修惠文    
   

    摘要：傳(chuan)統(tong)粘(zhan)膠(jiao)長(chang)絲(si)檢(jian)測(ce)和(he)質(zhi)量(liang)控(kong)製(zhi)基(ji)本(ben)依(yi)賴(lai)人(ren)工(gong)完(wan)成(cheng)，具(ju)有(you)速(su)度(du)慢(man)
，不(bu)能(neng)實(shi)現(xian)實(shi)時(shi)監(jian)控(kong)等(deng)缺(que)點(dian)。機(ji)器(qi)視(shi)覺(jiao)檢(jian)測(ce)係(xi)統(tong)作(zuo)為(wei)一(yi)種(zhong)新(xin)型(xing)的(de)檢(jian)測(ce)技(ji)術(shu)，具(ju)有(you)速(su)度(du)快(kuai)
、精度高、非接觸、實時性等優點，將其應用於化纖產品檢測領域，可以有效地克服人工檢測的不足，提高化纖工廠生產的自動化程度與生產效率。

    針(zhen)對(dui)粘(zhan)膠(jiao)長(chang)絲(si)的(de)檢(jian)測(ce)需(xu)要(yao)
，本(ben)文(wen)對(dui)浴(yu)內(nei)監(jian)測(ce)係(xi)統(tong)的(de)設(she)計(ji)及(ji)粘(zhan)膠(jiao)長(chang)絲(si)計(ji)數(shu)算(suan)法(fa)的(de)研(yan)究(jiu)應(ying)用(yong)做(zuo)了(le)詳(xiang)細(xi)的(de)探(tan)討(tao)。通(tong)過(guo)分(fen)析(xi)浴(yu)內(nei)粘(zhan)膠(jiao)長(chang)絲(si)圖(tu)像(xiang)特(te)性(xing)，針(zhen)對(dui)性(xing)地(di)研(yan)究(jiu)粘(zhan)膠(jiao)長(chang)絲(si)圖(tu)像(xiang)的(de)分(fen)割(ge)以(yi)及(ji)特(te)征(zheng)提(ti)取(qu)等(deng)算(suan)法(fa)。結(jie)合(he)形(xing)態(tai)分(fen)析(xi)，研(yan)究(jiu)粘(zhan)膠(jiao)長(chang)絲(si)二(er)值(zhi)圖(tu)像(xiang)的(de)計(ji)數(shu)問(wen)題(ti)
，提(ti)出(chu)了(le)解(jie)決(jue)細(xi)絲(si)交(jiao)錯(cuo)重(zhong)疊(die)的(de)分(fen)離(li)連(lian)通(tong)域(yu)算(suan)法(fa)。實(shi)驗(yan)結(jie)果(guo)證(zheng)明(ming)本(ben)文(wen)設(she)計(ji)的(de)粘(zhan)膠(jiao)長(chang)絲(si)浴(yu)內(nei)檢(jian)測(ce)係(xi)統(tong)是(shi)實(shi)用(yong)有(you)效(xiao)的(de)。對(dui)實(shi)際(ji)取(qu)樣(yang)的(de)140幅粘膠長絲圖像進行計數算法測試
，其中137幅測試結果準確，測量誤差控製在3％以內。

關鍵詞：粘膠長絲、光電成像、CCD
、圖像處理

、形態分析中圖分類號：O432.2     文獻標識碼：A       國家標準學科分類代碼： 460.4035

 

    粘膠纖維良好的服用性能一直受到人們的青睞，高質量粘膠長絲的市場需求量不斷上升
，尤其是加入WTO
、紡fang織zhi配pei額e取qu消xiao之zhi後hou，國guo際ji對dui高gao檔dang粘zhan膠jiao長chang絲si的de需xu求qiu量liang猛meng增zeng。由you於yu我wo國guo的de長chang絲si質zhi量liang達da不bu到dao國guo際ji標biao準zhun，出chu口kou受shou到dao限xian製zhi
，其qi中zhong一yi個ge重zhong要yao原yuan因yin是shi由you於yu粘zhan膠jiao長chang絲si單dan絲si不bu足zu造zao成cheng布bu料liao染ran色se不bu均jun。粘zhan膠jiao長chang絲si數shu量liang不bu足zu是shi由you於yu在zai長chang絲si成cheng絲si過guo程cheng中zhong，噴pen絲si板ban中zhong部bu分fen噴pen絲si孔kong堵du孔kong造zao成cheng撚nian合he單dan絲si根gen數shu缺que少shao。快kuai速su在zai線xian檢jian測ce噴pen絲si板ban是shi否fou堵du孔kong
，實shi時shi監jian測ce單dan絲si數shu目mu，可ke以yi較jiao好hao的de解jie決jue上shang述shu問wen題ti。

    為實現實時監測單絲數目，本文利用機器視覺檢測技術，采用外置光源對粘膠長絲照射，由光學係統成像至CCD上
，實時采集酸浴內長絲圖像，通過IPCgongyejisuanjijituxiangcaijikahuoqutuxiangshuju
，shishixianshizhijiankongpingmushang。tongshi，zhanjiaochangsituxiangjingguotuxiangzengqiangjiyuzhifengehou，changsidexingtaitezhengbeituxianchulai
；用特定的算法識別粘膠長絲並計算出其數目；根據計數結果，判別長絲產品合格與否。

