纱线状态传感器的图像判定方法.pdf

摘要
申请专利号：	CN201310297365.0	申请日：	2013.07.16
公开号：	CN103336962A	公开日：	2013.10.02
当前法律状态：	授权	有效性：	有权
法律详情：	著录事项变更IPC(主分类):G06K 9/38变更事项:发明人变更前:刘瑜程晓东变更后:罗坚平王练成\|\|\|专利权的转移IPC(主分类):G06K 9/38登记生效日:20180507变更事项:专利权人变更前权利人:北京知投家知识产权运营有限公司变更后权利人:恒天宝丽丝生物基纤维股份有限公司变更事项:地址变更前权利人:102600 北京市大兴区乐园路4号院2号楼3层1单元317变更后权利人:213341 江苏省常州市溧阳市社渚镇工业园1号\|\|\|专利权的转移IPC(主分类):G06K 9/38登记生效日:20180211变更事项:专利权人变更前权利人:宁波晶工晶体科技有限公司变更后权利人:北京知投家知识产权运营有限公司变更事项:地址变更前权利人:401220 重庆市长寿区文苑大道碧桂园58栋13-2变更后权利人:102600 北京市大兴区乐园路4号院2号楼3层1单元317\|\|\|专利权人的姓名或者名称、地址的变更IPC(主分类):G06K 9/38变更事项:专利权人变更前:宁波晶工晶体科技有限公司变更后:宁波晶工晶体科技有限公司变更事项:地址变更前:315300 浙江省宁波市慈溪市坎墩街道大昌南路398号变更后:401220 重庆市长寿区文苑大道碧桂园58栋13-2\|\|\|授权\|\|\|专利申请权的转移IPC(主分类):G06K 9/38登记生效日:20160322变更事项:申请人变更前权利人:慈溪思达电子科技有限公司变更后权利人:宁波晶工晶体科技有限公司变更事项:地址变更前权利人:315300 浙江省宁波市慈溪市坎墩工业园区大盛路1号变更后权利人:315300 浙江省宁波市慈溪市坎墩街道大昌南路398号\|\|\|实质审查的生效IPC(主分类):G06K 9/38申请日:20130716\|\|\|公开
IPC分类号：	G06K9/38; G06K9/00	主分类号：	G06K9/38
申请人：	慈溪思达电子科技有限公司
发明人：	刘瑜; 程晓东
地址：	315300 浙江省宁波市慈溪市坎墩工业园区大盛路1号
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内容摘要

本发明公开一种纱线状态传感器的图像判定方法，纱线状态传感器设置外壳，以及设置在外壳内部的电子控制装置，电子控制装置包括电源电路、处理器，与处理器连接的通讯接口电路、状态指示灯，以及图像传感器，与图像传感器连接的图像缓存，图像缓存与处理器连接，以及与处理器连接的红外发射单元，红外发射单元设置在图像传感器的正上方，处理器的内部设置图像判定方法，包括以下步骤为：a、定期采集纱线的图像；b、将纱线的图像进行二值化处理；c、提取纱线的投影区域；d、计算纱线的投影区域的中心点坐标；e、计算当前的中心点和上次的中心点的几何距离L，当L大于或者等于预设阈值K时，判定纱线处于运动状态；相反，判定纱线处于静止状态。

权利要求书

权利要求书
1.   纱线状态传感器的图像判定方法，所述的纱线状态传感器设置U形的外壳，以及设置在外壳内部的电子控制装置，所述的电子控制装置包括提供电源的电源电路、进行运算处理的处理器，与所述的处理器连接的通讯接口电路、进行状态指示的状态指示灯，以及负责采集纱线图像的图像传感器，与所述的图像传感器连接的图像缓存，所述的图像缓存与所述的处理器连接，所述的图像传感器上设置红外滤波片，以及与所述的处理器连接的红外发射单元，所述的红外发射单元设置在所述的图像传感器的正上方，所述的纱线从所述的红外发射单元的下方穿过，并投影到所述的图像传感器上，其特征在于：所述的处理器的内部设置图像判定方法，所述的图像判定方法检测所述纱线的运动状态，其步骤为：
(a)、每隔固定周期T，所述的处理器通过所述的图像缓存，采集所述的图像传感器输出的图像数据ft(x,y)，所述的图像数据ft(x,y)为二维矩阵，前次采集的图像数据为ft‑1(x,y)；
(b)、采用二值化算法，将所述的图像数据ft(x,y)进行二值化处理，得到二值函数yt(x,y)，所述纱线的投影区域yt(x,y)=1，所述纱线的非投影区域yt(x,y)=0；
(c)、提取所述纱线的投影区域zt(x,y)= ft(x,y)* yt(x,y)；
(d)、采用中心计算算法，计算所述纱线的投影区域zt(x,y)的中心点(xc(t),yc(t))，而前次采集图像的所述纱线的投影区域的中心点为(xc(t‑1),yc(t‑1))；
(e)、计算中心点(xc(t),yc(t))和中心点(xc(t‑1),yc(t‑1))的几何距离L，当L大于或者等于预设阈值K时，判定所述纱线处于运动状态；当L小于预设阈值K时，判定所述纱线处于静止状态。

