專利名稱：用于鑒定纖維卷曲度的裝置和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一般來說本發(fā)明涉及用于測量纖維卷曲特性的一種裝置和方法；更具體地說，本發(fā)明涉及用于鑒定移動的卷曲束中纖維特性的一種裝置和方法。
2．現(xiàn)有技術介紹制造或合成纖維絲在被切割成短纖維以便為各種用途如毛條、梳條或紗線進行進一步處理之前通常卷曲成一束。一般是使纖維束通過一個卷曲裝置產(chǎn)生波形或卷曲形狀來使之卷曲的。常常用卷曲特性如卷曲均勻性、每英寸長度的卷曲數(shù)、卷曲頻率等來測量所制造纖維的質量。直到近期，還是通過對纖維切樣部分的人工檢查，例如計數(shù)每單位長度的卷曲數(shù)，來測量卷曲特性的。
因此，卷曲特性自動測量系統(tǒng)將會大大提高鑒定纖維的速度和準確度，使得能夠在線調整產(chǎn)生工藝過程，和按照要求生產(chǎn)短纖維。
已經(jīng)有人提出多種卷曲特性自動測量系統(tǒng)。這些系統(tǒng)一般包括用于照明卷曲纖維束的一個光源；用于攝取卷曲纖維束一部分的圖象的一個攝像裝置；用于處理所攝取圖象的電路；和用于顯示所測量卷曲特性的一個顯示器。
有一種類型的系統(tǒng)應用常規(guī)的TV攝像機攝取移動的卷曲纖維束的圖象。本領域技術人員很容易理解，TV攝像機拍攝圖象，并將這些圖象轉換成與移動的卷曲纖維束亮度相應的電荷量。按照象素的次序將這些電荷量變換為視頻信號。將這些象素以隔行光柵掃描的形式顯示在一個監(jiān)視器上，例如這些象素從上至下水平地掃頻。在隔行掃描過程中，使用兩個半幀。
在完成從上至下的第一半幀掃描之后，當掃描束返回頂部時消隱，從這里重復掃描過程以進行第二半幀掃描。由于掃描束返回到光柵頂部的起始處與第二半幀起始處有半行的偏差，所以第二半幀掃描行位于第一半幀掃描行之間。因此，這兩組掃描行是交錯的。這兩個交錯的半幀構成一個完整的視頻幀。
使用普通的TV攝像機獲取移動卷曲束的圖象存在一個問題。所獲取的圖象并不真正代表實際的圖象，因為纖維束是移動的。彼此交錯的兩個半幀是從纖維束的不同區(qū)域獲得的。當掃描束返回光柵頂部開始第二半幀掃描時，纖維束已經(jīng)移動，掃描到的是纖維束的不同部分。所以，測量結果是從與真實圖象有偏差的交錯圖象得出的。
解決上述由于使用普通的TV攝像機產(chǎn)生的問題的一種通行方法是采用一種同步頻閃系統(tǒng)。一個頻閃測量光源發(fā)出可以產(chǎn)生移動卷曲纖維束的視在停止運動圖象的光脈沖。當光脈沖發(fā)射時攝像機同步地攝取移動卷曲束的快照。同步頻閃系統(tǒng)有效地凍結了移動卷曲束，兩個交錯的半幀不再產(chǎn)生使用非頻閃系統(tǒng)時所產(chǎn)生的錯誤圖象。但是，實施同步控制需要使用高級的電子設備。此外，在使用同步頻閃系統(tǒng)時為了覆蓋移動纖維束的整個寬度，需要移動聚焦頻閃光源和/或攝像機，并且需要使用定位機構例如步進馬達和相應的控制。如果需要光照或移動攝像機，則需要更多的時間來使這些裝置定位，所以不可能或者很難實現(xiàn)在線或實時測量和/或裝置調節(jié)。在美國專利US-4737846；4415926；4232336；和4240110中記載了用于測量移動纖維束中纖維卷曲特性的頻閃裝置的一些實例。
所以需要有一種采用連續(xù)或非頻閃系統(tǒng)的裝置，用于獲取移動卷曲纖維束的圖象，這種裝置應當解決了上述問題，并且能夠在線或實時測量和/或進行系統(tǒng)調節(jié)。
發(fā)明概要本發(fā)明涉及用于測量移動卷曲纖維束中纖維卷曲特性的一種裝置和方法，其中使用攝像機獲取移動卷曲纖維束的視頻圖象。當攝像機獲取圖象時用一個連續(xù)光源照明卷曲纖維束。用一個處理器和相應的軟件將所獲取的交錯圖象分解成兩幅非交錯圖象。
