纱线飞拍与检测及处理方法、装置与流程

本发明属于纺织行业技术领域，具体涉及一种纱线飞拍与检测及处理方法、装置。

背景技术：

在当前的纺织行业的纱线生产工艺中，纱线的材质种类繁多，规格也各不相同，后序的浆纱的工艺也非常复杂，纱线在做成织轴，在上织布机之后，需要进行分绞，分纱，穿综拨筘的工序，由于这一段工序需要引入自动化设备，因此需要纱线的尺寸与质量检测，这是在纱线自动分绞机，自动穿经机上必须要使用的一项关键技术。

现在自动分绞机由于其纱线检测技术不成熟，一般都没有配置这个功能，采取的是机械式盲选方式，即不论纱线的实际规格，直径，质量，只要在机械尺寸上符合的，就用分绞头分离出纱线，计数，并穿过分绞线，从而造成千分之五左右的误选，一个10000根织轴下来就有50到100根分绞错误，这些错误的纱线还需要人工手动处理，因此造成时间与人工的浪费，如果人工没有检查出来，会造成织出来的布料报废，损失更多。

在自动穿经机上面，有的应用场合配置了图像检测系统，但是都只有一个ccd图像传感器，只能在2d图像上进行识别与检测，能够检测到的东西很有限，不能检测出来多根纱线，没有办法检测出纱线变形量，也不能检测出材质，检测出来的线径也是不准确的，所以会造成纱线在检测时的误判断。同时，这个检测方案需要纱线静止时拍照，也不能预先处理纱线，因此效率也比较低下，每小时至多处理几千根纱线，一个织轴需要较长的处理时间，制约着下道工序的产能。除此之外，在传统的纺织工序中，对于纱线的质量检测一般都是织成布料之后再进行检测，没有在纱线织造阶段就对纱线进行检测，即使有，也是很小一部分以人工抽样检测的方式实施。这是因为在一个纱线织轴上，纱线的数量非常多，一般是1万到2万根左右，在没有高效率，高可靠性的自动检测技术时，逐根检测的工作量非常大，也没有办法将相近品种的纱线分辨出来，因此现阶段都是采取抽检或者制成布料之后再检，这样子会造成很大的浪费，以及很大的误检率。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种纱线飞拍与检测及处理方法、装置，以解决现有技术中无法对移动的纱线进行检测以及纱线检测率低的问题。

为实现以上目的，本发明采用如下技术方案：一种纱线飞拍与检测及处理方法，包括：

以设定的角度对待检测纱线进行拍摄，获取待检测纱线的图像；

分析所述待检测纱线的图像，以获取所述待检测纱线的几何形态以及放置状态；

将所述待检测纱线的几何形态与标准纱线的几何形态进行对比，以及，将所述待检测纱线的放置状态与标准纱线的放置状态进行对比；根据对比结果确定所述待检测纱线的几何形态，以及对所述待检测纱线进行处理。

