CN114387237A - 纱线卷装表面毛羽量指标检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及到一种纱线卷装表面毛羽量指标检测方法及装置，所述纱线卷装表面毛羽量指标检测方法采用图像传感器，从卷装表面的切向采集卷装母线上纱线的图像，通过数字图像处理技术，识别并分析图像中的毛羽量，实现对任意卷装的表面毛羽量指标的检测。该检测结果可用于评价纱线卷装的毛羽质量，且不需要对纱线进行破坏性抽样。而纱线卷装表面毛羽量指标检测装置用支撑部与纱线卷装的外缘周面稳定连接，经调整焦平面后，可对不同外径的纱线卷装进行表面毛羽图像采集，使用方便快捷。

Description

纱线卷装表面毛羽量指标检测方法及装置

技术领域

本发明涉及一种纱线卷装表面毛羽量指标检测方法及装置。

背景技术

纺织的生产加工是从纤维制成纱线，再由纱线制成织物的过程。在纺织的整体生产流程中，纱线作为纺纱企业的产品、织造企业的原料，具有大量不同尺寸规格的卷装形式。其中包括初步由细纱机制成的纱线小型卷装——管纱，为增大卷装清除瑕疵而由络筒机制备的中型卷装——筒子纱，为平行排列多根纱线而由整经机制成的大型卷装——经轴，为提高纱线强力降低纱线毛羽而由浆纱机制成的大型卷装——织轴。随着纱线从生产制成到卷装形式的不断改变，每一个过程纱线的性能都在发生改变。其中，毛羽作为一项重要的纱线性能指标，对最终的织造生产与产品质量具有重要影响。

目前对纺织生产过程中不同卷装的纱线毛羽量指标评价，主要采用毛羽仪对卷装上纱线进行破坏性的抽样检测。这种方法检测的结果较为准确，但需要对产品进行抽样，并进行破坏性试验，检测报告的形成较为滞后，检测效率较低，且容易造成纱线的浪费。

发明内容

本发明首先要解决的技术问题是：提供一种纱线卷装表面毛羽量指标检测方法，以克服传统纱线卷装的毛羽质量检测需要对纱线进行破坏性试验的问题，提高检测效率，避免纱线浪费。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：纱线卷装表面毛羽量指标检测方法，其特征在于，包括如下具体步骤：

S1、在纱线卷装的表面选择任意一条母线作为采集线；

S2、沿采集线轴向标定至少一个拍摄区域，各拍摄区域无重叠；

S3、沿纱线卷装表面切线方向架设拍摄装置，并对拍摄装置的焦平面进行调整，使采集线处于焦平面上；

S4、采用标定检测装置确定拍摄装置所采集的焦平面上的图像中每一像素所对应的实际物理长度；

S5、在至少一个拍摄区域内拍摄采集线上的纱线表面毛羽图像；

S6、对每幅纱线表面毛羽图像进行数字化处理，获得毛羽的二值图和纱线卷装主体部分二值图；

S7、对所有毛羽二值图中表现为毛羽的像素点进行统计，通过计算各毛羽边缘像素点的长度，加和后除以2获得毛羽总长度l；对所有纱线卷装主体部分二值图中与白色像素点相邻的黑色像素点总数量进行统计换算获得图像中纱线卷装主体的实际长度L；

S8、根据公式l/L计算出纱线卷装表面轴向单位长度内的毛羽量长度值，即纱线卷装表面毛羽量指标。

作为一种优选方案，步骤S4的具体方法是将标尺置于采集线所在的焦平面上，通过拍摄装置拍摄并进行数字化处理得到标尺的像素图，根据标尺上的刻度计算每个像素所对应的实际物理长度和宽度。

作为一种优选方案，所述步骤S6的具体方法是：

S601、将步骤S5获取的纱线表面毛羽图像转化为像素图；

S602、采用大津法分割像素图中的纱线卷装主体和其余部分，获得纱线卷装主体部分二值图；

S603：采用Canny边缘算法对纱线表面毛羽图像的像素图进行处理，获得毛羽二值图。

本发明进一步要解决的技术问题是：提供一种用于采集纱线卷装表面毛羽图像的采集装置，用于支持上述纱线卷装表面毛羽质量检测方法，快速获取上述纱线卷装表面毛羽质量检测方法所需要的纱线卷装表面毛羽图像。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：纱线卷装表面毛羽量指标检测装置，包括一个支架和一台计算机，支架的两端分别连接有前悬臂和后悬臂，前悬臂上连接有一个拍摄装置，后悬臂上连接有一个背景板，背景板与拍摄装置的镜头正对，支架的下端设置有用于连接纱线卷装外表面的支撑部，当支撑部连接在纱线卷装外圆周面上时，镜头方向轴线与纱线卷装外圆周面相切，拍摄装置和计算机可拆卸连接，拍摄装置可将拍摄的图像发送给计算机。

