[发明专利]一种纱线运动参数识别方法、装置、可读存储介质和系统

说明书

本发明提供一种纱线运动参数识别方法、装置、可读存储介质和系统，涉及纱线运动参数识别技术领域。方法包括：标定双目高速相机，获取相机参数；极线校正纱线图像对；获取纱线深度图；定位纱线测试点在深度图中的位置；获取纱线测试点三维空间坐标；拟合纱线运动轨迹曲线；根据纱线运动轨迹曲线和纱线运动轨迹曲线上各点对应的采集时刻，获取纱线测试点的位移、速度、加速度运动参数。通过采用非接触方式识别纱线运动参数，在测量时避免了接触式测量仪器对纱线运行状态的干扰，客观、准确、及时地反映了纱线的明确物理测试点(如纱线端点)，或纱线上的某一关注点(如纱线与固定平面的交点)的真实运动状态。

技术领域

本发明涉及纱线运动参数识别技术领域，特别涉及一种纱线运动参数识别方法、可读存储介质和系统。

背景技术

市场对纱线的品质和生产效率不断提出更高要求，进而推动生产技术和设备性能的不断进步。在纺织生产中，纱线既是被加工的对象又是加工系统不可或缺的组成部分，纱线在机械部件握持引导下进行大范围、大形变运动，并常常伴随有拉伸、扭转、弯曲等形变，易产生意外牵伸甚至断裂，影响纱线等纺织品的品质。以生产过程中将纱线卷绕成圆柱筒子形状卷装的关键设备——卷绕机为例，卷绕线速度高达6000m/min。如此高的卷绕速度将带来了一系列问题，例如：气流影响、刚性机械部件与柔性纱线耦合的动力学问题等。若要在高速卷绕时，保证纱线卷装按设计要求成型，则需在卷绕过程中保证每层纱线卷绕为理想的螺旋线和理想的折返曲线。纱线在卷绕时，自导丝辊处送丝，经导丝钩、横动装置、压辊，最终被卷取至锭轴筒子上形成卷装。准确测量纱线卷绕时送丝、横动导丝、卷取成型整个过程中纱线在各个环节的运动轨迹，纱线运动参数、掌握纱线的运动状态，有利于分析纱线在高速运动过程中的动力学机理，是合理设计纺织机械、准确调控工艺参数的核心基础。又例如，面向纺织柔性体(如纱线)的基于机器人末端执行器的穿针引线式生产作业，也需通过非接触式准确测量纱线运动参数，以便合理设计纺织生产工艺、乃至纺织机械。

传统方法采用接触式传感器对纱线运动状态进行测量，非专利文献1中记载了采用接触式位移传感器对纱线运动参数的测量方法。但接触式传感器易干扰纱线的运动状态，非专利文献2中记载了接触式装置对纱线运动状态的干扰。非专利文献3记载了接触式测量，对纱线高速运动状态的影响，并且测量设备的安装亦具有较大难度。对于纱线卷绕机6000m/min的卷绕线速度而言，横动装置往复一次的时间仅为0.04s，纱线的最大导丝加速度可达2000m/s²；若以导丝拨叉的方式引导纱线卷绕方向，纱线在导丝拨叉的碰撞拨动下做往复摆动，并保持丝线张力在0.18cN/dtex左右，微小的张力波动在纱线的高速运行下，都容易造成卷装各点的密度误差≥2.5％，严重影响了成卷的品质。显然，实际生产环境下不适宜采用传统接触式传感器测量纱线运动状态。

因此，采用非接触方式测量纱线运动参数更为合适，非专利文献4中记载了使用光电传感器测量喷气织机纬纱速度的方法，但该方法仅能测量纱线直线运动速度。基于机器视觉非接触测量物体运动是近年来研究的热点，非专利文献5中记载了利用光流法获取连续图像对应点，并通过线性Kalman滤波方法得出飞行器速度，但此方法的精度需建立在物体亮度恒定的基础上。非专利文献6中记载了一种基于图像运动模糊的相机载体角速度测量方法，但此方法仅限于相机随被测物移动的情况。非专利文献7中记载了单目视觉识别车速的方法，但此方法中识别精度受识别对象的远近影响。上述方法均不适合应用于生产过程中对运行于纱线生产设备上的纱线运动参数进行高精度测量。

综上所述，亟需一种测量过程中对纱线运动无干扰、测试调校便捷、测试结果精度高、适用条件广泛的非接触纱线运动参数识别方法和系统，以获取生产过程中，运行于纱线生产设备上的纱线运动参数。

参考文献

非专利文献

非专利文献1：林红.运动纱线的动力学行为与控制[D].苏州:苏州大学,2014.