(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210645032.1 (22)申请日 2022.06.07 (71)申请人 浙江理工大 学 地址 310000 浙江省杭州市杭州经济技 术 开发区白杨街道 2号大街9 28号 (72)发明人 戴宁　戚栋明　胡旭东　屠佳佳　 向忠　汝欣　钱淼　 (74)专利代理 机构 浙江侨悦专利代理有限公司 33470 专利代理师 林燕 (51)Int.Cl. G06T 7/00(2017.01) G06T 7/60(2017.01) G06T 7/62(2017.01) G06T 7/73(2017.01)G06T 7/80(2017.01) G06T 7/90(2017.01) G06T 11/20(2006.01) (54)发明名称 一种基于机器视觉的智能找空储管纱孔装 置及其方法 (57)摘要 本发明提供一种基于机器视觉的智能找空 储管纱孔装置及其方法， 涉及智 能纺织领域， 用 于识别络筒机上的储管纱圆盘上的管纱数量， 包 括小车、 相机、 支架， 所述支架设置在小车上， 所 述支架上朝着 储管纱圆盘方向设置有直线滑轨， 所述直线滑轨上滑动适配有直线滑 块， 所述直线 滑轨上设置有用于锁紧直线滑 块的锁紧件， 所述 相机的中部转动连接在直线滑 块的中部， 所述相 机与储管纱圆盘上下对应， 所述直线滑块上设置 有用于调节相机角度的角度调节机构。 小车在络 筒机生产线上做往复巡视工作， 基于相机设定的 程序， 当相机检测到某一锭位储 管纱圆盘内的管 纱数量小于设定值时， 提醒工人或利用投送机构 将缺少的管纱装 入对应的储管纱圆盘中。 权利要求书3页 说明书9页 附图8页 CN 115035062 A 2022.09.09 CN 115035062 A 1.一种基于机器视觉的智能找空储管纱孔装置， 用于识别络筒机上的储管纱圆盘(1) 上的管纱(9)数量， 其特征在于： 包括小车(2)、 相机(3)、 支架(4)， 所述支架(4)设置在小车 (2)上， 所述支架(4)上朝着储 管纱圆盘(1)方向设置有直线滑轨(5)， 所述直线滑轨(5)上滑 动适配有直线滑 块(6)， 所述直线滑轨(5)上设置有用于锁紧直线滑 块(6)的锁紧件， 所述相 机(3)的中部转动连接在直线滑块(6)的中部， 所述相机(3)与储管纱圆盘(1)上下对应， 所 述直线滑块(6)上设置有用于调节相机(3)角度的角度调节机构(7)。 2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的智能找 空储管纱孔装置， 其特征在于： 所 述角度调节机构(7)包括两个同圆心的圆弧轨(71)， 两个圆弧轨(71)设置在直线滑 块(6)上 且以相机(3)的转轴为中心对称设置， 两个圆弧轨(71)内均滑动适配有与相机(3)相连的圆 弧滑块(72)， 两个所述圆弧轨(71)上沿着其长度方向分别设置有棘齿(73)和棘齿二(73 ′)， 所述棘齿(73)和棘齿二(73 ′)的齿牙方向相反， 两个圆弧滑块(72)上分别铰接有与棘齿 (73)、 棘齿二(73 ′)相适配的棘爪(74)和棘爪二(74 ′)， 所述棘爪(74)、 棘爪二(74 ′)的背部 通过弹簧(75)连接圆弧滑块(72)上的固定点。 3.根据权利要求2所述的一种基于机器视觉的智能找 空储管纱孔装置， 其特征在于： 两 个所述圆弧滑块(72)内位于棘爪(74)、 棘爪二(74 ′)的背部设置有电磁铁(76)、 电磁铁二 (76′)， 所述棘爪(74)、 棘爪二(74 ′)的材质为磁性体。 4.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的智能找 空储管纱孔装置， 其特征在于： 所 述小车(2)上设置有用于换管纱(9)的投送机构， 所述投送机构包括储纱盘(8)、 转动臂(10) 以及支撑盘(11)， 所述储纱盘(8)枢接在 小车(2)上， 所述储纱盘(8)上设置有与储 管纱圆盘 (1)上管纱(9)位置和数量相同的锭杆， 锭 杆上插有管纱(9)， 所述转动臂(10)的一端转动连 接在小车(2)上， 所述支撑盘(11)枢接在转动臂(10)的另一端上， 所述转动臂(10)可将支撑 盘(11)从储纱盘(8)上方带至储 管纱圆盘(1)上方， 所述支撑盘(11)的底部设置有若干与储 纱盘(8)上的管纱(9)一一对应的吸盘(12)， 所述支撑盘(11)的顶部设置有与若干吸盘(12) 一一相连的气阀(13)， 气阀(13)连接气源。 5.