作为一种优选方案，所述支架为一个矩形框架，所述支撑部包括四根一一对应地连接在支架的四个顶角上的支撑柱，四根支撑柱相互平行且垂直于支架所在的平面四根支撑柱两两分设于前悬臂的两侧。

作为一种优选方案，所述前悬臂和后悬臂分别固定连接在支架相互平行的两侧边中心，前悬臂自由端向远离支架的方向延伸，后悬臂自由端也向远离支架的方向延伸，前悬臂同一侧的两根支撑柱之间的距离小于纱线卷装最小直径。

作为一种优选方案，所述前悬臂的自由端连接有一根向下延伸且平行于支撑柱的导向柱，导向柱外部滑动套接有一个滑套，滑套背对支架的一侧外壁上连接有一个螺母，前悬臂上转动连接有一根平行于导向柱的丝杆，丝杆下端与螺母螺纹连接，丝杆上端延伸至前悬臂上方并垂直连接有手柄，滑套正对支架的一侧外壁上固定连接有一个“L”形底座，所述拍摄装置固定连接在底座上。

作为一种优选方案，所述支架上连接有一根平行于背景板的标尺，该标尺位于背景板和拍摄装置之间，四根支撑柱两两对称地分部在标尺两侧，当支撑部连接在纱线卷装外圆周面上时，标尺悬置于纱线卷装上方且与纱线卷装的轴向平行。

作为一种优选方案，所述支架上还连接有补光灯，用于补充拍摄装置拍摄时所需光照。

本发明的有益效果是：本发明所述纱线卷装表面毛羽量指标检测方法采用图像传感器，从卷装表面的切向采集卷装母线上纱线的图像，通过数字图像处理技术，识别并分析图像中的毛羽量，实现对任意卷装的表面毛羽指标的检测。该检测结果可用于评价纱线卷装的毛羽质量，且不需要对纱线进行破坏性抽样。

本发明所述纱线卷装表面毛羽量指标检测装置采用支撑部与纱线卷装的外缘周面稳定连接，经调整焦平面后，可对不同外径的纱线卷装进行表面毛羽图像采集，使用方便快捷。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明，其中：

图1是本发明所述纱线卷装表面毛羽量指标检测方法的原理图；

图2是图1中的A向视图；

图3是图1中所述拍摄装置拍摄的纱线表面毛羽图像；

图4是毛羽的二值图；

图5是纱线卷装主体部分的二值图；

图6是本发明所述用于采集纱线卷装表面毛羽图像的采集装置的结构示意图；

图7是采集装置工作状态示意图；

图8是图7中B-B剖视图；

图1~图8中：1、支架，2、前悬臂，3、后悬臂，4、拍摄装置，5、背景板，6、支撑部，601、支撑柱，7、导向柱，8、滑套，9、螺母，10、丝杆，11、手柄，12、底座，13、标尺，14、补光灯,15、计算机。

具体实施方式

下面结合附图，详细描述本发明的具体实施方案。

实施例1：

如图1~图5所示，纱线卷装表面毛羽量指标检测方法，包括如下具体步骤：

S1、在纱线卷装100的表面选择任意一条母线作为采集线M，本实施例以水平放置的纱线卷装100顶端的一条母线作为采集线M，母线是指纱线卷装外圆周面上的一条沿其轴向延伸的线条；

S2、沿采集线M轴向标定至少一个拍摄区域X，各拍摄区域X无重叠；

S3、沿纱线卷装100表面切线方向架设拍摄装置4，并对拍摄装置4的焦平面Q进行调整，使采集线M处于焦平面Q上；焦平面Q是指拍摄装置4对焦的平面，如图1所示，本实施例中的焦平面为a、b、c、d四个点围成的平面。

S4、采用拍摄标尺的方式确定拍摄装置4所采集的焦平面Q上的图像中每一像素所对应的实际物理长度；

S5、在至少一个拍摄区域X内拍摄采集线M上的纱线表面毛羽图像；本实施例选择了一个拍摄区域X进行拍摄，拍摄到的图像如图2所示。实际检测过程中，可通过增加采集的纱线表面毛羽图像来提高检测精度。

