[发明专利]基于图像识别技术的光纤自动密排控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种光纤绕制系统，特别是涉及一种光纤自动密排控制系统。 

背景技术

随着光纤通信和光纤传感器的发展，为了满足各种应用场合，对光纤绕线的要求越来越高。许多应急、抢险、野外作业、有线制导武器等应用，要求光纤(包括光缆)，能够快速释放，反复使用。这就要求光纤线团在绕制过程中必须密排，否则上一层光纤将压入下一层，光纤释放时由于压线而造成断线事故。光纤密排使同层光纤之间间隙很小，上层光纤不能嵌入下层，从而杜绝光纤跳层压线，保证释放时满足适度的释放张力和速度等性能要求时，不出现断线、损耗大幅增加等严重影响通信质量的事故发生。 

许多光纤传感器的核心传感元件是光纤线圈(如光纤陀螺)，这种线圈在绕制时，必须保证某种对称绕法，如光纤陀螺的绕法就有二极对称、四极对称、八极对称等。对称线圈要求每层光纤在绕制过程中，必须要有很小的张力，同时必须紧密排列，匝间不能有大缝隙也不能间距太小(如图6所示，最左边的一幅图是光纤正常排线时的情况，中间第二幅是光纤排线时出现间距过大的情况，最右边第三幅是光纤排线出现间距过小的情况)，层间不能错层，否则就破坏了光纤线圈的对称结构(如图7所示，最左边第一幅图是光纤排线正常的情况，中间第二幅图是光纤排线滞后角过大的情况，最右边第三幅图是光纤排线滞后角过小的情况)，就不能满足技术指标要求而成为废品。可见光纤在一定张力下紧密排列，是光纤应用中非常重要的一项技术指标。 

现在主要依靠人工辅助的办法，当操作人员发现累积误差要影响排线时，就进行人工干预，手动调节排线架位置(通过前后快排键)或停车手工整理排线位置来消除误差。这种操作不但影响工作效率，经常停车还会影响线包质量和一致性，并且严重依赖操作人员的操作技能和熟练程度，不利于规模生产。 

发明内容

本发明的目的是提供一种基于图像识别技术的光纤自动密排控制系统用于解决上述技术 问题。 

一种基于图像识别技术的光纤自动密排控制系统，包括排线控制系统、图像处理装置、相机、光纤盘上的光纤排、排线电机、光源、排线架；图像处理装置的信号输出端连接排线控制系统的信号输入端，相机组的信号输出端连接图像处理装置的信号输入端，排线控制系统的信号输出端连接排线电机的控制信号输入端，排线电机与排线架机械连接，光纤盘固定在排线架上； 

排线控制系统用于接收图像处理装置的图像处理结果并根据此结果判断光纤绕线是否需要调整，并发出相应的调整指令给排线电机；图像处理装置用于接收相机组采集的光纤排的实时图像，并实时分析处理图像信息；排线电机用于根据排线控制系统所发来的控制指令执行相应的调整动作；相机组包括第一相机、第二相机、第三相机。 

所述光源和第三相机分布在排线架的径向两侧，光源的中心和第三相机的镜头的中心轴线在一条直线上并且该直线与排线架相切，光源照射到光纤排上，一部分光照射到第一相机上，一部分光被光纤排挡住。 

所述第二相机的镜头的中心轴线与排线架竖直方向直径重合，第三相机的镜头所在平面与光纤平行，第二相机用于拍摄已经缠绕到排线架上的光纤，第三相机用于拍摄当前上绕的光纤。 

实际应用中检测光纤密绕线间距的方法包括以下步骤： 

a1、将光源6与第一相机3-1安装在排线架7的径向两侧，使光源6的中心线和第一相机3-1的镜头的中心轴线在一条直线上； 

a2、打开电源6照射到光纤排4上，同时打开第一相机3-1和光纤密绕系统，拍摄光纤排4的轮廓图； 

a3、第一相机3-1将拍摄的光纤排4的轮廓图传输给图像处理装置2； 

a4、图像处理装置2对光纤排4的轮廓图进行分析处理后将处理结果传输给排线控制系统1； 

a5、排线控制系统1接收图像处理装置2传来的处理结果，如果判断光纤密绕线间距无异常则返回步骤S3，如果判断光纤密绕线间距过大或者过小则进入步骤S6； 

a6、排线控制系统1控制排线电机5反转，将光纤密绕线间距过大或者过小的光纤收回重新排线。 

检测光纤密绕滞后角的方法包括如下步骤： 

b1、安装调整使第二相机3-2的镜头的中心轴线与排线架7竖直方向直径重合； 

b2、安装调整使第三相机3-3的镜头所在平面与光纤8平行； 

b3、打开第二相机3-2、第三相机3-3和光纤密绕系统； 

b4、将第二相机3-2拍摄的已经缠绕到排线架7上的光纤的图像和第三相机3-3拍摄的当前上绕的光纤图像上传给图像处理装置2；