一种基于图像识别技术的光纤自动密排控制系统，包括排线控制系统、图像处理装置、相机、光源、排线架；相机和光源组成成像系统，成像系统的信号通过通信连接作为图像处理装置的计算机系统，图像处理后的滞后角及光纤间隙等信号输出到排线控制系统，排线控制系统的根据排线电机的滞后角及光纤间隙等信号控制排线电机，排线电机与排线架机械连接，光纤盘安装在排线架上，本发明专利技术的有益效果为实现了光纤密排的自动化控制，消除了光纤本身缺陷(线径误差、扭力等)造成光纤密排时出现间隙和叠层缺陷，提高线圈缠绕质量和产品的一致性，同时提高了生产效率以及工作的可靠性。
【技术实现步骤摘要】
基于图像识别技术的光纤自动密排控制系统
本专利技术涉及一种光纤绕制系统，特别是涉及一种光纤自动密排控制系统。
技术介绍
随着光纤通信和光纤传感器的发展，为了满足各种应用场合，对光纤绕线的要求越来越高。许多应急、抢险、野外作业、有线制导武器等应用，要求光纤(包括光缆)，能够快速释放，反复使用。这就要求光纤线团在绕制过程中必须密排，否则上一层光纤将压入下一层，光纤释放时由于压线而造成断线事故。光纤密排使同层光纤之间间隙很小，上层光纤不能嵌入下层，从而杜绝光纤跳层压线，保证释放时满足适度的释放张力和速度等性能要求时，不出现断线、损耗大幅增加等严重影响通信质量的事故发生。 许多光纤传感器的核心传感元件是光纤线圈(如光纤陀螺)，这种线圈在绕制时，必须保证某种对称绕法，如光纤陀螺的绕法就有二极对称、四极对称、八极对称等。对称线圈要求每层光纤在绕制过程中，必须要有很小的张力，同时必须紧密排列，匝间不能有大缝隙也不能间距太小(如图6所示，最左边的一幅图是光纤正常排线时的情况，中间第二幅是光纤排线时出现间距过大的情况，最右边第三幅是光纤排线出现间距过小的情况)，层间不能错层，否则就破坏了光纤线圈的对称结构(如图7所示，最左边第一幅图是光纤排线正常的情况，中间第二幅图是光纤排线滞后角过大的情况，最右边第三幅图是光纤排线滞后角过小的情况)，就不能满足技术指标要求而成为废品。可见光纤在一定张力下紧密排列，是光纤应用中非常重要的一项技术指标。 现在主要依靠人工辅助的办法，当操作人员发现累积误差要影响排线时，就进行人工干预，手动调节排线架位置(通过前后快排键)或停车手工整理排线位置来消除误差。这种操作不但影响工作效率，经常停车还会影响线包质量和一致性，并且严重依赖操作人员的操作技能和熟练程度，不利于规模生产。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于图像识别技术的光纤自动密排控制系统用于解决上述技术问题。 一种基于图像识别技术的光纤自动密排控制系统，包括排线控制系统、图像处理装置、相机、光纤盘上的光纤排、排线电机、光源、排线架；图像处理装置的信号输出端连接排线控制系统的信号输入端，相机组的信号输出端连接图像处理装置的信号输入端，排线控制系统的信号输出端连接排线电机的控制信号输入端，排线电机与排线架机械连接，光纤盘固定在排线架上； 排线控制系统用于接收图像处理装置的图像处理结果并根据此结果判断光纤绕线是否需要调整，并发出相应的调整指令给排线电机；图像处理装置用于接收相机组采集的光纤排的实时图像，并实时分析处理图像信息；排线电机用于根据排线控制系统所发来的控制指令执行相应的调整动作；相机组包括第一相机、第二相机、第三相机。 所述光源和第三相机分布在排线架的径向两侧，光源的中心和第三相机的镜头的中心轴线在一条直线上并且该直线与排线架相切，光源照射到光纤排上，一部分光照射到第一相机上，一部分光被光纤排挡住。 所述第二相机的镜头的中心轴线与排线架竖直方向直径重合，第三相机的镜头所在平面与光纤平行，第二相机用于拍摄已经缠绕到排线架上的光纤，第三相机用于拍摄当前上绕的光纤。 