2.1係統研發目標

⑴ 研究噴絲動態成像係統和照明係統，實現噴絲過程的光學成像；

⑵ 將酸浴中的光學圖像轉換為方便於人們觀測的可視圖像

；

⑶ 開發圖像處理軟件係統，實現對粘膠長絲的相關識別和判別計數；

⑷ 保證係統在酸浴中部分結構不受腐蝕影響。

2.2係統技術指標

⑴ 該係統需適應環境指標

酸浴溫度：50℃

酸浴深度：400mm

酸浴透明度：400-500mm

酸浴組成：硫酸：130±1g/l

硫酸鋅：11±0.5g/l

硫酸鈉：260-270g/l

⑵ 噴絲孔徑φ0.06-φ0.08mm

⑶ 噴絲孔數18-60

⑷ 單絲檢測精確度為97%

⑸ 功能實現：a獲取清晰的噴絲圖像

，具有良好的可視性

b實現計算機圖像處理，指示噴絲數量

c噴絲板檢測實現計算機管理（編號、數據存儲等）

d儀器小型化，便於巡回檢測

粘膠長絲浴內監測硬件係統主要有以下部分構成：

①係統照明光源

②CCD攝像頭

③機械微調裝置

④控製櫃

⑤電源控製板

⑥圖像采集卡

⑦工業計算機

⑧液晶顯示器

    CCD實時采集接收屏上的圖樣，輸出視頻信號。由計算機係統控製的視頻采集卡對CCD輸(shu)出(chu)的(de)視(shi)頻(pin)信(xin)號(hao)進(jin)行(xing)實(shi)時(shi)捕(bu)捉(zhuo)，顯(xian)示(shi)至(zhi)監(jian)視(shi)器(qi)屏(ping)幕(mu)便(bian)於(yu)實(shi)時(shi)監(jian)控(kong)酸(suan)浴(yu)內(nei)噴(pen)絲(si)板(ban)的(de)工(gong)作(zuo)情(qing)況(kuang)，截(jie)取(qu)細(xi)絲(si)圖(tu)像(xiang)

，向(xiang)長(chang)絲(si)計(ji)數(shu)係(xi)統(tong)輸(shu)出(chu)用(yong)於(yu)圖(tu)像(xiang)分(fen)析(xi)的(de)圖(tu)片(pian)。工(gong)業(ye)計(ji)算(suan)機(ji)係(xi)統(tong)用(yong)於(yu)監(jian)測(ce)係(xi)統(tong)的(de)整(zheng)體(ti)控(kong)製(zhi)，為(wei)測(ce)試(shi)軟(ruan)件(jian)的(de)運(yun)行(xing)提(ti)供(gong)硬(ying)件(jian)基(ji)礎(chu)。係(xi)統(tong)的(de)硬(ying)件(jian)結(jie)構(gou)如(ru)圖(tu)3.1所示。

    根(gen)據(ju)係(xi)統(tong)技(ji)術(shu)指(zhi)標(biao)，本(ben)係(xi)統(tong)的(de)控(kong)製(zhi)監(jian)視(shi)部(bu)分(fen)要(yao)在(zai)粘(zhan)膠(jiao)長(chang)絲(si)酸(suan)浴(yu)附(fu)近(jin)工(gong)作(zuo)

，其(qi)環(huan)境(jing)溫(wen)度(du)高(gao)
，空(kong)氣(qi)潮(chao)濕(shi)
，周(zhou)圍(wei)機(ji)器(qi)振(zhen)動(dong)較(jiao)大(da)，且(qie)有(you)高(gao)頻(pin)信(xin)號(hao)幹(gan)擾(rao)
，條(tiao)件(jian)極(ji)為(wei)惡(e)劣(lie)。為(wei)保(bao)證(zheng)監(jian)控(kong)係(xi)統(tong)正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)，工(gong)控(kong)計(ji)算(suan)機(ji)的(de)選(xuan)擇(ze)是(shi)極(ji)為(wei)重(zhong)要(yao)的(de)，本(ben)文(wen)采(cai)用(yong)的(de)是(shi)研(yan)祥(xiang)工(gong)控(kong)機(ji)，型(xing)號(hao)為(wei)IPC-6806W-E(A3)
，其優點是結構緊湊
、設計合理
、便於擴展外接采集卡；具有較好的抗震
、抗幹擾、防塵耐高溫的特性
，能夠克服酸浴附近的惡劣條件而穩定工作
；滿足在線監控與長絲計數算法的運算需求。另外
，本係統的成像探頭部分要在酸液內工作，需要將係統光源及CCD攝像頭密封在耐酸塑料ABS製成的防腐外殼中；為方便粘膠長絲的成像調節
，在酸浴外加置了機械微調裝置

；將采集卡、電壓控製板、工業計算機以及液晶顯屏封裝在控製櫃中，實現儀器的小型化，便於循環檢測。係統的控製櫃和浴內CCD攝像探頭與光源機構如圖3.2、3.3所示。