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专利号: 2024113476471
申请人: 江苏斯得福新材料有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-10
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于计算机视觉的毛巾织机自动控制方法,其特征在于,该基于计算机视觉的毛巾织机自动控制方法包括以下步骤:S1、在毛巾织机内部安装计数器与纱线传感器分别获取电机实际转速与送纱量作为分析数据集,并利用分析数据集判断电机转速与送纱量的关系;

S2、利用判断结果分析不同电机转速与送纱量产生的传动噪声值,并设定最小噪声值对应的电机转速值为毛巾织机的初始控制值;

S3、利用红外成像仪获取初始控制值条件下制成的毛巾图像并进行预处理,获得毛巾的待检测图像;

S4、利用计算机视觉技术对待检测图像实施特征检测操作,并与预设毛巾标准进行相似度比对判断毛巾是否存在瑕疵;

S5、若存在瑕疵则返回至步骤S2进行初始控制值调整,若未存在瑕疵则按照初始控制值继续执行;

所述利用判断结果分析不同电机转速与送纱量产生的传动噪声值,并设定最小噪声值对应的电机转速值为毛巾织机的初始控制值包括以下步骤:S21、获取电机转速与送纱量判断直接比例关系,并设定不同数值下的电机转速值,利用直接比例关系求解实际的送纱量;

S22、建立包含电机、送纱部件及声级计功能的物理模型,模拟电机振动与送纱摩擦产生的传动噪声值;

S23、将不同的电机转速值与送纱量输入至物理模型内输出传动噪声值,并对全部传递噪声值进行收集组成判断数据库;

S24、利用寻优算法选取最小噪声值与其对应的电机转速值,并将电机转速值设定为毛巾织机内电机的初始控制值;

所述建立包含电机、送纱部件及声级计功能的物理模型,模拟电机振动与送纱摩擦产生的传动噪声值包括以下步骤:S221、对电机、送纱部件的运动实例进行采样,模拟毛巾织机在生产过程中的运动轨迹,并利用运动轨迹和边标记方式表示毛巾织机;

S222、选取栅格区域作为物理模型的初始点位,并利用运动轨迹将栅格区域划分为中高低三组;

S223、利用自适应划分算法对三组区域进行划分,构建栅格区域对应的几何模型,并基于几何模型定义声级计位置与噪音系数得到物理模型;

S224、利用物理模型模拟电机在工作时的振动量与送纱部件在送纱过程中导向组件与张力控制组件产生的摩擦力;

S225、利用声级计评测振动量与摩擦力组合产生的噪音值判断噪声的传播路径与强度;

所述利用寻优算法选取最小噪声值与其对应的电机转速值,并将电机转速值设定为毛巾织机内电机的初始控制值包括以下步骤:S241、对噪声值进行搜寻区域划分,并利用置信搜寻法确定最佳搜寻区域边界实现包含噪声值与数值最优的全局区域;

S242、构造适应最佳搜寻区域边界特征的转向模型优化搜索路径,并以最小噪声值与其对应的电机转速值作为优化目标;

S243、采用寻优算法对转向模型优化得到最佳搜寻路径,选取最小噪音值与电机转速值;

S244、将电机转速值结果写入至毛巾织机控制程序设定为电机初始控制值,使其输出的相应脉冲频率控制电机。

2.根据权利要求1所述的一种基于计算机视觉的毛巾织机自动控制方法,其特征在于,所述采用寻优算法对转向模型优化得到最佳搜寻路径,选取最小噪音值与电机转速值包括以下步骤:S2431、根据转向模型设定搜索规模、搜索路径长度、最大迭代数、搜寻线间距范围与间距步长;

S2432、利用寻优算法产生初始行与作业行遍历顺序初始值,并按照搜寻线间距判断在起始行确定条件下最佳遍历顺序;

S2433、根据最佳遍历顺序确定搜寻总路径与搜寻概率,并采用非支配排序方式在最大迭代次数内进行反复迭代,直至达到设定的搜索规模获取最优总路径;

S2434、根据搜寻间距步长改变搜寻线间距范围重复步骤S2432与步骤S2434直至达到搜寻线间距范围上限;