实际应用中检测光纤密绕线间距的方法包括以下步骤: al、将光源6与第一相机3-1安装在排线架7的径向两侧，使光源6的中心线和第一相机3-1的镜头的中心轴线在一条直线上； a2、打开电源6照射到光纤排4上，同时打开第一相机3_1和光纤密绕系统,拍摄光纤排4的轮廓图； a3、第一相机3-1将拍摄的光纤排4的轮廓图传输给图像处理装置2 ； a4、图像处理装置2对光纤排4的轮廓图进行分析处理后将处理结果传输给排线控制系统I ; a5、排线控制系统I接收图像处理装置2传来的处理结果，如果判断光纤密绕线间距无异常则返回步骤S3，如果判断光纤密绕线间距过大或者过小则进入步骤S6 ； a6、排线控制系统I控制排线电机5反转，将光纤密绕线间距过大或者过小的光纤收回重新排线。 检测光纤密绕滞后角的方法包括如下步骤: bl、安装调整使第二相机3-2的镜头的中心轴线与排线架7竖直方向直径重合； b2、安装调整使第三相机3-3的镜头所在平面与光纤8平行； b3、打开第二相机3-2、第三相机3-3和光纤密绕系统； b4、将第二相机3-2拍摄的已经缠绕到排线架7上的光纤的图像和第三相机3_3拍摄的当前上绕的光纤图像上传给图像处理装置2 ； b5、图像处理装置2分别拟合出已经缠绕到排线架7上的光纤的中心线和当前上绕的光纤的中心线，并据此计算出两中心线之间的夹角(即滞后角)； b6、排线控制系统I接收步骤b5中的出的夹角值，并判断该夹角值是否超出误差范围，如果没有超出误差范围则返回步骤b4，如果判断该夹角值超出了误差范围则进入步骤b7 ； b7、排线控制系统I控制排线电机加速或减速，使光纤密绕滞后角回到误差范围内，保证光纤密排。 本专利技术的有益效果为实现了光纤密排的自动化控制，消除了光纤本身缺陷(线径误差、扭力等)造成光纤密排时出现间隙和叠层缺陷，提高线圈缠绕质量和产品的一致性，省去了人力，节约了时间同时提高了生产效率以及工作的可靠性。 下面结合附图对本专利技术基于图像识别技术的光纤自动密排控制系统进一步说明。 【附图说明】 图1为基于图像识别技术的光纤自动密排控制系统的结构示意图； 图2为光纤密绕线间距检测成像示意图； 图3为光纤密绕滞后角检测成像示意图； 图4为光纤密绕线间距测量图像； 图5为光纤密绕滞后角测量图像； 图6为光纤排线时匝间距的不同情况示意图； 图7为光纤排线时光纤滞后角的不同情况示意图。 【具体实施方式】 如图1所示，本专利技术基于图像识别技术的光纤自动密排控制系统包括排线控制系统1、图像处理装置2、相机组3、光纤盘上的光纤排4、排线电机5、光源6、排线架7 ;图像处理装置2的信号输出端连接排线控制系统I的信号输入端，相机组3的信号输出端连接图像处理装置2的信号输入端，排线控制系统I的信号输出端连接排线电机5的控制信号输入端，排线电机5与排线架7机械连接，光纤盘固定在排线架7上； 排线控制系统I用于接收图像处理装置2的图像处理结果并根据此结果判断光纤绕线是否需要调整，并发出相应的调整指令给排线电机5 ;图像处理装置2用于接收相机组3采集的光纤排4的实时图像，并实时分析处理图像信息；排线电机5用于根据排线控制系统I所发来的控制指令执行相应的调整动作；相机组3包括第一相机3-1、第二相机3-2、第二相机3_3。 如图2所示，光源6和第一相机3-1分布在排线架7的径向两侧，光源6的中心和第一相机3-1的镜头的中心轴线在一条直线上并且该直线与排线架7相切(以便能够更好的拍摄到光纤排4的轮廓图)，光源6照射到光纤排4上，一部分光照射到第一相机3-1上，另一部分光被光纤排4挡住，第一相机3-1拍摄到的图片即是光纤排4缠绕的轮廓图，通过分析此轮廓图就能得出光纤是否已经紧密排好。 