本發(fā)明屬于細紗斷頭狀況監(jiān)測領(lǐng)域，涉及一種細紗斷頭狀況監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在紡織行業(yè)中，環(huán)錠細紗機是生產(chǎn)紗線的重要設(shè)備，然而，在生產(chǎn)過程中，由于各種因素，如紗線張力不當、設(shè)備磨損等，可能導致紗線出現(xiàn)斷頭現(xiàn)象，紗線斷頭不僅會影響生產(chǎn)效率，還會造成原料的浪費和產(chǎn)品質(zhì)量的下降，因此，實時監(jiān)測細紗的斷頭狀況對于提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量具有重要意義。

2、現(xiàn)有的細紗斷頭狀況監(jiān)測系統(tǒng)雖滿足一定要求，當仍存在局限性表現(xiàn)，具體為：1、在現(xiàn)有的紡織生產(chǎn)過程中，當紗線出現(xiàn)斷頭時，往往依賴人工巡檢或簡單的物理檢測來識別斷頭紗線，這種方法效率低下，容易漏檢或誤檢，導致生產(chǎn)中斷時間過長，影響生產(chǎn)效率。

3、2、在現(xiàn)有的紡織生產(chǎn)過程中，當紗線出現(xiàn)斷頭時，往往只能憑借操作人員的經(jīng)驗或簡單的物理檢測來判斷問題所在，這種方法往往無法精準地定位紗線斷頭的根本原因，如原料異常、設(shè)備故障或環(huán)境參數(shù)不當?shù)龋捎跓o法及時準確地定位紗線斷頭的原因，現(xiàn)有的紡織生產(chǎn)過程中往往存在大量的資源浪費現(xiàn)象，例如，由于原料質(zhì)量不穩(wěn)定導致的紗線斷頭，可能會導致大量原材料的浪費；而設(shè)備故障或環(huán)境參數(shù)不當導致的紗線斷頭，則可能需要頻繁停機維修，增加了能源和人力成本的消耗。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、鑒于此，為解決上述背景技術(shù)中所提出的問題，現(xiàn)提出一種細紗斷頭狀況監(jiān)測系統(tǒng)。

2、本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：本發(fā)明提供一種細紗斷頭狀況監(jiān)測系統(tǒng)，包括：紗線狀態(tài)分析模塊：用于實時采集在細紗編織過程中的各根紗線的透光強度、張力和顏色，分別分析各根紗線的透光強度差異度、張力差異度和顏色差異度。

3、紗線斷頭狀態(tài)分析模塊：用于根據(jù)各根紗線的透光強度差異度、張力差異度和顏色差異度，分析各根紗線的斷頭狀態(tài)符合度。

4、紗線斷頭狀態(tài)判斷模塊：用于根據(jù)各根紗線的斷頭狀態(tài)符合度判斷各根紗線是否存在斷頭狀態(tài)，進而篩選出存在斷頭狀態(tài)的各根紗線。

5、斷頭紗線狀態(tài)識別模塊：用于采集存在斷頭狀態(tài)的各根紗線的圖像，識別出各斷頭紗線。

6、斷頭紗線根源判斷模塊：用于獲取各斷頭紗線在編織成細紗之前的圖像、各斷頭紗線在細紗上的圖像以及設(shè)備周圍的環(huán)境參數(shù)，分別分析各斷頭紗線的原料異常程度、斷頭紗線在細紗上位置的集中度、以及設(shè)備的環(huán)境影響指數(shù)，判斷紗線斷頭狀態(tài)根源，并進行預(yù)警。

7、數(shù)據(jù)庫：用于存儲各類紗線的標準透光強度，并存儲各根紗線在編織成細紗之前的圖像，并存儲各類紗線的適宜溫度區(qū)間，并存儲各類紗線的圖像中各像素點標準顏色分量值。