處理器和存儲的軟件將這兩幅非交錯圖象轉換成一組水平條帶。對這組條帶進行分析以測量由這些條帶表示的移動卷曲束部分的卷曲特性。測量結果可以顯示出來，并對外圍設備進行調整以控制生產(chǎn)流程校正與操作者規(guī)定技術指標的偏差。處理器和存儲的程序將分解的圖象按照使用者限定的種類進行處理，并將屬于每一種類卷曲的頻率顯示在監(jiān)視器上以使操作者可以判斷卷曲纖維束是否符合預定的技術指標。
本發(fā)明的方法包括獲取卷曲纖維束圖象；將獲取的圖象數(shù)字化；將數(shù)字化圖象分解成兩個半幀圖象；以及處理這兩幅半幀圖象的步驟。
根據(jù)本發(fā)明在處理兩幅半幀圖象的步驟中采用的一種示例性方法包括以下步驟將兩幅圖象之一劃分為一組水平條帶；通過對每個條帶的象素強度求平均建立強度分布圖；識別強度分布圖中局部最小和最大值，如果某最大值與其兩個緊鄰的最小值之間的強度差超過操作者規(guī)定的強度閾值時，將該最大值標記為一個卷曲峰值；計算并保存在上述步驟中標識的所有峰值的相鄰卷曲峰之間的距離；將這些卷曲峰劃分到一個卷曲種類中。
一種優(yōu)選的方法還包括將測量結果傳輸?shù)綖榫砬w維束生產(chǎn)配置的一組外圍設備中的步驟。
可取的是，本發(fā)明的裝置和方法還提供了監(jiān)視卷曲纖維束質量的一種方便、可靠的手段，所獲取的物理數(shù)據(jù)可以用作生產(chǎn)過程中質量控制的一種度量標準。對于分批式生產(chǎn)流程，該系統(tǒng)還支持一種起動模式以使生產(chǎn)廢品率最低。
附圖簡介下面參照附圖介紹本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，其中

圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例用于測量纖維卷曲特性的主要部分的方塊示意圖。
圖2為表示根據(jù)本發(fā)明用于測量纖維卷曲特性的一種方法的流程圖。
圖3為起動模式程序的流程圖。
圖4為“檢驗照明”方法的流程圖。
圖5為“正常卷曲測量”方法的流程圖。
圖6a和6b分別為根據(jù)本發(fā)明構成的一種優(yōu)選的卷曲測量裝置手動模式和自動模式的卷曲標準和系統(tǒng)設置的監(jiān)視器顯示。
圖7a、7b、7c、7d和7e為自動操作模式的一些示例性設置顯示。
圖8和圖9為以文字和圖表表示示例性卷曲測量結果的屏幕顯示。
圖10為示例性報警事件的顯示。
圖11a、11b、11c和11d為根據(jù)本發(fā)明構成的一個示例性卷曲測量系統(tǒng)的模擬和數(shù)字I/O檢測診斷的屏幕顯示。
附錄A列出了包括用于實現(xiàn)圖2所示方法的程序的存儲程序的代表性部分。
本發(fā)明優(yōu)選實施例的詳細介紹本發(fā)明的一個示例性卷曲測量系統(tǒng)為一個數(shù)字圖象分析系統(tǒng)，用于鑒定纖維卷曲，包括對移動的卷曲纖維束每單位長度的卷曲數(shù)和卷曲程度分布進行計數(shù)。在紗線生產(chǎn)過程中可以離線或在線進行這種非接觸和無損測量，在所說過程中卷曲纖維束以高速例如每分鐘1200英尺的速度移動。
參見圖1，根據(jù)本發(fā)明構成的這個示例性卷曲測量系統(tǒng)包括一臺計算機10、一個幀接收器12、一臺模擬視頻監(jiān)視器14、一個視頻信號開關板16、一組攝像機18、一個I/O接口20、和外圍設備22。外圍設備22包括，但是并不限于，一個皺縮控制器24、一個纖維束張力傳感器26、一個光強度調節(jié)器28、一個外部數(shù)據(jù)存儲器30、和一個聲頻/視頻報警裝置32。
視頻信號開關板16可以通過一條RS-232電纜34與計算機10和一組攝像機18對接，以將從安裝在沿纖維束行進方向的不同位置或不同的纖維束拉伸生產(chǎn)線的一組攝像機18輸出的視頻信號傳送到計算機10。I/O接口20與外圍設備22相連以使計算機10和外圍設備22之間建立I/O通信聯(lián)系。幀接收器12與模擬視頻監(jiān)視器14和視頻信號開關板16相連以將模擬信號數(shù)字化和將數(shù)字數(shù)據(jù)傳送到計算機10。