进一步的，以设定的角度对待检测纱线进行拍摄，获取待检测纱线的图像，包括：

采用ccd图像传感器以设定的角度对待检测纱线进行拍摄；

获取所述待检测纱线的图像。

进一步的，所述采用ccd图像传感器以设定的角度对待检测综丝进行拍摄，包括：

采用第一ccd图像传感器对所述待检测纱线进行预拍摄；

对预拍摄的待检测纱线进行位置补偿；

采用第二ccd图像传感器和第三ccd图像传感器分别以不同的角度对待检测纱线进行拍摄。

进一步的，所述分析所述待检测纱线的图像，包括：

根据所述待检测纱线的图像，获取所述待检测纱线的图像数据；

对所述图像数据进行3d图像建模处理，以获取待检测纱线的几何形态以及放置状态。

进一步的，所述对所述3d图像数据进行3d图像建模处理，包括：

提取所述第一ccd图像传感器拍摄获取的第一待检测纱线轮廓，提取第二ccd图像传感器拍摄获取的第二待检测纱线轮廓；

对所述第一待检测纱线轮廓、第二待检测纱线轮廓进行密集匹配；

根据密集匹配结果获取3d图像数据。

进一步的，所述根据对比结果对所述待检测纱线进行处理，包括：

丢弃所述待检测纱线的几何形态与所述标准纱线的几何形态不符的待检测纱线；以及调整所述待检测纱线的放置状态与所述标准纱线的放置状态不符的待检测纱线。

进一步的，所述待检测纱线的几何形态包括：

纱线的根数、纱线的线径尺寸、纱线的颜色、纱线的捻向以及纱线种类。

本申请提供一种纱线飞拍检测与处理装置，包括：

第一获取模块，用于以设定的角度对待检测纱线进行拍摄，获取待检测纱线的图像；

第二获取模块，用于分析所述待检测纱线的图像，以获取所述待检测纱线的几何形态以及放置状态

检测及处理模块，将所述待检测纱线的几何形态与标准纱线的几何形态进行对比，以及，将所述待检测纱线的放置状态与标准纱线的放置状态进行对比；根据对比结果确定所述待检测纱线的几何形态，以及对所述待检测纱线进行处理。

进一步的，还包括：

预处理模块，用于对待检测纱线进行预拍摄，并对预拍摄的待检测纱线进行排序；

补偿模块，用于对预拍摄的待检测纱线进行位置补偿。

进一步的，所述待检测纱线的几何形态包括：

纱线的根数、纱线的线径尺寸、纱线的颜色、纱线的捻向以及纱线种类。

本发明采用以上技术方案，能够达到的有益效果包括：

本发明可以有效提高2～3倍对纱线的检测效率，提高检出可靠性与精度，以及增加检出种类，是对纱线工艺质量控制有相当的提高作用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种纱线飞拍与检测及处理方法的步骤示意图；

图2为本发明提供的ccd图像传感器对纱线进行拍摄的示意图；

图3为本发明提供的ccd图像传感器对纱线进行拍摄的示意图；

图4为本发明提供的3d图像数据进行3d图像建模处理的步骤示意图；

图5为本发明提供的一种纱线飞拍检测与处理装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

下面结合附图介绍本申请实施例中提供的一个具体的纱线飞拍与检测及处理方法。

如图1所示，本申请实施例中提供的纱线飞拍与检测及处理方法，包括：

s101，以设定的角度对待检测纱线进行拍摄，获取待检测纱线的图像；

s102，分析所述待检测纱线的图像，以获取所述待检测纱线的几何形态以及放置状态；

s103，将所述待检测纱线的几何形态与标准纱线的几何形态进行对比，以及，将所述待检测纱线的放置状态与标准纱线的放置状态进行对比；根据对比结果确定所述待检测纱线的几何形态，以及对所述待检测纱线进行处理。

纱线飞拍与检测及处理方法的工作原理为：以设定的角度对待检测纱线进行拍摄，获取待检测纱线的图像；分析所述待检测纱线的图像，以获取所述待检测纱线的几何形态以及放置状态；将所述待检测纱线的几何形态与标准纱线的几何形态进行对比，以及，将所述待检测纱线的放置状态与标准纱线的放置状态进行对比；根据对比结果确定所述待检测纱线的几何形态，以及对所述待检测纱线进行处理。

具体的，在实际检测过程中，其中以设定的角度可以是工作人员或是纺织机按照实际需要进行与设定的角度。本申请中在分析所述待检测纱线的图像，以获取所述待检测纱线的几何形态以及放置状态，采用图像处理技术、几何形态处理算法以及运动补偿算法对所述待检测纱线的图像进行分析，获取待检测纱线的几何形态以及放置状态，利用上述算法可以有效提升2～3倍检测效率，提高检出可靠性与精度，以及增加检出种类，对纱线工艺质量控制相当的提高作用。

具体的，本申请中根据标准纱线的几何状态确定待检测纱线的几何状态，也就是说将待检测纱线的几何状态与标准纱线的几何状态进行对比从而确定待检测纱线的几何状态。同理，将待检测纱线的位置状态与标准纱线的位置状态进行对比，当待检测纱线的位置状态与标准纱线的位置状态不符的时候说明待检测纱线需要处理。

