化纤纸管外观检测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种化纤纸管外观检测装置，通过信号采集模块采集纸管的端面、柱面位置信号，将位置信号发送至工业视觉计算机模块，图像采集模块拍摄纸管的位置和姿态图像数据，并将图像数据发送至工业视觉计算机模块，工业视觉计算机模块对图像数据进行分析处理，并输出光源控制信号给光源控制模块，以及输出检测后的分类筛选信号至分类筛选模块，分类筛选模块将纸管分成三类：合格、不合格、人工待检。本发明专利技术还公开一种化纤纸管外观检测方法，通过纸管外观进行精确筛选，检测出不同性质的纸管，并实时进行分类，适用于纸管外观参数检测过程，应用机器视觉技术和自动控制技术来实现高精准测量、标准分类筛选的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及工业产品的检测技术，更具体地说，涉及化纤纸管外观检测装置及方 法。
技术介绍
化纤纸管主要用于纺织业，为高速卷绕或加弹锭子提供基础保障。其外型几何尺 寸、圆度、同心度以及外表是否有瑕疵是纸管充当中间介质时非常重要的参数，目前纸管生 产企业普遍采用人工检测的手段，来保证产出的纸管外观符合质量要求。然而，人工检测方 法存在以下弊端： 1、由于检测人员之间主观判断标准的不一致，易造成检测结果的不一致； 2、由于检测人员自身的生理疲劳易造成的产品漏检、误检； 3、人力成本逐年上升，人员流动性大等因素，导致人工检测成本越来越高。
技术实现思路
本专利技术提供一种，以解决现有技术中存在的人工检 测漏检、误检、标准不一致、成本高等问题。 本专利技术采用如下技术方案： 一种化纤纸管外观检测装置，包括图像采集模块、工业视觉计算机模块、信号采集 模块、光源控制模块、分类筛选模块。信号采集模块采集纸管的端面、柱面位置信号，将位置 信号发送至工业视觉计算机模块。图像采集模块拍摄纸管的位置和姿态图像数据，包括纸 管的端面数据和柱面数据，并将图像数据发送至工业视觉计算机模块。工业视觉计算机模 块对图像数据进行分析处理，并输出光源控制信号给光源控制模块，以及输出检测后的分 类筛选信号至分类筛选模块，分类筛选模块并输出检测结果。 根据本专利技术的一实施例，还包括可调光源，光源控制模块输出光源控制脉冲至可 调光源，对可调光源进行光源亮度调节，保持采集图像的光照强度、数字摄像机的图像亮度 均匀 根据本专利技术的一实施例，还包括报警模块，工业视觉计算机模块发送报警信号至 报警模块。 根据本专利技术的一实施例，工业视觉计算机模块根据信号采集模块的位置信号生成 图像采集信号，并发送至图像采集模块，图像采集模块根据图像采集信号对纸管的图像数 据进行采集。 为实现上述目的，本专利技术还采用如下技术方案： 一种化纤纸管外观检测方法，包括以下步骤：步骤1，输入待检化纤纸管；步骤2， 调节数字摄像机和可调光源；步骤3,对化纤纸管的端面和柱面进行图像采集；步骤4,对采 集到的图像进行图像算法处理；步骤5,对算法处理的结果进行逻辑分析、判定；步骤6,输 出外观图像检测结果。 根据本专利技术的一实施例，步骤3包括：利用多组可调光源照射纸管的同一处柱面， 并使纸管进行转动。 根据本专利技术的一实施例，步骤4的图像算法包括对合格化纤纸管进行图像分析以 设定标准参数，并对待检化纤纸管进行图像分析处理。 根据本专利技术的一实施例，标准参数的设定步骤如下：1)收集若干个化纤纸管外观 图像；2)将拍摄的图片按一定比例随机分为训练集合和测试集合；3)对于训练集合中的图 像，按照图像预处理，图像分割，图像区域分析，得到所检测的特征参数；4)将检测纸管的 特征参数，应用于测试集合，并不断修改此参数使得检测结果符合集合的真值；5)根据测 试得到的特征参数，分别取平均值，最大和最小值，从而形成标准参数。 在上述技术方案中，本专利技术的可对纸管外观进行精 确筛选，检测出不同性质的纸管，并实时进行分类。适用于纸管外观参数检测过程，应用机 器视觉技术和自动控制技术来实现高精准检测、标准分类筛选的目的，提高工作效率，降低 劳动力的成本。【附图说明】 图1是本专利技术化纤纸管外观检测装置的结构示意图； 图2是本专利技术化纤纸管外观检测方法的流程图； 图3a和3b分别是调节数字摄像机拍摄区域的示意图； 图4a和4b分别是端面和柱面米集的不意图； 图5是"半包围"式柱面信息采集的示意图； 图6是对采集到的图像进行图像算法处理的流程图； 图7a、7b和7c是化纤纸管外观算法检测的示意图。