計算機10最好是一臺IBM兼容PC機，并且包括奔騰微處理器和微軟視窗操作環(huán)境。計算機10包括用于控制系統(tǒng)硬件部分的存儲程序11形式的軟件。視頻信號開關板16最好是能夠連接多達12個攝像機的KNOX VIDEO RS 12×2型開關板。操作者利用計算機10通過RS-232電纜34將信號傳送到視頻開關板16以有選擇地接收來自其中一個攝像機18的視頻信號。選擇方法可以采用本領域技術人員通常所使用的多路技術。I/O接口20由兩個數(shù)據(jù)采集板構成，可取的是一塊CyberResearch DAS 1601板和一塊CYRDDA 06板，用于計算機10與外圍設備22之間的I/O通信。幀接收器優(yōu)選的是一個TARGA+64數(shù)字轉換器，其能夠將視頻圖象數(shù)字化成兩維數(shù)據(jù)陣列。
攝像機18可取的是具有電子快門速度控制的Panasonic GP-MF502型攝像機。用攝像機18獲取的圖象與用普通攝像機獲取的圖象相似，是一幅交錯的圖象，即兩個(例如偶數(shù)和奇數(shù))半幀圖象的復合圖象。如前所述，由于纖維束的移動，每個半幀圖象可以表示卷曲纖維束的一個不同區(qū)域。
使用者界面包括一個主控制板、在計算機屏幕上顯示的測量結果、一個鍵盤或一個鼠標、和計算機顯示器上的一個圖標，以使使用者能夠配置卷曲測量系統(tǒng)，如下文中進一步討論的。
在一組攝像機18附近設置有一個光源(未示出)用于連續(xù)地照明移動的卷曲纖維束?？扇〉氖?，該光源為鹵素泛光燈，其強度足以覆蓋纖維束生產(chǎn)線的全部寬度。光源的強度可以由光強調節(jié)器28調節(jié)，而光強調節(jié)器28又由處理器10和存儲的程序11控制。至少有一條纖維束拉伸生產(chǎn)線(未示出)位于光源下方，以移動卷曲的纖維束。圖1所示的示例性部分可以鑒定三條或多條纖維束生產(chǎn)線。纖維束拉伸生產(chǎn)線可以是靜止的，但是可取的是以大約每分鐘1200英尺的速度移動卷曲纖維束。
圖2表示用于測量移動的卷曲纖維束卷曲特性的存儲程序11的算法。在軟件控制下，光源連續(xù)地照明移動的纖維束。攝像機18最好是靜止的，并且能夠連續(xù)地攝取靜止或移動的卷曲纖維束的圖象，在存儲程序11控制下通過視頻開關板16的選擇由計算機10接收從攝像機18之一輸出的表示所選擇圖象的信號。
所選定的圖象由幀接收器12數(shù)字化，并且可以在步驟100保存在計算機10中。在步驟105，將所接收的圖象分解成原來交錯的偶半幀和奇半幀圖象。分解程序最好由存儲程序11中的一個圖象分解模塊執(zhí)行，如表1示例性表示的。Field_Decompose函數(shù)input - 輸入圖象的存儲指針，所說圖象高度400，寬度512output[2] - 輸出圖象的兩個存儲指針field=0 - 半幀ID數(shù)碼，0表示偶半幀，1表示奇半幀LoopFor Rowlndex=1 to 400 Step 1memory(output[field],input512) -將圖象原始數(shù)據(jù)從輸入圖象復制到輸出圖象output[field]=output[field]+512) -使輸出圖象的存儲指針前移到下一行input=input+512-使輸入圖象的存儲指針前移到下一行If field=0,Thenfield=1Elsefield=0End IfNext Row Index表1半幀分解功能限定了一個循環(huán)，以處理構成一個視頻幀的400行數(shù)字化數(shù)據(jù)中的每一行。經(jīng)過處理的行根據(jù)行索引計數(shù)被劃分成第一半幀和第二半幀或奇半幀和偶半幀。例如，當表1第4行中的半幀標識數(shù)碼設定為0時，將第400行從視頻幀中分離出來并指定為偶半幀的一部分，重復循環(huán)程序中的各個步驟，直至所有400行都分解成奇半幀或偶半幀。