8、優(yōu)選地，所述分析各根紗線的透光強度差異度，包括：通過光學傳感器采集各根紗線的透光強度，記為ρl，其中l(wèi)表示第l根紗線的編號，l＝1,2,3,...l。

9、從數(shù)據(jù)庫中提取各類紗線的標準透光強度。

10、通過各根紗線的標簽得到各根紗線的類型。

11、根據(jù)各根紗線的類型篩選出各根紗線的標準透光強度，記為ρl′。

12、分析各根紗線的透光強度差異度gl，

13、根據(jù)各根紗線的張力和顏色，得到各根紗線的張力差異度和顏色差異度，分別記為zl和yl。

14、優(yōu)選地，所述分析各根紗線的斷頭狀態(tài)符合度的具體公式為：fl＝gl*α1+zl*α2+yl*α3，其中α1表示設(shè)定的光強差異度對應(yīng)的權(quán)重，α2表示設(shè)定的張力差異度對應(yīng)的權(quán)重，α3表示顏色差異度對應(yīng)的權(quán)重，且α1+α2+α3＝1。

15、優(yōu)選地，所述判斷各根紗線是否存在斷頭狀態(tài)，包括：將各根紗線的斷頭狀態(tài)符合度與預(yù)設(shè)的紗線的斷頭狀態(tài)符合閾值進行對比，若某紗線的斷頭狀態(tài)符合度大于或等于預(yù)設(shè)的紗線的斷頭狀態(tài)符合閾值，則該紗線存在斷頭狀態(tài)；若某紗線的斷頭狀態(tài)符合度小于預(yù)設(shè)的紗線的斷頭狀態(tài)符合閾值，則該紗線不存在斷頭狀態(tài)，進而篩選出存在斷頭狀態(tài)的各根紗線。

16、優(yōu)選地，所述識別出各斷頭紗線，包括：通過攝像頭采集存在斷頭狀態(tài)的各根紗線的圖像，并對其進行顏色閾值分割處理，得到存在斷頭狀態(tài)的各根紗線的圖像中的各像素點灰度值，并將各像素點灰度值與預(yù)設(shè)的紗線顏色閾值允許范圍進行對比，若某像素點灰度值屬于預(yù)設(shè)的紗線顏色閾值允許范圍，則將該像素點標記為紗線像素點；若某像素點灰度值不屬于預(yù)設(shè)的紗線顏色閾值允許范圍，則將該像素點標記為斷頭像素點。

17、將分割后的圖像進行二值化處理，將紗線像素點設(shè)為白色，將斷頭像素點設(shè)為黑色，通過邊緣檢測算法，識別出存在斷頭狀態(tài)的各根紗線的圖像中的黑色區(qū)域的輪廓。

18、通過opencv得到存在斷頭狀態(tài)的各根紗線的圖像中的黑色區(qū)域的輪廓的長度。

19、將存在斷頭狀態(tài)的各根紗線的圖像中的黑色區(qū)域的輪廓的長度與預(yù)設(shè)的紗線斷頭狀態(tài)的輪廓長度閾值進行對比，若存在斷頭狀態(tài)的某根紗線的圖像中的黑色區(qū)域的輪廓的長度大于或等于預(yù)設(shè)的紗線斷頭狀態(tài)的輪廓長度閾值，則該紗線為斷頭紗線，進而識別出各斷頭紗線。

20、優(yōu)選地，分析各斷頭紗線的原料異常程度，包括：從數(shù)據(jù)庫中提取各根紗線在編織成細紗之前的圖像。

21、根據(jù)各斷頭紗線從各根紗線在編織成細紗之前的圖像中篩選出各斷頭紗線在編織成細紗之前的圖像，記為各斷頭紗線的原料圖像。

22、將各斷頭紗線的原料圖像進行灰度化，得到各斷頭紗線的灰度原料圖像，通過canny算法得到各斷頭紗線的灰度原料圖像的邊緣輪廓。

23、遍歷各斷頭紗線的灰度原料圖像的邊緣輪廓，得到各斷頭紗線的邊緣像素點數(shù)量和各斷頭紗線的灰度原料圖像的總像素點數(shù)量，將邊緣像素點數(shù)量與灰度原料圖像的總像素點數(shù)量進行對比，得到邊緣像素點數(shù)量與灰度原料圖像的總像素點數(shù)量的比值，作為邊緣密度，進而得到各斷頭紗線的邊緣密度，將其作為各斷頭紗線的磨損程度指數(shù)，記為md，其中d表示第d根斷頭紗線的編號，d＝1,2,3,...d。