本申请通过上述技术方案，对纱线进行处理，解决了纱线在织造工艺阶段的品质控制难题，可以自动识别与筛选出多根纱线，测量出纱线的线径尺寸，判断纱线的颜色，判断纱线的捻向，以及在多种纱线混用的场合能够准确识别出纱线种类，提高了纺织行业在织布工序的良品率。

一些实施例中，以设定的角度对待检测纱线进行拍摄，获取待检测纱线的图像，包括：

采用ccd图像传感器以设定的角度对待检测纱线进行拍摄；

获取所述待检测纱线的图像。

需要说明的是，ccd(charge-coupleddevice，电荷耦合器件)是一种用电荷量表示信号大小、用耦合方式传输信号的探测元件，具有自扫描、感受波谱范围宽、畸变小、体积小、重量轻、系统噪声低、功耗小、寿命长以及可靠性高等一系列优点，并可做成集成度非常高的组合件，是一种新型半导体器件。

具体的，本发明采用了飞行拍摄的成像技术与位置补偿算法，在相机拍照过程中，纱线处于移动状态，并对光源进行亮度与频闪控制，同时读取纱线实时位置，并由处理算法进行纱线位置补偿，补偿后可以达到1/4纱线直径的位置精度。在使用了飞行拍摄算法之后，纱线的检测时不用纱线完全停止，检测效率大大提高，可以达到每秒10根纱线的检测效率。本申请中ccd图像传感器，可以通过光源辅助照射，以更好的获取待处理图像。通过实际测试，当算法运行时，cpu占用率达到75％，图像传感器处于连续不间断取图的状态，结果输出保持在每秒10根纱线左右。

如图2和图3所示，所述采用ccd图像传感器以设定的角度对待检测综丝进行拍摄，包括：

采用第一ccd图像传感器对所述待检测纱线进行预拍摄；

对预拍摄的待检测纱线进行位置补偿；

采用第二ccd图像传感器和第三ccd图像传感器分别以不同的角度对待检测纱线进行拍摄。

优选的，所述分析所述待检测纱线的图像，包括：

根据所述待检测纱线的图像，获取所述待检测纱线的图像数据；

对所述图像数据进行3d图像建模处理，以获取待检测纱线的几何形态以及放置状态。

具体的，第一ccd图像传感器为前置ccd图像传感器对等待处理的纱线进行预拍照，然后将这些纱线预先处理并排序，提高3d成像时的处理效率。使用了第二ccd图像传感器和第三ccd图像传感器，按设计的两个不同角度对同一组纱线进行两个角度采图，在图像算法上进行3d图像建模，这样能够更加准确测量出纱线直径，以及判断出纱线的质量。

具体的，如图4所示，所述对所述3d图像数据进行3d图像建模处理，包括：

提取所述第一ccd图像传感器拍摄获取的第一待检测纱线轮廓，提取第二ccd图像传感器拍摄获取的第二待检测纱线轮廓；

对所述第一待检测纱线轮廓、第二待检测纱线轮廓进行密集匹配；

根据密集匹配结果获取3d图像数据。

具体的，该算法是为了更精确测量纱线的直径数据，并能够更加准确判断出纱线的质量，使用了两个ccd传感器对同一根纱线，按成像角度进行同时拍摄，在算法中进行纱线3d建模，从而让测量数据更加准确，解决了非规则纱线2d测量的问题。

优选的，所述根据对比结果对所述待检测纱线进行处理，包括：

丢弃所述待检测纱线的几何形态与所述标准纱线的几何形态不符的待检测纱线；以及调整所述待检测纱线的放置状态与所述标准纱线的放置状态不符的待检测纱线。

需要说明的是，在检测到待检测纱线的几何形态与标准纱线的几何形态不符的时候，需要将待检测纱线丢弃或是调整，以免影响整个布匹的编织，当检测到待检测纱线的放置状态与标准纱线的放置状态不符的时候，需要将待检测纱线丢弃或是调整，这样避免了整个布匹在纺织过程中出现问题，提高了纺织成功率。