在附錄A中表示了如圖2所示的用于實施該處理方法的包括程序代碼的存儲程序11的代表性部分。
在步驟110使用常規(guī)的圖象減噪聲技術如使用一個濾波器對分解的圖象進行減噪處理。這種處理是任選的，可以由操作者通過圖6a和圖6b的設置顯示設定禁用。
在分解時，每個奇半幀和偶半幀有200行。為了測量卷曲特性，將奇半幀和偶半幀中的這些行分成M個條帶，每個條帶包含N行。在本例中，將M設定為50,N設定為4。因此，每個分解圖象具有200行，50個條帶，每個條帶中包含4行。
在步驟115對每個條帶求平均以形成一個強度分布圖，它是用從0(黑色)至255(白色)的灰度表示的。在步驟120根據(jù)操作者規(guī)定的卷曲強度閾值將強度分布圖中所有的局部最大和最小卷曲峰值定位。如果一個卷曲峰值的強度與其兩個相鄰卷曲峰值之間的差值超過操作者指定的強度閾值，則將該卷曲峰值標記為最大值。卷曲強度閾值根據(jù)與織物材料相關的光學因子進行調整，所說光學因子考慮了織物材料的吸光和反光量。
通過卷曲測量設置顯示輸入卷曲強度閾值，如圖6a所示。圖6a中的卷曲強度閾值已經(jīng)設定為8。
在步驟125計算相鄰最大卷曲峰值的頻率，其中頻率定義為兩個相鄰最大值之間距離的倒數(shù)。在步驟130，如果一個最大值的相應頻率處于使用者規(guī)定的范圍內，則將該最大值標記為一個有效卷曲。
每個卷曲都被劃分到三個預定種類中的一種，所說的三個種類包括微卷曲、正常卷曲和大卷曲。分類是按照操作者為三個種類中的每一種規(guī)定的CPI范圍通過圖6a和圖6b所示的系統(tǒng)測量設置顯示之一確定的。舉例來說，在圖6a和圖6b中，如果一個卷曲的CPI參數(shù)分別大于或等于16、8、或4，則將其分類為微卷曲、正常卷曲或大卷曲。
對測量結果進行統(tǒng)計分析以確定參數(shù)如平均CPI和每個種類的卷曲所覆蓋區(qū)域的百分率。將統(tǒng)計分析顯示在計算機屏幕上以使操作者能夠看到這些數(shù)據(jù)，如下文所詳述的。
對于每個條帶重復步驟115至130，直到將一個分解圖象中所有圖象行都分析完畢為止。然后，執(zhí)行步驟115至130分析第二非交錯圖象(140)的卷曲特性。
為了攝取表示卷曲纖維束整個寬度的圖象，所說寬度通常約為4英寸或更寬，可以使用不止一臺攝像機。在本實施例中，為每一條纖維束生產(chǎn)線使用了三臺攝像機。在分析由其它攝像機獲取的圖象時執(zhí)行了圖2所示的相同步驟100至140以獲得移動的卷曲纖維束整個寬度的卷曲特性。將來自全部三臺攝像機的數(shù)據(jù)平均以得到總體卷曲特性結果。這些結果與其它統(tǒng)計分析結果一起顯示在計算機屏幕上以使操作者能夠檢查卷曲纖維束的卷曲特性。
圖8和圖9為卷曲測量結果屏幕顯示的示例。圖8表示全部纖維束的平均CPI為9.8，微卷曲、正常卷曲和大卷曲類的卷曲CPI分別為22.6、11.2、和6.2。圖8還表示可測量的卷曲覆蓋的纖維束區(qū)域的百分率為69.8％，被微卷曲、正常卷曲和大卷曲種類的卷曲覆蓋的區(qū)域分別為3.0％、40.5％、和26.3％。圖8的屏幕顯示右側還包括一個主用戶界面控制板，以便控制卷曲測量系統(tǒng)和設置系統(tǒng)參數(shù)。
圖9表示對于一個卷曲纖維束的在線卷曲分布統(tǒng)計。這些分布統(tǒng)計隨著卷曲測量程序的進展而不斷變化以使操作者能夠連續(xù)地監(jiān)測移動卷曲纖維束的卷曲測量結果。這個在線卷曲分布屏幕顯示還指示出移動的卷曲平均值(mAvg)、每一種卷曲種類覆蓋區(qū)域和卷曲覆蓋的全部區(qū)域的百分率，以及其它數(shù)據(jù)。
看到這些測量結果的操作者可以通過I/O界面20指示外圍設備22采取適當?shù)拇胧┮允咕砬w維束生產(chǎn)流程能夠符合適合的產(chǎn)品和工藝要求。作為一個例子，操作者可以指示起皺器控制器24增加或減少卷曲量或者重新配置生產(chǎn)工藝以根據(jù)卷曲纖維束的用途重新確定劃分為微卷曲、正常卷曲和大卷曲的卷曲數(shù)目。