24、根據(jù)各斷頭紗線的灰度原料圖像，分析各斷頭紗線的打結(jié)程度指數(shù)，記為jd。

25、分析各斷頭紗線的原料異常程度ζd，ζd＝md·β1+jd·β2，其中β1表示設(shè)定的磨損程度指數(shù)對應(yīng)的權(quán)重，β2表示設(shè)定的打結(jié)程度指數(shù)對應(yīng)的權(quán)重，且β1+β2＝1。

26、優(yōu)選地，分析斷頭紗線在細紗上位置的集中度，包括：通過將攝像機布設(shè)在各斷頭紗線的周圍，采集各斷頭紗線在細紗上的圖像。

27、根據(jù)各斷頭紗線在細紗上的圖像得到斷頭的位置。

28、通過圖像處理算法得到各斷頭的位置與細紗起點線之間的距離，將其記為ed。

29、將各斷頭的位置與細紗起點線之間的距離代入平均公式，得到斷頭的位置與細紗起點線之間的平均距離，記為

30、分析斷頭紗線在細紗上位置的集中度c，其中d表示斷頭紗線的總數(shù)量,e0表示設(shè)定的斷頭的位置與細紗起點線之間的參照距離。

31、優(yōu)選地，分析設(shè)備的環(huán)境影響指數(shù)，包括：從數(shù)據(jù)庫中提取各類紗線的適宜溫度區(qū)間。

32、根據(jù)各斷頭紗線的類型，得到各斷頭紗線的適宜溫度區(qū)間，再將各斷頭紗線的適宜溫度區(qū)間進行合并，得到斷頭紗線的適宜溫度區(qū)間。

33、將斷頭紗線的適宜溫度區(qū)間中的最大溫度和最小溫度相加再取平均，得到斷頭紗線的平均適宜溫度，將其作為設(shè)備周圍的參照溫度。

34、根據(jù)設(shè)備周圍的參照溫度的分析方式，得到設(shè)備周圍的參照濕度。

35、通過溫度傳感器采集設(shè)備周圍的溫度，記為w。

36、通過濕度傳感器采集設(shè)備周圍的濕度，記為s。

37、分析設(shè)備的環(huán)境影響指數(shù)h，其中w0表示設(shè)定的設(shè)備周圍的參照溫度，s0表示設(shè)定的設(shè)備周圍的參照濕度。

38、優(yōu)選地，判斷紗線斷頭狀態(tài)根源，包括：將各斷頭紗線的原料異常程度與預(yù)設(shè)的原料異常閾值進行對比，若某斷頭紗線的原料異常程度大于或等于預(yù)設(shè)的原料異常閾值，則該斷頭紗線的原料異常；若某斷頭紗線的原料異常程度小于預(yù)設(shè)的原料異常閾值，則該斷頭紗線的原料正常，進而篩選并統(tǒng)計出原料異常的斷頭紗線的數(shù)量和斷頭紗線的總數(shù)量。

39、將原料異常的斷頭紗線的數(shù)量與斷頭紗線的總數(shù)量進行對比，得到原料異常的斷頭紗線的數(shù)量與斷頭紗線的總數(shù)量的比值，將其作為原料異常的斷頭紗線的比值。

