[发明专利]筒子纱的染色控制系统及其方法

说明书

本申请涉及智能控制技术领域，且更为具体地公开了一种筒子纱的染色控制系统及其方法，其通过使用高分辨率的摄像头，对筒子纱表面进行实时监测，通过图像处理算法，获取筒子纱表面的颜色信息，根据内外层颜色情况调整染液流速，以达到内外层染色均匀的效果。该方案能够有效地实现对筒子纱染色过程中染液流速的智能化控制和优化，使染料更均匀地渗透到筒子纱内部，保证染色的深浅度一致性和均匀性，并且可以避免染料被消耗过多或浪费成本，缩短染色时间，提高生产效率。

技术领域

本申请涉及智能控制技术领域，且更为具体地，涉及一种筒子纱的染色控制系统及其方法。

背景技术

筒子纱染色是将纱线卷绕在一个有孔的筒子上，然后将许多的筒子装入染色缸。筒子纱染色机基本操作流程包括：松筒、装笼、染色、烘干、倒筒。在筒子纱染色过程中，染液流速是的一个重要参数，它会影响染料的渗透速度和均匀性，从而影响染色深浅。当染液流速较慢时，染料有更充分的时间浸透到筒子纱内部，使染色更深，但染色时间可能会变长，降低生产效率。当染液流速不够稳定或过快时，可能会导致染色不均匀，内外层出现色差、斑点或条纹等问题，还可能导致染料消耗过多，浪费成本。

因此，期待一种筒子纱的染色控制系统及其方法。

发明内容

为了解决上述技术问题，提出了本申请。本申请的实施例提供了一种筒子纱的染色控制系统及其方法，其通过使用高分辨率的摄像头，对筒子纱表面进行实时监测，通过图像处理算法，获取筒子纱表面的颜色信息，根据内外层颜色情况调整染液流速，以达到内外层染色均匀的效果。该方案能够有效地实现对筒子纱染色过程中染液流速的智能化控制和优化，使染料更均匀地渗透到筒子纱内部，保证染色的深浅度一致性和均匀性，并且可以避免染料被消耗过多或浪费成本，缩短染色时间，提高生产效率。

相应地，根据本申请的一个方面，提供了一种筒子纱的染色控制系统，其包括：

数据采集模块，用于获取预定时间段内多个预定时间点的染液流速值以及所述预定时间段的筒子纱染色状态视频；

关键帧提取模块，用于从所述筒子纱染色状态视频提取多个染色状态关键帧；

染色状态特征提取模块，用于将所述多个染色状态关键帧分别通过作为过滤器的卷积神经网络模型以得到多个染色状态特征向量；

染色状态语义关联特征提取模块，用于将所述多个染色状态特征向量通过基于转换器的上下文编码器以得到染色状态语义关联特征向量；

流速特征提取模块，用于将所述多个预定时间点的染液流速值按照时间维度排列为流速输入向量后通过多尺度邻域特征提取模块以得到流速特征向量；

响应性估计模块，用于计算所述染色状态语义关联特征向量相对于所述流速特征向量的响应性估计以得到分类特征矩阵；

关联模块，用于对所述染色状态语义关联特征向量和所述流速特征向量进行按位置联合相关以得到关联特征矩阵；

优化模块，用于计算所述关联特征矩阵和所述分类特征矩阵之间的矩阵乘积以得到优化分类特征矩阵；以及

控制结果生成模块，用于将所述优化分类特征矩阵通过分类器以得到分类结果，所述分类结果用于表示当前时间点的染液流速应增大、保持不变或减小。

在上述筒子纱的染色控制系统中，所述关键帧提取模块，用于：以预定采样频率从所述筒子纱染色状态视频提取多个染色状态关键帧。

在上述筒子纱的染色控制系统中，所述染色状态特征提取模块，包括：使用所述卷积神经网络模型的各层在层的正向传递中分别进行：对输入数据进行卷积处理以得到卷积特征图；对所述卷积特征图进行沿通道维度的各个特征矩阵的均值池化以得到池化特征图；以及，对所述池化特征图进行非线性激活以得到激活特征图；其中，所述卷积神经网络模型的最后一层的输出为所述染色状态特征向量，所述卷积神经网络模型的第一层的输入为所述染色状态关键帧。