操作者參照圖6a和圖6b所示的系統(tǒng)測量設置顯示，可以選擇手動或自動操作模式，如圖6a和圖6b左上側所示。在圖6a中，選擇了手動操作模式，而在圖6b中選擇了自動操作模式。對于卷曲測量系統(tǒng)的其它初始設置或調節(jié)可以在圖6a-6b所示設置顯示的幫助下完成。例如，可以對圖象分辨率、條帶尺寸、卷曲強度閾值、每英寸有效卷曲(CPI)范圍、總體CPI設定點、CPI公差；纖維束拉伸生產(chǎn)線選擇和攝像機選擇；卷曲類型和技術要求；以及圖象預處理配置進行參數(shù)調節(jié)或設定。
在圖6a和圖6b左下側，操作者可以選擇是否對所需圖象在處理之前進行平滑處理。如果選擇了進行平滑處理，則每個奇半幀圖象和偶半幀圖象通過一個濾波器以對圖象進行如上所述的減噪聲處理。對于構成一個條帶的圖象掃描行數(shù)也可以在標記為“圖象預處理”的同一對話框中進行選擇。在圖6a中所選擇的條帶尺寸為8，而在圖6b中選定的條帶尺寸為4。
在圖6b所示的系統(tǒng)測量設定顯示中，其中已經(jīng)選擇了自動操作模式，所選擇的進行測量的纖維束拉伸生產(chǎn)線的數(shù)目為3。選擇用于每一條纖維束生產(chǎn)線的攝像機數(shù)量也是3。在纖維束拉伸生產(chǎn)線數(shù)目和用于每一纖維束拉伸生產(chǎn)線的攝像機數(shù)目選擇項下方為用戶界面，用于進入圖7a-7e所示的自動操作模式的系統(tǒng)設置顯示。
通過選擇標記為“General”的方框，可以進入圖7a所示的自動模式設置顯示的總設置對話框。這個設置顯示使操作者能夠設定總的系統(tǒng)設置和各種參數(shù)，例如采樣速率、保持在屏幕上的圖象數(shù)、移動平均數(shù)據(jù)點數(shù)、圖象分辨率、纖維束張力調節(jié)因子、卷曲強度閾值、光纖調節(jié)因子、平均圖象強度、公差因子、和無纖維束圖象強度。
通過選擇圖6b中標記為“Alias”的方框，可以進入圖7b所示的通用名設置顯示。這個設置顯示使得操作者能夠為每一條纖維束拉伸生產(chǎn)線和位于這些纖維束拉伸生產(chǎn)線上跨其寬度的每一臺攝像機提供一個短名和一個長名。如圖7b所示，纖維束拉伸生產(chǎn)線的短名和長名分別為0、1和2，以及ts800、ts801和ts802。三個攝像機的短通用名和長通用名分別為R、C和L，以及右攝像機、中央攝像機和左攝像機。
通過選擇圖6b中標記為“Trend”的方框，可以進入圖7c中所示的趨勢窗口設置顯示。這個設置顯示使得操作者可以選擇在正常測量過程中他需要顯示的參數(shù)。所選定的參數(shù)顯示在一個在線卷曲趨勢窗口上，如圖9所示。使用趨勢窗口設置顯示，操作者能夠設定總體CPI參數(shù)的范圍、被總體CPI覆蓋區(qū)域的百分率、和由微卷曲、正常卷曲和大卷曲類卷曲所覆蓋區(qū)域的百分率。
通過選擇圖6b中標記為“I/O”的方框，可以進入圖7d所示的I/O使用設置顯示。圖7d的顯示使得操作者可以手動使每一條拉伸生產(chǎn)線、啟動程序、壞纖維束報警、技術要求報警、照明、纖維束張力啟用和禁用，并且設定總體CPI范圍及其它參數(shù)。在圖7d的右側，操作者可以使系統(tǒng)故障報警啟用，并對每個數(shù)據(jù)采集板進行數(shù)字或模擬診斷檢測。
通過選擇圖6b中標記為“Start Up”的方框，可以進入圖7e所示啟動設置顯示。這個顯示使得操作者可以配置起動模式程序，這是該裝置的另一個有利的特征，如下所述。通過圖7e，操作者可以設定圖象分辨率、條帶尺寸、卷曲強度閾值、最小可測量區(qū)域、有效卷曲范圍、和其它啟動模式程序參數(shù)。