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的智能找 空储管纱孔装置， 其特征在于： 所 述锁紧件为锁紧栓(14)， 所述锁紧栓(14)螺纹连接在直线滑轨(5)上且与直线滑块(6)相对 应。 6.一种基于 机器视觉的智能找空储管纱 孔方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤一， 准备阶段， 准备阶段主要包括学习、 调节、 分块定域、 矫正四个环节； 其主流程 按依次从流程a(学习环节)、 流程b(调节环节)、 流程c(分块定域环节)、 流程d(矫正环节)顺 序进行； 流程a:(作用： 大致确定成像范围内储管纱圆盘半径、 储管纱孔半径、 储管纱孔与储管 纱圆盘间的圆心 距)； 步骤1， 调节相机的位置， 跳 至步骤2； 步骤2， 初始化相机感光元件参数， 并拍摄， 跳 至步骤3； 步骤3， 采用霍夫变换识别成像范围的特 征圆， 跳至步骤4； 步骤4， 根据特征圆的半径大小， 从区各类特征圆中区分储管纱圆盘及储管纱孔， 并保 存储管纱圆盘半径及储管纱 孔半径， 跳 至步骤5； 步骤5， 根据识别的各个储管纱孔半径， 求取其均值； 根据各个储管纱孔及储管纱圆盘权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115035062 A 2对应特征圆的圆心位置， 求取储管纱 孔与储管纱圆盘间的圆心 距均值， 跳 至步骤6； 步骤6， 流 程a(学习环 节)结束、 流 程b(调节 环节)开始， 跳 至步骤7； 流程b:(作用： 确定储管纱 孔过滤参数最大值及最小值)； 步骤7， 根据流程a确定的储管纱孔半径均值， 粗略调 节储管纱孔的半径范围， 设定储管 纱孔过滤参数最大值及最小值， 跳 至步骤8； 步骤8， 根据流程a确定的各储管纱孔半径， 细致调节储管纱孔的半径范围， 使得每个储 管纱孔半径均在设定的储管纱孔过滤参数最大值及最小值内， 并限制在偏差范围Eg内， 跳 至步骤9； 步骤9， 流 程b(调节 环节)结束、 流 程c(分块定域环 节)开始， 跳 至步骤10； 流程c:(作用： 将流程a,b所得特征圆信息通过绘制的方式显现， 便于流程d(实际安装 后， 相机平面并非完全方正， 其存在一定角度差)的矫 正)； 步骤10， 根据流程a所得储管纱圆盘的半径及圆心位置， 绘制储管纱圆盘的外轮廓， 跳 至步骤11； 步骤11， 根据流程a所得储管纱孔半径均值及圆心距均值， 在距储管纱孔圆心正上方绘 制第一个储管纱孔， 半径为流程a所得储管纱孔半径均值， 圆心距为根据流程a所得圆心距 均值。 跳至步骤12； 步骤12， 以绘制的储管纱圆盘圆心为旋转中心， 间隔40 °(以九孔储管纱圆盘为例)依次 绘制剩下的8个储管纱 孔， 圆心距及半径与绘制的第一个储管纱 孔一致。 跳至步骤13； 步骤13， 流 程c(分块定域环 节)结束、 流 程d(矫正环节)开始， 跳 至步骤14； 流程d:(作用： 1、 使得成像平面角度方正， 2、 使得绘制的储管纱孔处于实际储管纱孔 内 部)； 步骤14， 对比流程c绘制储管纱圆盘与实际成像范围内的角度偏差， 进行相机角度的微 调， 跳至步骤15； 步骤15， 对比绘制储管纱孔与实际储管纱孔的偏差， 对绘制的储管纱孔进行微调， 使得 绘制的储管纱 孔处于实际储管纱 孔内部， 跳 至步骤16； 步骤16， 准备环 节结束； 步骤二， 空管检测实时处 理流程； 主要包括主程序、 子程序1、 子程序2和辅助程序； 主程序： 用于识别储管纱圆盘， 并将子程序1所 得空管检测结果反馈给控制器； 步骤1‑1， 当检测到 外部中断信号时， 执 行步骤1‑2， 否则在步骤1 ‑1处持续等待； 步骤1‑2， 拍摄照片， 跳 至步骤1‑3； 步骤1‑3， 设置Hough圆检测阈值点及储管纱圆盘半径范围(依据准备阶段所得)， 跳至 步骤1‑4； 步骤1‑4， 识别储管纱圆盘， 跳 至步骤1‑5； 步骤1‑5， 当识别出储管纱圆盘， 程序跳至步骤2 ‑1； 否者当拍摄次数不超过3次时， 跳至 步骤1‑2， 否者主程序结束(此锭位空管检测算法失败)； 步骤1‑6， 判断子程序1运行结果是否返回0xffff， 若是， 主程序结束， 此锭位空管检测 算法失败)， 若不是， 则将子程序1运行 结果所的空管检测结果发给控制器， 跳 至步骤1‑7； 步骤1‑7， 主程序结束； 子程序1： 识别储管纱 孔；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115035062 A 3