絲束開松寬度檢測裝置的制作方法

本發明屬于檢測技術領域，特別涉及一種絲束開松寬度檢測裝置。

背景技術：

絲束是指用來切斷成短纖維或經牽切法而制成化纖條的大量根數的連續長絲集合而成的基本無捻的長條化學纖維束。在卷煙的制造過程中，需要時刻監控絲束的寬度，然而，現有技術中，主要靠人工來調整，非常不方便，精度也無法保證。同時，除了絲束以外，其他行業也會遇到需要檢測條形片狀物寬度的問題，也缺乏一種簡單便宜并且有效的檢測裝置。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種絲束開松寬度檢測裝置。

本發明的技術方案是，一種絲束開松寬度檢測裝置，該裝置包括一根橫梁，在橫梁的兩端各設有一個圖像傳感器，分別為左傳感器和右傳感器，圖像傳感器對向被檢測物的寬度方向邊緣，該邊緣與背景色對比呈現出可辨識的邊界，

檢測裝置還具有主控制器，該主控制器根據左傳感器與右傳感器的中心距和兩個圖像傳感器對邊緣拍攝的圖像，計算出被測物的寬度值。

進一步的，圖像傳感器包括攝像頭，主控制器集成在其中一個圖像傳感器中，該圖像傳感器為主傳感器，另一個為副傳感器，兩個傳感器間具有通信鏈路連接。

進一步的，還包括觸摸屏與主傳感器連接。

一種絲束開松寬度檢測裝置，圖像傳感器包括攝像頭，

將攝像頭獲取的邊緣圖像進行亮度區分，提取出邊緣的距離信息；

設D1+/D1-代表攝像頭檢測區域，其中D1-為離攝像頭中心距的距離(未檢測到線的距離)，D1+是離攝像頭中心距的距離(檢測到線的距離)；

D2+/D2-：代表攝像頭檢測區域，其中D2-為離攝像頭中心距的距離(未檢測到線的距離)，D2+是離攝像頭中心距的距離(檢測到線的距離)；

X為修正系數，傳感器中心距為S，攝像頭檢測實際數與S的差值作為修正系數，可正可負；

被測物寬度L的計算公式為

附圖說明

圖1是本發明的寬度檢測實現原理圖。

圖2是本發明中寬度測量公式示意圖。

圖3是本發明中主控制器電路組成示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，是絲束開松寬度檢測的基本原理示意圖，兩個光學傳感器檢測各自的寬度，再加上兩個傳感器間的間距修正，即為最終的絲束寬度。絲束寬度檢測傳感器是在這個原理的基礎上，傳感器可以集成主控制器的功能，從而簡化了系統，提高了系統可靠性。

傳感器單元分為主、副攝像頭兩種，其硬件、嵌入式軟件是相同的，只是設置不同。主攝像頭除了采用圖像識別技術、檢測本攝像頭寬度外，兼作主控制器，完成對副攝像頭的寬度數據采集和最終寬度的計算和處理，然后與觸摸屏通訊、傳送寬度數據。

攝像頭單元采用兩個攝像頭單元等同的硬件和軟件設計，可通過串行通訊口進行主、從和其它設置。主攝像頭帶主控功能，除了檢測本攝像頭的寬度外，還讀取副攝像頭的寬度、并加上兩者間的偏離修正值、將最終寬度通過RS485傳給觸摸屏；副攝像頭則只檢測本攝像頭的寬度，然后傳送給主攝像頭。這樣的設計省去了單獨的主控制器，簡單可靠。

攝像頭單元嵌入式軟件部分主要包括以下功能模塊：

(1)系統初始化和所用片上外設的驅動程序模塊(包括主副攝像頭通訊檢測)；

(2)單攝像頭圖像識別寬度檢測、數據處理程序模塊；

(3)攝像頭單元與觸摸屏之間通過RS485總線進行的MODBUS通訊程序模塊，帶超時檢測；

(4)2個攝像頭單元間的通訊模塊，帶超時檢測；

(5)主攝像頭寬度計算(包括修正)、數據處理程序模塊；

(6)單個攝像頭單元的參數設置和寬度標定功能，主、副攝像頭設定功能，主攝像頭單元的寬度修正計算功能，參數記憶功能；

(7)各功能模塊間的協調管理模塊。

觸摸屏與主攝像頭之間通過RS485總線連接，觸摸屏為主機，主攝像頭為從機，觸摸屏對超過限度的寬度作警示色閃爍顯示。與觸摸屏的通訊遵從觸摸屏的MODBUS協議，內部傳送和設置等的簡單協議。圖3是主控制器電路組成示意圖。

如圖2所示寬度計算方法：

D1+/D1-：代表攝像頭檢測區域，其中D1-為離攝像頭中心距的距離(未檢測到線的距離)，

D1+是離攝像頭中心距的距離(檢測到線的距離)；

D2+/D2-：代表攝像頭檢測區域，其中D2-為離攝像頭中心距的距離(未檢測到線的距離)，

D2+是離攝像頭中心距的距離(檢測到線的距離)；

X:修正系數，標準體240mm,攝像頭檢測實際數與標準體的差值，作為修正系數，可正可負。

標準體線寬的公式：

主控制器控制主副攝像頭，對寬度的檢測步驟包括：

A，主從數據交換功能,RS232通訊；

B，攝像頭數據采集，分辨率320x240，提取中間20行數據：

(1)通過設置攝像頭參數，只直提取中間20行數；

(2)針對提取數據進行亮度區分；

(3)將區分數據轉換成距離信息；

C，線束寬度計算；

D，主攝像頭與觸摸屏之間通信：遵從觸摸屏的MODBUS協議，根據觸摸屏的規定格書上傳數據。

以左邊界為例，當絲束邊界未超過傳感器中心時，D1-有值，令D1+為零，右邊界同理。寬度計算公式為：

L＝240–(D1-)+(D1+)–(D2-)+(D2+)+X

X：修正系數。

對于本發明涉及到標定，具體有，

對于單只傳感器的標定：使用標定尺，放置在絲束上，標定尺上面白色部分寬度固定，使用標定算法，將像素點數與實際寬度對應。

對于2只傳感器配合標定：單只傳感器標定完畢，可以使用一個大標定尺，標定尺上白色寬度為240mm，該尺寸＝傳感器1的測量寬度+傳感器2的測量寬度+傳感器之間的安裝間隙。由此算出傳感器的安裝間隙。

主控功能的過程是，兩個傳感器進行通信，采集2傳感器測量值。同時能夠進行2只傳感器標定，將2傳感器之間的距離存儲在EEPORM中。