起動模式程序由圖3表示。當用于分批式纖維生產(chǎn)工藝時這種起動模式程序是特別有利的，即人造短纖維是分批提供的，而且通常在一定長度之后就斷開。每批纖維開始部分的纖維特性通常是“無特征的”，或者與這一批纖維的其余部分不同。這主要是由于切割形成的松散端和其它缺陷造成的。這些無特征的開始部分通常切除并丟棄。
起動模式用于監(jiān)視每批的起始部分和當卷曲纖維束到達這批的“特征”部分時提醒操作者，操作者據(jù)此切割和丟棄起始的“無特征”部分。啟動程序減少了由于不必要地丟棄太長的起始部分造成的浪費，并且使每一批具有更加一致的特征。啟動模式還通過防止將卷曲纖維束起始部分的卷曲特性測量結果與纖維束主要部分的測量結果混合而防止了數(shù)據(jù)的可能訛誤。當好的纖維束位于至少一個用于對移動卷曲纖維束的整個寬度成象的攝像機18的直接視場中時，起動模式觸發(fā)一個信號器。
參見圖3，卷曲測量系統(tǒng)通過打開連續(xù)光源(300a)而啟動；設定拉伸生產(chǎn)線標志并打開壞纖維束信號燈(300b)以表示一批的開始；選擇一個啟動視頻頻道(300c)，這個攝像機可以是專門設置用于攝取啟動圖象的一個獨立攝像機；設定好纖維束和中斷時間計數(shù)器(300d)；并準備趨勢窗口(300e)。
中斷時間計數(shù)器用于設定完成啟動程序的時間。將計數(shù)器更新(305)并對其進行檢查以判斷它是否已經(jīng)達到預定的中斷時間(310)。在到達中斷時間時，終止啟動模式。關閉照明(315a)，并關閉壞纖維束信號燈(315b)，恢復正常測量(315c)。
在中斷時間內，使用啟動攝像機獲取移動卷曲纖維束的圖象(320)。將所獲取的圖象顯示在屏幕上(325)。測量和記錄每英寸卷曲(CPI)參數(shù)，并更新趨勢窗口(335)。
用計算機10檢查照明以判斷平均圖象強度是否在技術要求范圍內(340)。如果照明不滿足操作者技術要求，就通過提高或降低連續(xù)光源的電壓以提高或降低圖象強度(405)。如果光源電壓超過規(guī)定指標(410)，則檢查一個系統(tǒng)報警器(415)并在下列步驟中觸發(fā)報警信號。在計算機屏幕上顯示出一個報警/事件信息(420)以向操作者指示出照明問題或其它系統(tǒng)問題。圖13為具有報警/事件信息窗口的屏幕顯示。
如果在步驟(425)判斷系統(tǒng)報警I/O已經(jīng)生效，則打開一個系統(tǒng)報警燈(430)。系統(tǒng)報警I/O啟用是通過圖7d所示的系統(tǒng)設置顯示完成的。
如果照明不滿足操作者要求，則程序返回到圖3所示步驟345。在步驟345軟件檢查以判斷所測量的卷曲纖維束區(qū)域是否在操作者要求范圍內。如果不在，則程序返回到步驟305，并更新中斷時間計數(shù)器。如果在步驟345軟件判定卷曲纖維束的測量區(qū)域在操作者要求范圍內，則纖維束的無特征起始部分可能已經(jīng)移動通過系統(tǒng)。
在步驟350，存儲程序11檢查以判斷卷曲纖維束的CPI參數(shù)是否在操作者要求范圍內。如果CPI參數(shù)在操作者要求范圍內，則更新好纖維束計數(shù)器(355)。檢查好纖維束計數(shù)器以判斷是否已經(jīng)達到好纖維束計數(shù)(360)。如果好纖維束計數(shù)器已經(jīng)達到好纖維束計數(shù)，程序返回步驟315以終止啟動模式功能。啟動模式功能是通過關閉照明(315a)終止的；關閉壞纖維束報警燈以向操作者指示已經(jīng)到達好纖維束(315b)；并恢復正常卷曲特性測量(315c)。
如果在步驟350判定CPI參數(shù)不在操作者要求范圍內，則重新設置好纖維束計數(shù)器(365)，啟動程序返回到步驟305，更新中斷時間計數(shù)器。同樣，如果還沒有達到好纖維束計數(shù)，則程序返回步驟305。啟動程序繼續(xù)進行直到在步驟350判定CPI參數(shù)在操作者要求范圍內和在步驟360已經(jīng)達到好纖維束計數(shù)為止。