S6、对每幅纱线表面毛羽图像进行数字化处理，获得毛羽的二值图和纱线卷装主体部分二值图。如图3所示为毛羽的二值图；图4为纱线卷装主体部分的二值图；此处所述纱线卷装主体部分是指成卷的纱线本体。由于本实施例只拍摄了一张纱线表面毛羽图像，因此，就对一张纱线表面毛羽图像进行数字化处理。图3和图4为处理结果。

S7、对所有毛羽二值图中表现为毛羽的像素点进行统计，通过计算各毛羽边缘像素点的长度，加和后得到所有毛羽的边缘长度值，由于每根毛羽有两个边缘，因此，用所有毛羽的边缘长度值除以2获得毛羽总长度l；对所有纱线卷装主体部分二值图中与白色像素点相邻的黑色像素点总数量进行统计换算获得图像中纱线卷装主体的实际长度L；

S8、根据公式l/L计算出纱线卷装表面轴向单位长度内的毛羽量长度值，即纱线卷装表面毛羽指标；

S9、根据上述步骤S1~S8对表面毛羽质量符合要求的纱线卷装进行检测，并将获得标准的纱线卷装表面毛羽指标参数；

S10、根据上述步骤S1~S8对待检测纱线卷装进行检测，将获得的实测毛羽量指标与标准参数进行对比，从而判断该待检测纱线卷装表面毛羽质量情况。

在实施步骤S7时，步骤S7中所述的毛羽边缘像素点的长度计算方法如下：

步骤1：输入毛羽二值图，设定边缘位置像素值为1，非边缘位置像素值为0；

步骤2：依次扫描毛羽二值图中的所有像素，若某像素点(x,y)的像素值B(x,y)为1，则在B(x+1,y)、B(x-1,y)、B(x,y+1)、B(x,y-1)、B(x+1,y+1)、B(x-1,y+1)、B(x+1,y-1)、B(x-1,y-1)八个邻域位置像素点中找到像素值为1的像素点,计算包括像素点(x,y)在内的所有像素值为1的像素点两两之间的距离，取其中最大值除以2，记为像素点(x,y)所在边缘的长度。

其中，令z_w为每一像素水平方向所对应的实际物理长度，z_h为每一像素竖直方向所对应的实际物理长度（z_w，z_h的值通过上述步骤S4获得），上述九个像素点中的任意两个像素值为1的像素点(a₁,b₁)、 (a₂,b₂)之间的距离d通过下式计算：

步骤3：统计所有像素值为1的像素点所在边缘的长度之和，为所有毛羽边缘长度值。

本实施例中，步骤S4的具体方法是将标尺置于采集线M所在的焦平面Q上，通过拍摄装置4拍摄标尺图像并进行数字化处理得到标尺的像素图，根据标尺上的刻度计算每个像素所对应的实际物理长度和宽度。

本实施例中，步骤S6的具体方法是：

S601、将步骤S5获取的纱线表面毛羽图像转化为像素图；

S602、采用大津法分割像素图中的纱线卷装主体和其余部分，获得纱线卷装主体部分二值图；

S603：采用Canny边缘算法对纱线表面毛羽图像的像素图进行处理，获得毛羽二值图。

作为一种优选方案，在设置拍摄装置4时，使拍摄装置4的镜头方向轴线W与纱线卷装100的外缘周面相切，使毛羽像素精度更高。并且可在拍摄装置对面设置背景板5，使采集线M位于背景板5和拍摄装置4之间，采用白色背景或纯彩色背景，使毛羽图像中的毛羽与背景对比度更大，更清晰，更便于毛羽图像的数字化处理。提高毛羽检测准确度。背景板5可以是颜色均匀的非发光板，也可以是颜色均匀的发光板。

实施例2：

如图6~图8所示，纱线卷装表面毛羽量指标检测装置包括一个支架1和一台计算机15，其特征在于，支架1的两端分别连接有前悬臂2和后悬臂3，前悬臂2上连接有一个拍摄装置4，后悬臂3上连接有一个背景板5，背景板5与拍摄装置4的镜头正对，支架1的下端设置有用于连接纱线卷装100外表面的支撑部6，当支撑部6连接在纱线卷装100外圆周面上时，镜头方向轴线与纱线卷装100外圆周面相切。拍摄装置4和计算机15可拆卸连接，拍摄装置4可将拍摄的图像发送给计算机15。

