一种基于多相机协同下运动纱线检测装置及图像对齐方法

本发明涉及纱线检测设备，具体为一种基于多相机协同下运动纱线检测装置及图像对齐方法。

背景技术：

1、纱线外观是人眼对纱线的直观视觉反映，其不仅影响纱线的强伸性能、光学性能、摩擦性能、可纺性，而且还影响织物外观质量、织物力学性能、织物手感、织物风格、染整工艺等。纱线条干和毛羽作为评价纱线外观质量最重要的两个参数指标，对其进行检测和分析是控制和改善纱线质量的必要条件。

2、根据中国专利号为cn202210408109.3提供的一种基于多相机系统的纱线三维检测装置，该文件包括机架、走线机构、光源发射器、支撑盘、导轨、调节机构、图像采集设备和调速电机，所述机架上侧安装有顶板，所述顶板上表面由边缘向中心依次安装有固定杆和两个陶瓷眼安装件，所述顶板内中心处开设有走纱孔，所述光源发射器数量为两个，其中一个所述光源发射器设于所述顶板下端面中心处，所述机架内侧安装有位于所述顶板下侧的支撑台，所述支撑盘安装于所述支撑台内，所述导轨固定安装于所述支撑盘上端。

3、但是该文件中提出的一种基于多相机系统的纱线三维检测装置的相机是需要从多方位对准从走纱孔内经过的纱线的，因此全部的相机都是朝向纱线，而当相机的镜头前粘上断线，或者需要进行定期检修时，朝向纱线方向的相机不方便进行检修；同时，如图9所示，多个相机获取运动纱线图像时，由于纱线细小且处于运动状态，容易造成多个相机在采集图像时难以精准获取同一段纱线的长度，这就不便于对后续纱线的进行三维测量与重构，无法实现纱线质量的准确评估。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于多相机协同下运动纱线检测装置及图像对齐方法，解决了上述背景技术中提出的问题。

3、(二)技术方案

4、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于多相机协同下运动纱线检测装置，包括底座，所述底座的上方设置有工作台，所述工作台的上方设置有顶板，所述顶板和底座上均设有走线机构，所述顶板和工作台的中心均开设有走纱孔，所述工作台上设置有多个纱线检测机构，纱线检测机构包括基座、翻转板、相机本体，所述基座与工作台固定连接，所述翻转板的一端与基座转动连接，所述相机本体设置于翻转板远离基座的一端，常态下，相机本体的镜头朝向穿过走纱孔的纱线，且翻转板翻转一百八十度时，相机本体翻转至工作台的外侧。

5、优选的，所述纱线检测机构的数量设置为四个，且四个纱线检测机构等角度分布设置。

6、优选的，所述基座上固定连接有用于限定翻转板转动角度的限位架，所述限位架设置为长方形框架结构。

7、优选的，所述底座和工作台之间固定连接有第一支撑柱，所述工作台和顶板之间固定连接有第二支撑柱。

8、优选的，还包括用于同步将全部翻转板同步进行翻转的快速翻转机构，快速翻转机构包括转动轴、锥齿轮、第一齿轮、第二齿轮、传动带，所述转动轴的数量与翻转板的数量相同，所述转动轴与第一支撑柱转动连接，所述转动轴的两端均延伸至第一支撑柱的内部且固定连接有锥齿轮，全部转动轴通过其两端的锥齿轮联动连接，当其中一个转动轴转动时，全部转动轴同步转动，所述翻转板与基座的转动连接处同轴连接有第一齿轮，所述转动轴上固定连接有第二齿轮，所述第一齿轮和第二齿轮之间通过传动带传动连接。