圖5的流程圖表示了軟件與各硬件部分之間的相互作用以及在正常測量模式過程中狀態(tài)檢查。步驟500和505判斷啟動觸發(fā)器是否已經(jīng)觸發(fā)以切換到圖3流程圖所示的啟動程序模式。如果啟動觸發(fā)器已經(jīng)觸發(fā)，例如在分批式處理的情況下，則推遲正常測量，繼續(xù)進行啟動程序。
在正常測量模式，計算機10和相關的程序11判斷攝像機18是否能夠攝取移動卷曲纖維束的圖象?？扇〉氖牵撓到y(tǒng)使用設置在移動卷曲纖維束跨其寬度的攝像機以便對整個寬度范圍成象。如果三個攝像機之一禁用或者已經(jīng)不能正常工作，則用其它攝像機繼續(xù)進行測量。根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，可以使用跨每條纖維束寬度的三臺攝像機同時運行三條不同的纖維束拉伸生產(chǎn)線。
在自動操作模式下測量的纖維束拉伸生產(chǎn)線的數(shù)目通過圖6b所示的設置顯示來設定。存儲程序11在攝取所選定圖象之前檢查攝像機18和切割器。例如，當一個攝像機18啟用(515)，而不啟用切割器I/O或者切割器正在操作時(步驟520和525)，利用選定的攝像機獲取用于處理的圖象(步驟530)。
應當指出，雖然在本實施例中選擇了三臺攝像機，但是也可以用少于三臺的攝像機獲取的圖象進行卷曲特性測量。在某些情況下，操作者可以不啟用其中一個攝像機。為了進行卷曲測量和照明控制，使用了所有啟用攝像機獲取圖象的平均強度。
如果在步驟515中沒有啟用攝像機，則在步驟535中選擇下一個視頻頻道，處理器10和存儲程序11接收由所選視頻頻道攝像機獲取的移動卷曲纖維束的圖象(步驟540)。如果沒有接收到圖象，則程序返回到步驟515。
攝取的圖象顯示在圖象窗口(545)；測量、顯示和記錄CPI參數(shù)(550)；并計算移動平均值(555)?？梢詫y量結果與操作者要求進行比較(560)，并檢查技術要求狀態(tài)(565)，更新信息窗口(570)，可以設置一個標志位來指示技術要求狀態(tài)已經(jīng)改變(575)。
如果技術要求狀態(tài)沒有改變或者在已經(jīng)設置標志位指示技術要求狀態(tài)已經(jīng)改變之后(580)，存儲程序11檢查是否已經(jīng)選擇一條纖維束生產(chǎn)線上的所有啟用攝像機用于發(fā)送移動卷曲纖維束的圖象。如果沒有，則對另一個攝像機重復步驟515至580。在所有啟用的攝像機已經(jīng)發(fā)送圖象之后，程序根據(jù)從三個攝像機獲取的圖象的平均圖象強度檢查照明，如果需要，調節(jié)照明控制(步驟585、590和595。還參見圖4)。
卷曲測量還基于三臺攝像機獲取圖象的平均值。例如，如果CPI輸出I/O是啟用的(步驟605)，則輸出平均CPI，并且可以將其顯示出來(步驟605)。在步驟610存儲程序11檢查所測量的卷曲特性指標是否已經(jīng)與以前的測量結果不同，并且據(jù)此在步驟615更新趨勢窗口，以使操作者可以看到所測量的在線卷曲特性和其它測得的參數(shù)。可以使用報警器以提醒操作者測量結果是否超出預定技術要求范圍。
對另外的纖維束生產(chǎn)線重復圖5所示程序。
可取的是，使用連續(xù)波長光源照明移動的卷曲纖維束和常規(guī)的TV攝像機可以無需使用步進馬達控制移動光源或攝像機。與使用步進馬達控制的系統(tǒng)相比，(本發(fā)明的)卷曲特性測量結果可以以接近實時速度顯示。在以前的系統(tǒng)中，由于需要時間來使燈光和攝像機定位，所以測量結果的更新是非常緩慢的。因此，在使用馬達定位控制的系統(tǒng)中系統(tǒng)參數(shù)調節(jié)也相應地延遲了。
存儲程序11還提供用于通過如圖11a-11d屏幕顯示所示的診斷測試檢查數(shù)據(jù)采集板的方法。這些屏幕顯示使得操作者可以例如設定位/頻道位置。頻道標志，和控制輸入和輸出。