在本实施例中，支架1为一个矩形框架，所述支撑部6包括四根一一对应地连接在支架的四个顶角上的支撑柱601，四根支撑柱601相互平行且垂直于支架所在的平面四根支撑柱601两两分设于前悬臂2的两侧。

实际操作中，支架1的具体形状并没有严格限制，除了矩形框架，也可以是异形框架、环形框架等等，只要能够和支撑部6进行有效且稳定的连接，不影响拍摄装置4拍摄图像即可。

在本实施例中，所述前悬臂2和后悬臂3分别固定连接在支架相互平行的两侧边中心，前悬臂2自由端向远离支架1的方向延伸，后悬臂3自由端也向远离支架1的方向延伸，前悬臂2同一侧的两根支撑柱601之间的距离小于纱线卷装100的最小直径，以使四根支撑柱601能够支撑在纱线卷装100的外圆周面上。

在本实施例中，作为一种优化方案，前悬臂2的自由端连接有一根向下延伸且平行于支撑柱601的导向柱7，导向柱7外部滑动套接有一个滑套8，滑套8只能沿导向柱7轴向滑动，而不能相对于导向柱7转动，为此，导向柱7的截面优选为正多边形，当然，其他任何可限制滑套8绕导向柱7转动的结构都可以。滑套8背对支架1的一侧外壁上连接有一个螺母9，前悬臂2上转动连接有一根平行于导向柱7的丝杆10，丝杆10下端与螺母9螺纹连接，丝杆10上端延伸至前悬臂2上方并垂直连接有手柄11，滑套8正对支架1的一侧外壁上固定连接有一个“L”形底座12，所述拍摄装置4固定连接在底座12上。这样可通过转动手柄11来驱动丝杆10转动，通过丝杆10的转动带动滑套8沿导向柱7上下滑动，进而带动拍摄装置4上下移动，便于拍摄装置4调节其镜头方向轴线的高度。

在本实施例中，还优选地在支架1上连接有一根平行于背景板5的标尺13，该标尺13位于背景板5和拍摄装置4之间，四根支撑柱601两两对称地分部在标尺13两侧，当支撑部6连接在纱线卷装100外圆周面上时，标尺13悬置于纱线卷装100上方且与纱线卷装100的轴向平行。由于四根支撑柱601是分别支撑在纱线卷装100的外圆周面上的，且四根支撑柱601的长度一致，因此，四根支撑柱601会两两对称地分部在纱线卷装100的轴线两侧，只要拍摄装置4的镜头方向轴线W垂直于支撑柱601，则标尺13就位于拍摄装置4的焦平面Q上。

本实施例中，还优选地在支架1上连接有补光灯14，用于补充拍摄装置4拍摄时所需光照。

本发明工作过程是：如图7和图8所示，将上述采集装置的四根支撑柱601支撑于纱线卷装100的外圆周面上，然后通过手柄11驱动丝杆10来调节拍摄装置4的高度，使拍摄装置4的镜头方向轴线W与纱线卷装100的外圆周面相切，再调节拍摄装置4的焦平面Q，使焦平面Q位于镜头方向轴线W与纱线卷装100外圆周面的切点上，就可以对纱线卷装100进行表面毛羽图像采集了。采集到的毛羽图像即实施例1中步骤S5所采集的毛羽图像。

在一次调焦（调整焦平面）后，对不同直径的纱线卷装100，都可适用，使用时可根据需要调整拍摄装置4的高度，使拍摄装置4的镜头方向轴线W与纱线卷装100的外圆周面相切。

本发明中所述拍摄装置4包括但不限于相机。

上述实施例仅例示性说明本发明创造的原理及其功效，以及部分运用的实施例，而非用于限制本发明；应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.纱线卷装表面毛羽量指标检测方法，其特征在于，包括如下具体步骤：