【具体实施方式】 下面结合附图和实施例进一步说明本专利技术的技术方案。 参照图1，本专利技术公开一种化纤纸管外观检测装置，其主要模块包括图像采集模块 22、信号采集模块23、工业视觉计算机模块24、报警模块25、可调光源26、光源控制模块27、 分类筛选模块28等。下面来详细说明上述各个模块的作用和互相工作的方式。 如图1所示，信号采集模块23采集纸管21的端面和柱面位置信号，将位置信号发 送至工业视觉计算机模块24,生成图像采集信号来控制图像采集模块22对纸管21的外观 图像实时进行采集。具体来说，信号采集模块23采集到的化纤纸管的位置和姿态数据，工 业视觉计算机模块24生成图像采集信号并发送至图像采集模块22,图像采集模块22根据 图像采集信号对纸管21的图像数据进行采集。 图像采集模块22拍摄纸管21的空间图像数据，包括纸管的端面数据和柱面数据。 具体来说，信号采集模块23捕捉纸管21的空间位置和姿态，采集端面到位信号来判断纸管 21的端面是否进入拍摄区域，采集柱面到位信号来判断纸管21的柱面是否进入拍摄区域， 将拍摄到的图像数据221传送至工业视觉计算机模块24,通过数字图像处理算法对其进精 确测量计算，并明确判断结果，输出纸管外观的性质。 继续参照图1，图像采集模块22采集到当前的图像数据传送给工业视觉计算机模 块24,工业视觉计算机模块24对图像数据的灰度值及曝光度进行计算，并输出光源控制信 号给光源控制模块27,以及输出分类筛选信号至分类筛选模块28。光源控制模块27输出 光源控制脉冲对可调光源26进行光源亮度调节，对图像的亮度进行改变，进而影响图像采 集模块22对图像数据的采集，以此形成反馈，实现了图像采集模块22和可调光源26的自 动化操作，并自动记录原始数据。 光源控制模块27输出光源控制脉冲至可调光源26,可调光源26进行光源亮度调 节，对纸管21的图像的亮度进行改变。作为本专利技术的一种优选实施方式，可调光源26是由 多组可调光源按照一定的空间位置摆放，每组光源之间按照矩阵形式以及一定的空间夹角 摆放，保证每次拍摄到纸管区域的感兴趣区域的亮度一致。如图5所示，三组可调光源26 按照一定的空间夹角摆放，保证每次拍摄到纸管的感兴趣区域的亮度一致，对感兴趣区域 可随拍摄景深进行调节。另一方面，如图4b所示，可调光源26的空间夹角也可以随拍摄区 域进行调节，这样保证了每次获取的纸管拍摄区域保持一致的亮度。 工业视觉计算机模块24发送报警信号至报警模块25,报警模块25是根据用户的 需求来设置报警参数。当连续检出的纸管外观数量达到设置的数值时将输出报警信号。 分类筛选模块28接收到工业视觉计算机24的分类筛选信号，并输出检测结果29。 具体来说，分类筛选模块28输出的检测结果为：合格、不合格、人工待检。其中，人工待检筛 选出的是一些微小的、可能可以修复的化纤纸管，用于后期人工检查修复。 此外，本专利技术还公开了一种利用上述化纤纸管外观检测装置进行纸管外观检测的 方法，如图2所示，其主要包括以下几个步骤： 步骤Sl :输入待检化纤纸管。在步骤1中，待检化纤纸管由传送机构送入数字摄 像机的拍摄区域内，需要调整数字摄像机与纸管的相对位置。 步骤S2 :调节可调光源的光照亮度。 光照亮度是对数字摄像机采集化纤纸管图像进行光补偿的必要条件。本专利技术设计 出了自动光源控制器对光源亮度调节，可根据摄像机采集的图像灰度值对比来进行光源调 节，将采集到的图像转换成灰度，并且与标准灰度值（经过多次重复测试实验取得满足摄 像机采集图像的最佳效果灰本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种化纤纸管外观检测装置，其特征在于，包括：图像采集模块、工业视觉计算机模块、信号采集模块、光源控制模块、分类筛选模块；所述信号采集模块采集纸管的端面、柱面位置信号，将所述位置信号发送至所述工业视觉计算机模块；所述图像采集模块拍摄纸管的位置和姿态图像数据，包括纸管的端面数据和柱面数据，并将所述图像数据发送至所述工业视觉计算机模块；所述工业视觉计算机模块对所述图像数据进行分析处理，并输出光源控制信号给光源控制模块，以及输出检测后的分类筛选信号至所述分类筛选模块；所述分类筛选模块输出检测结果。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：龚厚志，王宏松，胡明凯，
申请(专利权)人：上海常良智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31