應當理解，在不脫離本發(fā)明構思的前提下可以對本發(fā)明的實施例作為各種改進。上面的描述不是對本發(fā)明的限制，而僅僅是對其優(yōu)選實施例的舉例說明。本領域的這些技術人員可以想象屬于本發(fā)明范圍和構思內的其它改進都由權利要求書限定。
權利要求
1．用于測量移動卷曲纖維束中纖維卷曲特性的一種系統(tǒng)，所說系統(tǒng)包括一個處理器和相關的存儲程序；位于所說移動卷曲纖維束上方用于照明所說移動卷曲纖維束一部分的照明裝置；用于攝取所說移動卷曲纖維束的所說部分的至少一幅交錯視頻圖象的至少一臺攝像機；用于將所說至少一幅交錯視頻圖象數(shù)字化成數(shù)字數(shù)據(jù)的數(shù)字化裝置；用于將所說數(shù)字數(shù)據(jù)分解成表示第一和第二非交錯半幀圖象的分解數(shù)據(jù)的分解裝置，其中所說處理器和相關存儲程序處理所說分解數(shù)據(jù)；和用于根據(jù)對所說分解數(shù)據(jù)的所說處理結果顯示卷曲特性的一個顯示器。
2．如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所說分解裝置包括用于將所說第一和第二半幀圖象劃分成一組水平條帶和用于通過對每個所說條帶內的連續(xù)水平掃描線的象素強度求平均建立每個所說條帶的強度分布圖的裝置。
3．如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所說處理器將所說分解數(shù)據(jù)處理為最小和最大強度分布，其中如果一個最大值與其兩個相鄰的最小值之間的強度差超過操作者規(guī)定的強度閾值，則將該最大值標記為一個卷曲峰。
4．如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所說處理器計算相鄰卷曲峰之間的距離，將所說距離與操作者規(guī)定閾值進行比較，將所說卷曲峰劃分為微卷曲、正常卷曲或大卷曲種類中的一種，并將所說第一半幀圖象的整體卷曲特性制成表。
5．如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所說處理器將所說測量結果傳送到至少一個外圍設備中以根據(jù)預定的技術要求配置所說系統(tǒng)。
6．如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于它包括基本覆蓋所說移動卷曲纖維束全寬度的一組攝像機。
7．如權利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于所說處理器和存儲程序控制一個視頻開關板以有選擇地接收來自所說的一組攝像機之一的信號。
8．如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所說照明裝置是一個連續(xù)波長光源。
9．如權利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于所說照明裝置至少照明所說移動卷曲纖維束的全寬度。
10．用于測量移動卷曲纖維束中纖維卷曲特性的一種方法，所說方法包括以下步驟a)用一個連續(xù)波長光源照明所說卷曲纖維束；b)攝取卷曲纖維束的交錯視頻圖象；c)將視頻圖象數(shù)字化；d)將該數(shù)字化圖象分解為兩個非交錯半幀圖象；e)處理所說的兩個半幀圖象；和f)根據(jù)所說處理圖象的結果顯示卷曲特性。
全文摘要
本申請公開了用于測量和控制移動卷曲纖維束的卷曲特性的裝置和方法。一個光源照明移動卷曲纖維束的一部分,至少一個攝像機攝取纖維束的視頻圖象。將所獲取的圖象數(shù)字化,一個處理器將交錯圖象分解成兩個非交錯半幀圖象。根據(jù)分解圖象獲得卷曲特性。
文檔編號G01B11/30GK1222968SQ97195703
公開日1999年7月14日 申請日期1997年4月17日 優(yōu)先權日1996年4月19日
發(fā)明者Y·J·吳, 小N·萊翁卡瓦洛, T·Y-T·譚 申請人:聯(lián)合訊號公司