S2435、利用非支配排序获得不同搜寻线间距下搜索路径长度最小值得到最佳搜寻路径,根据最佳搜寻路径输出对应的最小噪音值与电机转速值。

3.根据权利要求1所述的一种基于计算机视觉的毛巾织机自动控制方法,其特征在于,所述利用计算机视觉技术对待检测图像实施特征检测操作,并与预设毛巾标准进行相似度比对判断毛巾是否存在瑕疵包括以下步骤:S41、在尺度空间上对待检测图像实施极值检测操作,对图像的特征关键点进行定位确定图像梯度方向形成特征描述点;

S42、利用欧式距离对特征描述点进行两两匹配形成匹配块,并通过形态学去除冗余匹配块,提取匹配块内的特征点实施成分分析操作;

S43、对匹配的特征点进行提纯,并利用特征点的分布情况定位待检测图像中的特征位置;

S44、获取预设毛巾标准与待检测图像的特征位置进行相似度比对,并根据相似度结果判断毛巾是否存在瑕疵。

4.根据权利要求3所述的一种基于计算机视觉的毛巾织机自动控制方法,其特征在于,所述获取预设毛巾标准与待检测图像的特征位置进行相似度比对,并根据相似度结果判断毛巾是否存在瑕疵包括以下步骤:S441、在待检测图像上与标准毛巾图像上分别定义一组以特征位置为中心的椭圆p与椭圆q,初始化椭圆p的边界并获取椭圆p的极点坐标位置;

S442、根据极点坐标位置遍历极点之间的行并计算行与椭圆p边界的两个交点的坐标,确定属于行且位于椭圆p边界内的所有点;

S443、初始化椭圆q的边界并获取椭圆q的极点坐标位置,并根据极点坐标位置遍历极点之间的行并计算行与椭圆q边界的两个交点的坐标,确定属于行且位于椭圆q边界内的所有点;

S444、利用仿射变化的方式将椭圆p与椭圆q边界内的所有点归一化为相同个数的位置点;

S445、采用仿射不变块相似度算法分别计算两个椭圆位置点之间的相似度,并将所有点的相似度值进行相加判断毛巾是否存在瑕疵;

S446、若相似度值大于预设值,则表示毛巾存在瑕疵,若相似度值小于预设值,则表示毛巾未存在瑕疵。

5.根据权利要求4所述的一种基于计算机视觉的毛巾织机自动控制方法,其特征在于,所述相似度算法的表达式为:;

式中,T表示相似度结果;

表示椭圆p的中心点;

Du表示第u个位置点的结构张量;

Eu表示第u个位置点的仿射变换结果;

表示椭圆q的中心点;

u表示位置点的个数;

表示待检测图像上第k个图像点上方差为t的高斯函数;

表示待检测图像上的图像点;

k表示 上的任意一点。

6.一种基于计算机视觉的毛巾织机自动控制系统,用于实现权利要求1‑5中任一项所述的基于计算机视觉的毛巾织机自动控制方法,其特征在于,该基于计算机视觉的毛巾织机自动控制系统包括数据收集分析模块、织机控制设定模块、毛巾图像处理模块、瑕疵检测判断模块及调整优化执行模块;

其中,所述数据收集分析模块、所述织机控制设定模块、所述毛巾图像处理模块、所述瑕疵检测判断模块与所述调整优化执行模块之间依次连接;

所述数据收集分析模块,用于在毛巾织机内部安装计数器与纱线传感器分别获取电机实际转速与送纱量作为分析数据集,并利用分析数据集判断电机转速与送纱量的关系;

所述织机控制设定模块,用于利用判断结果分析不同电机转速与送纱量产生的传动噪声值,并设定最小噪声值对应的电机转速值为毛巾织机的初始控制值;

所述毛巾图像处理模块,用于利用红外成像仪获取初始控制值条件下制成的毛巾图像并进行预处理,获得毛巾的待检测图像;

所述瑕疵检测判断模块,用于利用计算机视觉技术对待检测图像实施特征检测操作,并与预设毛巾标准进行相似度比对判断毛巾是否存在瑕疵;

所述调整优化执行模块,用于若存在瑕疵则返回至织机控制设定模块进行初始控制值调整,若未存在瑕疵则按照初始控制值继续执行。