述的控制芯片的第29脚和所述的第一接口的第5脚连接，所述的控制芯片的第30脚和所述的第一接口的第6脚连接，所述的第一接口的第I脚接入5V电压，所述的第一接口的第8脚接地；所述的控制芯片的第33脚和所述的第二接口的第7脚连接，所述的控制芯片的第34脚和所述的第二接口的第4脚连接，所述的控制芯片的第36脚和所述的第二接口的第3脚连接，所述的控制芯片的第37脚和所述的第二接口的第6脚连接，所述的控制芯片的第38脚和所述的第二接口的第5脚连接，所述的第二接口的第I脚和所述的第五接口的第8脚连接后接入3.3V电压，所述的第二接口的第2脚、所述的第六电容的一端、所述的第五接口的第I脚、第3脚、第5脚和第7脚连接后接地，所述的第六电容的另一端接入3.3V电压； 所述的控制芯片的第39脚和所述的第二电阻的一端连接，所述的第二电阻的另一端和所述的三极管的基极连接，所述的三极管的集电极和所述的第二接口的第8脚连接，所述的三极管的发射极接地；所述的控制芯片的第46脚和所述的连接器的第7脚连接，所述的控制芯片的第49脚和所述的连接器的第9脚连接，所述的控制芯片的第50脚和所述的连接器的第5脚连接，所述的控制芯片的第51脚和所述的第四接口的第I脚连接，所述的控制芯片的第52脚和所述的第四接口的第2脚连接，所述的控制芯片的第53脚和所述的第四接口的第3脚连接，所述的控制芯片的第54脚和所述的第四接口的第4脚连接，所述的控制芯片的第55脚和所述的连接器的第13脚连接，所述的控制芯片的第56脚和所述的连接器的第3脚连接，所述的控制芯片的第60脚、所述的第一电阻的一端和所述的第三接口的第I脚连接，所述的第三接口的第2脚接地，所述的第一电阻的另一端、所述的第六接口的第2脚和所述的控制芯片的第64脚连接；所述的控制芯片的第61脚和所述的第四接口的第5脚连接，所述的控制芯片的第62脚和所述的第四接口的第6脚连接，所述的连接器的第I脚、第2脚和第19脚分别接入3.3V电压，所述的连接器的第8脚、第10脚、第12脚、第14脚、第16脚、第18脚和第20脚连接后接地，所述的第四接口的第9脚和第10脚均接地。
5.根据权利要求3所述的一种用于纸草生产线的断线和断纸检测装置，其特征在于所述的检测装置还包括稳压模块，所述的稳压模块包括型号为LM1117的第二芯片、第七电容、第八电容、第九电容、第十电容、第i^一电容、第十二电容、第十三电容、第十四电容、第十五电容和第十六电容，所述的第二芯片的第3脚接入5V电压，所述的第二芯片的第I脚接地，所述的第七电容的一端、所述的第八电容的一端、所述的第九电容的一端、所述的第十电容的一端、所述的第十一电容的一端、所述的第十二电容的一端、所述的第十三电容的一端、所述的第十四电容的一端、所述的第十五电容的一端和所述的第十六电容的一端连接后接地，所述的第二芯片的第2脚、所述的第七电容的另一端、所述的第八电容的另一端、所述的第九电容的另一端、所述的第十电容的另一端、所述的第十一电容的另一端、所述的第十二电容的另一端、所述的第十三电容的另一端、所述的第十四电容的另一端、所述的第十五电容的另一端和所述的第十六电容的另一端连接且其连接端输出3.3V电压。
6.根据权利要求5所述的一种用于纸草生产线的断线和断纸检测装置，其特征在于所述的第二接口连接有三寸TFT显示屏，所述的第四接口连接有八按键面板。
7.根据权利要求3所述的一种用于纸草生产线的断线和断纸检测装置，其特征在于所述的纯色背景板为白色背景板，所述的恒定光源为一组并行排列的LED光源，所述的感光器件为线性CCD或者摄像头。
【文档编号】B65H26/00GK104495471SQ201410725660
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月3日 优先权日:2014年12月3日
【发明者】蓝艇, 史旭华, 谢建军, 邬杨波, 刘慰 申请人:宁波大学