CN202989448U

CN202989448U - 一种基于视频信号处理的断纱检测装置

Info

Publication number: CN202989448U
Application number: CN 201220493426
Authority: CN
Inventors: 王玉凤; 范必双
Original assignee: Changsha University of Science and Technology
Current assignee: Changsha University of Science and Technology
Priority date: 2012-09-26
Filing date: 2012-09-26
Publication date: 2013-06-12
Anticipated expiration: 2022-09-26

Abstract

本专利属于纺织行业信号检测和处理领域，涉及一种基于视频信号处理的断纱检测装置。该装置能够弥补传统断纱检测装置的不足，以面代点，使得断纱检测更为准确和可靠。其***由高速摄像头、高速 A/D 转换器、 FPGA 、有源 RFID 和手持终端组成。通过高速摄像头捕捉纱布画面，并采用高速 A/D 转换器对图像模拟信号进行采样及模数转换，利用 FPGA(FieldProgrammableLogicDevices) 技术对图像数据进行快速的分析与处理，并根据处理结果输出信号控制机器停机，同时通过有源 RFID 向手持终端发出无线电报警信号。

Description

一种基于视频信号处理的断纱检测装置

技术领域

本专利涉及一种基于视频信号处理的断纱检测装置。

背景技术

纺织业在中国的国民经济中占有非常重要的地位，作为传统的劳动密集型产业，对中国国民经济建设发挥了不可替代的支柱性作用。根据中国纺织工业联合会的一份内部文件显示，2012年，中国的纺织行业就业总人数已经从2000年的1300多万人次增加到2000万人次左右，年销售收入2000万元以上的企业达到了3.67万户。令人担忧的是，这一就业人数庞大的行业正在遭遇阶段性难题。贸易量的锐减和微薄的利润空间，使一些企业面临巨大的生存压力。因此，如何提高生产效率，节约资源和人员成本成为纺织业企业生存和发展的重中之重。

纺织生产过程中普遍存在的一个大问题是，由于断针或钩纱造成的浪费很严重。而现今普遍的解决方法是派人员把守，定期不间断的巡查每台织布机是否存在断纱的情况，一有发现，马上手动停机，进行维修。这不仅存在人员投入大、工作量大、效率低，而且会因为没有及时发现问题而造成大批的织布报废。

而如今市面上所用的断针检测器或者断纱检测器多为光电式、霍尔感应式、激光式。这类检测器由于一般只针对一个点检测，因此，容易受到纺织厂恶劣工况如振动、粉尘等的影响而造成误检。

发明内容

本专利要解决传统的采用光电式、霍尔感应式、激光式传感器的断纱监测器易受环境及工矿影响和干扰而导致检测不准确的问题，设计一款抗干扰能力强、检测面积大的基于视频信号处理的断纱检测装置。该断纱检测装置由高速摄像头、高速A/D转换器、FPGA、有源RFID和手持终端构成，通过高速摄像头捕捉纱布画面，用高速A/D转换器进行图像模拟信号的采样及模数转换，利用FPGA(Field Programmable Logic Devices)技术对图像数据进行快速的分析与处理，并根据处理结果输出信号控制机器停机，同时向手持终端发出报警信号。图像信号的分析和处理均由FPGA硬件实现，手持终端和各台断纱检测器之间则通过有源RFID无线电进行通信。该装置能够弥补传统断纱检测装置的不足，以面代点，使得断纱检测更为准确和可靠。

附图说明

图1是基于视频信号处理的断纱检测装置的***组成框图。装置由高速摄像头、高速A/D转换器、FPGA、有源RFID和手持终端构成，图像信号的分析和处理均由FPGA硬件实现，手持终端和各台断纱检测器之间则通过有源RFID（Radio Frequency Identification）无线电进行通信。首先纱布图像通过高速摄像头采集，其输出的模拟信号经过高速A/D转换器进行模数转换变为图像数字信号，然后FPGA对图像数字信号进行高速并行处理，处理结果存在断纱现象则输出停机信号给纺织机控制器控制停机，同时输出报警信号经由有源RFID无线电路发射到手持终端，手持终端可显示发生断纱的机器编号。

具体实施方式

纺织机所织纱布一般为纯色（如白色），如果没有断纱，由摄像头采集的整幅图像灰度值一致，一旦出现断纱（一般为垂直方向断了一根线），如附图1中“有断纱的纱布”部分所示，则会出现某一纵轴方向的图像灰度值异常。本专利就是基于这个原理来实现断纱检测的。

由于断纱检测对实时性要求很高，织布机工作时还会做旋转运动，所以必须采用高速摄像头进行图像采集，否则容易造成重影，导致误检。而为了不漏检，***必须具备高速的数据处理能力，因此，如附图1所示，图像信号经过高速摄像头摄像以后，变为模拟信号输出，而后级的高速A/D转换器对图像模拟信号进行采样和模数转换并输出图像数字信号，再送入运行速度快、并行处理能力强的FPGA直接对图像信息进行处理。由于FPGA是直接用硬件电路实现对信号的处理，具有运算速度快、并行性高的特点，相比用软件实现的单片机和DSP等处理器有不可比拟的优势，可以大大提高信号处理的是实时性。由于本专利采用摄像的方式，检测的是一个面，因此可以大大降低误检的概率。对于出现的断纱图像信号，可以设定一个阈值，当超过该阈值的灰度值异常像素点个数，且异常像素点纵坐标非常接近时，则可判断有断纱产生，立即给纺织机控制器发出停机信号，同时通过有源RFID发射报警信号到手持终端。相比传统的点检测，面检测的优点在于，不容易受到环境和工况的影响，可以根据现场情况设定阈值，且在信号处理方面具有一定的智能化特点。

另外，为了减少人员的投入和减轻工人的负担，并使本专利的断纱检测装置更具有智能化和实用化，将多台的断纱检测信号通过一个手持终端进行汇总。手持终端与各台断纱检测器之间采用无线电通信，一方面避免了布线的困难，另一方面使得人员操作更加灵活，手持终端可随身携带，无需固定在一个地方。

Claims

1.一种基于视频信号处理的断纱检测装置，其特征在于装置由高速摄像头、高速A/D转换器、FPGA、有源RFID和手持终端构成，图像信号的分析和处理均由FPGA硬件实现，手持终端和各台断纱检测器之间则通过有源RFID无线电进行通信。