S1、在纱线卷装的表面选择任意一条母线作为采集线；

S2、沿采集线轴向标定至少一个拍摄区域，各拍摄区域无重叠；

S3、沿纱线卷装表面切线方向架设拍摄装置，并对拍摄装置的焦平面进行调整，使采集线处于焦平面上；

S4、采用标定检测装置确定拍摄装置所采集的焦平面上的图像中每一像素所对应的实际物理长度；

S5、在至少一个拍摄区域内拍摄采集线上的纱线表面毛羽图像；

S6、对每幅纱线表面毛羽图像进行数字化处理，获得毛羽的二值图和纱线卷装主体部分二值图；

S7、对所有毛羽二值图中表现为毛羽的像素点进行统计，通过计算各毛羽边缘像素点的长度，加和后除以2获得毛羽总长度l；对所有纱线卷装主体部分二值图中与白色像素点相邻的黑色像素点总数量进行统计换算获得图像中纱线卷装主体的实际长度L；

S8、根据公式l/L计算出纱线卷装表面轴向单位长度内的毛羽量长度值，即纱线卷装表面毛羽指标。

2.根据权利要求1所述的纱线卷装表面毛羽量指标检测方法，其特征在于，步骤S4的具体方法是将标尺置于采集线所在的焦平面上，通过拍摄装置拍摄并进行数字化处理得到标尺的像素图，根据标尺上的刻度计算每个像素所对应的实际物理长度和宽度。

3.根据权利要求1所述的纱线卷装表面毛羽量指标检测方法，其特征在于，所述步骤S6的具体方法是：

S601、将步骤S5获取的纱线表面毛羽图像转化为像素图；

S602、采用大津法分割像素图中的纱线卷装主体和其余部分，获得纱线卷装主体部分二值图；

S603：采用Canny边缘算法对纱线表面毛羽图像的像素图进行处理，获得毛羽二值图。

4.纱线卷装表面毛羽量指标检测装置，包括一个支架（1）和一台计算机（15），其特征在于，支架（1）的两端分别连接有前悬臂（2）和后悬臂（3），前悬臂（2）上连接有一个拍摄装置（4），后悬臂（3）上连接有一个背景板（5），背景板（5）与拍摄装置（4）的镜头正对，支架（1）的下端设置有用于连接纱线卷装（100）外表面的支撑部（6），当支撑部（6）连接在纱线卷装（100）外圆周面上时，镜头方向轴线与纱线卷装（100）外圆周面相切，拍摄装置（4）和计算机（15）可拆卸连接，拍摄装置（4）可将拍摄的图像发送给计算机（15）。

5.根据权利要求4所述的纱线卷装表面毛羽量指标检测装置，其特征在于，所述支架（1）为一个矩形框架，所述支撑部（6）包括四根一一对应地连接在支架的四个顶角上的支撑柱（601），四根支撑柱（601）相互平行且垂直于支架所在的平面四根支撑柱（601）两两分设于前悬臂（2）的两侧。

6.根据权利要求5所述的纱线卷装表面毛羽量指标检测装置，其特征在于，所述前悬臂（2）和后悬臂（3）分别固定连接在支架相互平行的两侧边中心，前悬臂（2）自由端向远离支架（1）的方向延伸，后悬臂（3）自由端也向远离支架（1）的方向延伸，前悬臂（2）同一侧的两根支撑柱（601）之间的距离小于纱线卷装（100）最小直径。

7.根据权利要求6所述的纱线卷装表面毛羽量指标检测装置，其特征在于，所述前悬臂（2）的自由端连接有一根向下延伸且平行于支撑柱（601）的导向柱（7），导向柱（7）外部滑动套接有一个滑套（8），滑套（8）背对支架（1）的一侧外壁上连接有一个螺母（9），前悬臂（2）上转动连接有一根平行于导向柱（7）的丝杆（10），丝杆（10）下端与螺母（9）螺纹连接，丝杆（10）上端延伸至前悬臂（2）上方并垂直连接有手柄（11），滑套（8）正对支架（1）的一侧外壁上固定连接有一个“L”形底座（12），所述拍摄装置（4）固定连接在底座（12）上。

8.根据权利要求7所述的纱线卷装表面毛羽量指标检测装置，其特征在于，所述支架（1）上连接有一根平行于背景板（5）的标尺（13），该标尺（13）位于背景板（5）和拍摄装置（4）之间，四根支撑柱（601）两两对称地分部在标尺（13）两侧，当支撑部（6）连接在纱线卷装外圆周面上时，标尺（13）悬置于纱线卷装（100）上方且与纱线卷装（100）的轴向平行。

9.根据权利要求4所述的纱线卷装表面毛羽量指标检测装置，其特征在于，所述支架（1）上还连接有补光灯（14），用于补充拍摄装置（4）拍摄时所需光照。

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