优选的，所述待检测纱线的几何形态包括：

纱线的根数、纱线的线径尺寸、纱线的颜色、纱线的捻向以及纱线种类。

待检测纱线的放置状态包括：纱线的形变，遮挡，缺损等。

本申请通过对待检测纱线的检测，可以自动识别与筛选出多根纱线，测量出纱线的线径尺寸，判断纱线的颜色，判断纱线的捻向，以及在多种纱线混用的场合能够准确识别出纱线种类，提高了纺织行业在织布工序的良品率。除此之外，本申请提供的技术方案才处理过程中还具有深度学习的功能，能够处理形变，遮挡，缺损之类的纱线检测，因此能够解决大部分纱线检测的问题。

本申请采用的技术方案可以达到每秒钟处理10根纱线，1小时可以处理超过3万根纱线。一个织轴有20000根左右的纱线，在一个小时内就可以完成检测，可以完全满足纺织生产效率的要求。

如图5所示，本申请提供一种纱线飞拍检测与处理装置，包括：

第一获取模块1，用于以设定的角度对待检测纱线进行拍摄，获取待检测纱线的图像；

第二获取模块2，用于分析所述待检测纱线的图像，以获取所述待检测纱线的几何形态以及放置状态

检测及处理模块3，将所述待检测纱线的几何形态与标准纱线的几何形态进行对比，以及，将所述待检测纱线的放置状态与标准纱线的放置状态进行对比；根据对比结果确定所述待检测纱线的几何形态，以及对所述待检测纱线进行处理。

本发明是为了解决纺织行业在织造工序中对纱线的质量检测问题而研发，可以适用于化纤，棉纺，晴纶、涤纶、粘纤、各种混纺等材质纱线，也能处理单股线、双股线、多股线等不同粗细的纱线，还能区分出单色、ab色、夹花色、段染色的纱线颜色，对于纱线的“整浆并”工序或者“分条整经”工序后的织轴纱线检测有相当的提升，可以直接应用于自动分绞机、自动穿经机等织造工序相关设备上，保证其后续工艺的纱线质量一致性，并且降低了机器的复杂程度，减少人工操作的工作量，以及提高纱线织造工序设备的自动化与智能化水平。

优选的，本申请提供的纱线飞拍检测与处理装置，还包括：

预处理模块，用于对待检测纱线进行预拍摄，并对预拍摄的待检测纱线进行排序；

补偿模块，用于在预拍摄的待检测纱线进行位置补偿。

需要说明的是，本申请将ccd图像采集单独开为3个线程，几个模块也是并行处理线程，这样子可以在ccd图像数据获取以后，预处理模块进行并行处理，最大效率上使用cpu的计算能力，在较短的时间内获得计算结果，最后进行输出。在进行检测及处理模块运行的同时，预处理模块进行下一根纱线的拍摄控制，同时将纱线移动到拍照位置，从而继续拍摄图像，在这个处理过程中，使获第一获取模块与检测及处理模块同时进行，并行处理，可以达到最高的计算效率。通过实际测试，当算法运行时，cpu占用率达到75％，第一ccd图像传感器、第二ccd图像传感器以及第三ccd图像传感器处于连续不间断取图的状态，结果输出保持在每秒10根纱线左右。

具体的，补偿模块是为了提高ccd图像传感器的拍照速度，同时又保证纱线的位置精度，图像的准确度，并且能够实时补偿纱线的位置偏差，还能在图像传输过程中继续移动至下一条纱线拍照位置。补偿模块能够更精确测量纱线的直径数据，并能够更加准确判断出纱线的质量，使用了两个ccd传感器对同一根纱线，按成像角度进行同时拍摄，在算法中进行纱线3d建模，从而让测量数据更加准确，解决了非规则纱线2d测量的问题。

本发明提供的技术方案通过了在线测试，在纱线处理可靠性上面，已经完全达到了穿经机的使用指标要求，在性能上已经超过了机器本身对于纱线识别效率的要求，因此可以认为该发明是完全可以满足自动分绞机，自动穿经机，以及相关的纱线行业应用的需要。

本发明提供的一种纱线飞拍与检测及处理方法、装置，可以有效提高2～3倍对纱线的检测效率，提高检出可靠性与精度，以及增加检出种类，是对纱线工艺质量控制有相当的提高作用。

可以理解的是，上述提供的方法实施例与上述的方法实施例对应，相应的具体内容可以相互参考，在此不再赘述。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的方法。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令方法的制造品，该指令方法实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。