如图4所示，为第一相机3-1拍摄的光纤密绕线间距测量图像，图像下边缘间隔凸起部分分别为光纤，图像处理装置2计算出所有两两相邻的两个凸起的最高点之间的距离(测量间隔值)，并将计算结果反馈给排线控制系统1，排线控制系统I内设置本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于图像识别技术的光纤自动密排控制系统，其特征在于，包括排线控制系统(1)、图像处理装置(2)、相机(3)、光纤盘上的光纤排(4)、排线电机(5)、光源(6)、排线架(7)；图像处理装置(2)的信号输出端连接排线控制系统(1)的信号输入端，相机组(3)的信号输出端连接图像处理装置(2)的信号输入端，排线控制系统(1)的信号输出端连接排线电机(5)的控制信号输入端，排线电机(5)与排线架(7)机械连接，光纤盘安装在排线架(7)上；排线控制系统(1)用于接收图像处理装置(2)的图像处理结果并根据此结果判断光纤绕线是否需要调整，并发出相应的调整指令给排线电机(5)；图像处理装置(2)用于接收相机组(3)采集的光纤排(4)的实时图像，并实时分析处理图像信息；相机组(3)用于采集光纤排(4)的图像信息，并将采集结构发送给图像处理装置(2)；排线电机(5)用于根据排线控制系统(1)所发来的控制指令执行相应的调整动作。
【技术特征摘要】
1.一种基于图像识别技术的光纤自动密排控制系统，其特征在于，包括排线控制系统(I)、图像处理装置(2)、相机(3)、光纤盘上的光纤排(4)、排线电机(5)、光源(6)、排线架(7);图像处理装置(2)的信号输出端连接排线控制系统⑴的信号输入端，相机组⑶的信号输出端连接图像处理装置(2)的信号输入端，排线控制系统(I)的信号输出端连接排线电机(5)的控制信号输入端，排线电机(5)与排线架(7)机械连接，光纤盘安装在排线架(7)上； 排线控制系统(I)用于接收图像处理装置(2)的图像处理结果并根据此结果判断光纤绕线是否需要调整，并发出相应的调整指令给排线电机(5);图像处理装置(2)用于接收相机组(3)采集的光纤排(4)的实时图像，并实时分析处理图像信息；相机组(3)用于采集光纤排(4)的图像信息，并将采集结构发送给图像处理装置(2);排线电机(5)用于根据排线控制系统(I)所发来的控制指令执行相应的调整动作。2.根据权利要求1所述的基于图像识别技术的光纤自动密排控制系统，其特征在于，光源(6)和第三相机(3-3)分布在排线架(7)的径向两侧。3.根据权利要求2所述的基于图像识别技术的光纤自动密排控制系统，其特征在于，所述光源(6)的中心和第三相机(3-3)的镜头的中心轴线在一条直线上并且该直线与排线架(7)相切，光源(6)照射到光纤排(4)上，一部分光照射到第一相机(3-1)上，一部分光被光纤排⑷挡住。4.根据权利要求3所述的基于图像识别技术的光纤自动密排控制系统，其特征在于，第二相机(3-2)的镜头的中心轴线与排线架(7)竖直方向直径重合，第三相机(3-3)的镜头所在平面与光纤 (8)平行，第二相机(3-2)用于拍摄已经缠绕到排线架(7)上的光纤，第三相机(3-3)用于拍摄当前上绕的光纤。5.根据权利要求3所述的基于图像识别技术的光纤自动密排控制系统，其特征在于，检测光纤密绕线间距的...
【专利技术属性】
技术研发人员：张万成，杨建设，轩传吴，郑明辉，朱敏静，朱磊，王君婷，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第八研究所，
类型：发明
国别省市：安徽;34
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