9、优选的，所述转动轴上固定连接有转动套，所述转动套的外表面开设有防滑纹。

10、优选的，该包括用于方便相机本体拆卸维护的朝向拆卸机构，朝向拆卸机构包括重力块、限位柱、滑杆、滑套、插槽、插板、限位孔、安装板，所述翻转板远离基座的一端开设有与插板相匹配的插槽，所述插板插设于插槽内，且插板的一端固定连接有安装板，所述相机本体安装于安装板上，所述重力块的底部固定连接有限位柱，所述插板上开设有与限位柱相匹配的限位孔，所述翻转板上开设有供限位柱插入限位孔内的通孔，所述重力块设置于通孔的上方，所述翻转板的两侧固定连接有滑套，所述滑套内滑动配合有滑杆，所述滑杆的一端与重力块固定连接，当相机本体朝向纱线方向时，重力块的位置在翻转板上方，在重力的作用下，重力块底部的限位柱插入限位孔内，这时插板无法从插槽中抽出，当相机本体朝向工作台外侧时，重力块的位置在翻转板下方，在重力的作用下，重力块向下运动，重力块带动限位柱从限位孔内抽出，这时插板失去限位柱的固定作用，从而能够抽出插板。

11、优选的，所述滑杆远离重力块的一端设置有防脱杆，所述防脱杆的两端分别与两个滑杆固定连接。

12、一种基于多相机协同下运动纱线图像对齐方法，它包括以下步骤：

13、步骤一：纱线图像标定，通过多个相机本体同时获取一个规则圆形小球，结合图像分割获得各个视角下小球的中心，根据每个视角中小球的直径和中心位置，分别标定相机本体图像中纱线的长度与相机本体的高度，使多个相机本体放大倍数和高度保持一致；

14、步骤二：间隔触发，利用标定的各个视角中纱线的同一长度，根据运行速度算出间隔时间，在间隔时间内继电器累计信号，然后将累计的信号转化为相机触发信号，实现相机本体的等间隔图像采集；

15、步骤三：信号滤波，在获得相机触发信号后，结合信号滤波算法将扰动数据进行平滑，实现触发信号的平稳，防止扰动触发信号的触发造成采集的纱线图像错位；

16、步骤四：线程互锁，利用触发信号控制线程启停，在触发信号到达各个相机本体时，启用线程锁，保证在软件方面各个相机本体获取到同一段的纱线图像。

17、(三)有益效果

18、本发明提供了一种基于多相机协同下运动纱线检测装置及图像对齐方法。

19、具备以下有益效果：

20、1、该基于多相机协同下运动纱线检测装置，通过基座和翻转板的设置，当需要对相机本体的镜头或者对相机本体进行检修时，只需要将翻转板翻转一百八十度，这时相机本体翻转至工作台的外侧，从而使得相机本体的镜头朝向外侧，这时便能快速方便的对镜头的前的漂浮线头进行清理，也能方便的进行检修，使用方便。

21、2、该基于多相机协同下运动纱线检测装置，通过快速翻转机构的设置，只需要转动其中一个转动轴，全部转动轴便会同步转动，转动轴带动第二齿轮转动，第二齿轮通过传动带带动第一齿轮旋转，第一齿轮带动翻转板进行翻转，从而能够同时对全部的翻转板进行翻转，大大的提高了翻转效率。

22、3、该基于多相机协同下运动纱线检测装置，通过朝向拆卸机构的设置，当相机本体朝向纱线方向时，重力块的位置在翻转板上方，在重力的作用下，重力块底部的限位柱插入限位孔内，这时插板无法从插槽中抽出，当相机本体朝向工作台外侧时，重力块的位置在翻转板下方，在重力的作用下，重力块向下运动，重力块带动限位柱从限位孔内抽出，这时插板失去限位柱的固定作用，从而能够抽出插板，而插板一端的安装板上安装有相机本体，使得相机本体在翻转至朝向外侧时，只需要将相机本体向着外侧抽出即可快速卸下，在安装时，只需要将插板完全插入插槽内，然后将翻转板复位即可快速完成安装，能够根据相机本体的朝向对相机本体进行固定，能快速的对需要更换的相机本体进行快速安装拆卸，使用方便。

23、4、该基于多相机协同下运动纱线图像对齐方法，可有效解决多相机协同下纱线类运动物体的同步采集与图像对齐，可为基于多视角的三维重建与检测奠定基础。