40、將原料異常的斷頭紗線的比值與預(yù)設(shè)的斷頭狀態(tài)根源的比值閾值進行對比，若原料異常的斷頭紗線的比值大于或等于預(yù)設(shè)的斷頭狀態(tài)根源的比值閾值，則將原料異常作為紗線斷頭狀態(tài)根源。

41、優(yōu)選地，所述判斷紗線斷頭狀態(tài)根源，包括：將設(shè)備的環(huán)境影響指數(shù)與預(yù)設(shè)的環(huán)境影響指數(shù)閾值進行對比，若設(shè)備的環(huán)境影響指數(shù)大于或等于預(yù)設(shè)的環(huán)境影響指數(shù)，則將環(huán)境因素作為紗線斷頭狀態(tài)根源。

42、將斷頭紗線在細紗上位置的集中度與預(yù)設(shè)的斷頭紗線在細紗上位置的集中度閾值進行對比，若斷頭紗線在細紗上位置的集中度大于或等于預(yù)設(shè)的斷頭紗線在細紗上位置的集中度閾值，則將設(shè)備異常作為紗線斷頭狀態(tài)根源。

43、相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果如下：(1)本發(fā)明通過實時采集在細紗編織過程中的各根紗線的透光強度、張力和顏色，分別分析各根紗線的透光強度差異度、張力差異度和顏色差異度，通過自動化采集和分析，減少了人工檢查和記錄的時間，提高了生產(chǎn)效率。同時，及時發(fā)現(xiàn)并解決問題，減少了因質(zhì)量問題導致的停機時間和返工率。

44、(2)本發(fā)明通過根據(jù)各根紗線的透光強度差異度、張力差異度和顏色差異度，分析各根紗線的斷頭狀態(tài)符合度，判斷各根紗線是否存在斷頭狀態(tài)，進而篩選出存在斷頭狀態(tài)的各根紗線，能夠精確預(yù)測紗線在編織過程中可能出現(xiàn)的斷頭風險，可以對紗線的整體質(zhì)量進行更為充分的評估，有助于生產(chǎn)人員及時發(fā)現(xiàn)并解決潛在的質(zhì)量問題，確保產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可靠，通過及時發(fā)現(xiàn)斷頭紗線可以避免因紗線斷裂導致的材料浪費和產(chǎn)品質(zhì)量問題，從而降低生產(chǎn)成本，并且準確判斷紗線斷頭狀態(tài)有助于保持生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性。

45、(3)本發(fā)明通過采集存在斷頭狀態(tài)的各根紗線的圖像，識別出各斷頭紗線，通過快速準確地識別斷頭紗線，當紗線發(fā)生斷頭時，快速識別并處理可以迅速恢復生產(chǎn)線的運行，減少因停機導致的生產(chǎn)延誤。這對于維持生產(chǎn)線的連續(xù)性和提高整體生產(chǎn)效率至關(guān)重要，及時發(fā)現(xiàn)斷頭紗線可以防止不合格產(chǎn)品繼續(xù)生產(chǎn)，從而避免浪費材料和資源。通過減少廢品率，企業(yè)可以降低成本并提高利潤。

46、(4)本發(fā)明通過結(jié)合各斷頭紗線在編織成細紗之前的圖像、各斷頭紗線在細紗上的圖像以及設(shè)備周圍的環(huán)境參數(shù)，分析紗線斷頭的可能原因，從而精準定位問題根源，相關(guān)人員可以迅速采取針對性的措施，如調(diào)整原料、優(yōu)化設(shè)備參數(shù)或改善環(huán)境條件，從而快速解決問題，減少生產(chǎn)中斷時間，能夠顯著減少生產(chǎn)中斷時間，提高生產(chǎn)效率，減少因紗線斷頭導致的材料浪費、停機時間和返工成本，從而降低生產(chǎn)成本，及時發(fā)現(xiàn)并從根源解決斷頭紗線問題，可以避免因紗線問題導致的產(chǎn)品質(zhì)量問題，提高產(chǎn)品質(zhì)量和客戶滿意度。