[发明专利]异性纤维分拣系统中用视频测速的棉流速度在线估计方法

摘要

本发明属于基于机器视觉的工业检测技术领域，其特征在于，利用两个相隔设定距离的线阵相机，对沿着在通道中作变速直线运动的棉流在设定的相等采样时段内分别提取棉流有部分重叠的图像，并将其沿垂直于棉流横截线方向分割成若干棉流子图，对每一个子图，用计算机求出线阵1摄取的子图像和对应不同时延Δt的线阵相机2之间的相似性，得到一个随Δt变化的相似度曲线f(Δt)，求出对应于曲线f(Δt)中最大值f(ΔT)所对应的间延ΔT，即为棉流上同一点通过两架线阵相机时的时延，再根据两个线阵相机之间的设定距离，在设定采样时延内棉流速度不发生突变的条件下，便得到棉流沿棉流横截线分布的在线速度。本发明可用于实现棉流中异性纤维的精确分拣。

主权项

1. 异性纤维分拣系统中用视频测速的棉流速度在线估计方法，其特征在于，该方法依次含有以下步骤：步骤(1)，在棉流通道一侧垂直于该通道宽度方向与棉流运动方向放置的两架相隔设定距离S的线阵相机(1)和(2)，对作变速直线运动的棉流在设定的相等的时间内采集到有部分重叠的两幅图像，对所述两个线阵相机(1)和(2)所采集的两幅棉流图像沿垂直于棉流横截线的方向进行分割，分割成若干棉流子图，标志为S1(t，x)和S2(t，x)，x为与所述相机(1)或(2)对应的棉流横截线上的空间位置，x∈Xp且{X1，…Xp，…Xm}构成完整的棉流横截线，m为子图的个数，m最小为1，最大为所述相机(1)或(2)的有效观测点数，t为所述相机(1)或(2)对应的拍摄到所述棉流横截线的时间；步骤(2)，线阵相机(1)和(2)分别地拍摄到的棉流子图S1(t，x)和S2(t，x)输入一个计算机；步骤(3)，计算机按下式计算所述棉流子图S1(t，x)和对应不同延时Δt下的棉流子图S2(t，x)之间的相似性，得到一条随Δt变化的相似程度的曲线f(Δt)；$f\left(\mathrm{\Delta t}\right)=\frac{\underset{t,x}{\Sigma }\left[(S1(t,x)-m1)(S2(t+\mathrm{\Delta t},x)-m2)\right]}{\sqrt{\underset{t,x}{\Sigma }{[S1(t,x)-m1]}^2\underset{t,x}{\Sigma }{[S2(t+\mathrm{\Delta t},x)-m2]}^2}}\Delta t\in \{\Delta t1，\Delta t2，\dots ，\Delta tn\}，n为\Delta t的个数，为设定值，n＞0，m1为S1(t，x)的均值，用下述公式表示：$ m1=\frac{1}{L}\underset{t,x}{\Sigma }S1(t,x)m2为不同\Delta t下S2(t+\Delta t，x)的均值，用下述公式表示：$ m2=\frac{1}{L}\underset{t,x}{\Sigma }S2(t+\mathrm{\Delta t},x)式中，L为棉流子图的象素的个数；步骤(4)，找出曲线f(\Delta t)中的最大值f(\Delta T)，该最大值所对应的时延\Delta T即为棉流上同一点分别通过所述两架相机(1)和(2)时所需的时间；步骤(5)，相隔设定的速度分析间隔I里，I为任意大于零的数，根据前一时刻已经估计出的棉流速度v0按下式估计下一时刻的速度v$ v={\mathrm{\alpha v}}_0+(1-\alpha )\frac{S}{\mathrm{\Delta T}},\alpha 为0到1之间的任意值，v的初始值为启动时的测定风速；步骤(6)，按照步骤(2)-步骤(5)所述的方法处理完所有的棉流子图，得到当前时刻棉流速度v随子图变量p变化的曲线，p＝1，\dots ，m，即为当前时刻棉流速度的空间分布曲线。$$$$