2.   根据权利要求1所述的纱线状态传感器的图像判定方法，其特征是：步骤b中，所述的二值化算法包括以下步骤：
(b1)、计算所述的图像数据 ft(x,y)的直方图；
(b2)、提取所述的直方图中的两个最值点f1和f2, f2> f1；
(b3)、取分割阈值fk=( f1+f2)；
(b4)、当ft(x,y)< fk，yt(x,y)=1；当ft(x,y)> fk，yt(x,y)=0。

3.   根据权利要求1所述的纱线状态传感器的图像判定方法，其特征是：步骤d中，所述的中心计算算法包括两个步骤：
(d1)、计算中心点横坐标，xc(t)=Σ(x*(255‑ft(x,y))* yt(x,y))/Σ((255‑ft(x,y))* yt(x,y))；
(d2)、计算中心点纵坐标，yc(t)=Σ(y*(255‑ft(x,y))* yt(x,y))/Σ((255‑ft(x,y))* yt(x,y))。

4.   根据权利要求1所述的纱线状态传感器的图像判定方法，其特征是：步骤e中，L=((xc(t)‑ xc(t‑1))2+(yc(t) ‑yc(t‑1))2)1/2。

5.   根据权利要求1所述的纱线状态传感器的图像判定方法，其特征是：步骤e中，L=|xc(t)‑ xc(t‑1) |+ |yc(t) ‑yc(t‑1)|。

说明书

说明书纱线状态传感器的图像判定方法
技术领域
本发明涉及一种纱线状态传感器的图像判定方法，属于纺织电子的技术领域。
背景技术
对于纺织机器，纱线的状态可以有效降低次品率，提高生产效率，其作用非常重要。比如，无缝内衣机和袜子机，一组纱线断纱或者缺纱，如果不及时发现，则整件成衣就报废了。
目前使用的纱线状态传感器主要来自进口，是采用差分式的红外光敏二极管进行检测的。这种方式具有原理简单，成本低的优点，但是放大电路的增益非常大，容易受到干扰，并且检测区域非常狭小，对安装要求很高。
随着半导体制造技术的发展，半导体器件的成本也在不断下降。因此现在低分辨率的图像传感器的价格已经很低，可以应用到纱线状态检测的场合。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中的不足之处，采用图像传感器的检测方式，利用纱线在运动过程中的摆动，提取纱线图像的中心点，根据中心点的移动，可判断纱线的状态，该方案原理简单，工作可靠，并且是无接触式的检测方案，对环境光照的变化不敏感。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
纱线状态传感器的图像判定方法，所述的纱线状态传感器设置U形的外壳，以及设置在外壳内部的电子控制装置，所述的电子控制装置包括提供电源的电源电路、进行运算处理的处理器，与所述的处理器连接的通讯接口电路、进行状态指示的状态指示灯，以及负责采集纱线图像的图像传感器，与所述的图像传感器连接的图像缓存，所述的图像缓存与所述的处理器连接，所述的图像传感器上设置红外滤波片，以及与所述的处理器连接的红外发射单元，所述的红外发射单元设置在所述的图像传感器的正上方，所述的纱线从所述的红外发射单元的下方穿过，并投影到所述的图像传感器上，所述的处理器的内部设置图像判定方法，所述的图像判定方法检测所述纱线的运动状态，其步骤为：
(a)、每隔固定周期T，所述的处理器通过所述的图像缓存，采集所述的图像传感器输出的图像数据ft(x,y)，所述的图像数据ft(x,y)为二维矩阵，前次采集的图像数据为ft‑1(x,y)；
(b)、采用二值化算法，将所述的图像数据ft(x,y)进行二值化处理，得到二值函数yt(x,y)，所述纱线的投影区域yt(x,y)=1，所述纱线的非投影区域yt(x,y)=0；
(c)、提取所述纱线的投影区域zt(x,y)= ft(x,y)* yt(x,y)；
(d)、采用中心计算算法，计算所述纱线的投影区域zt(x,y)的中心点(xc(t),yc(t))，而前次采集图像的所述纱线的投影区域的中心点为(xc(t‑1),yc(t‑1))；
(e)、计算中心点(xc(t),yc(t))和中心点(xc(t‑1),yc(t‑1))的几何距离L，当L大于或者等于预设阈值K时，判定所述纱线处于运动状态；当L小于预设阈值K时，判定所述纱线处于静止状态。
步骤b中，所述的二值化算法包括以下步骤：
(b1)、计算所述的图像数据 ft(x,y)的直方图；
(b2)、提取所述的直方图中的两个最值点f1和f2, f2> f1；
(b3)、取分割阈值fk=( f1+f2)；
(b4)、当ft(x,y)< fk，yt(x,y)=1；当ft(x,y)> fk，yt(x,y)=0。
步骤d中，所述的中心计算算法包括两个步骤：
(d1)、计算中心点横坐标，xc(t)=Σ(x*(255‑ft(x,y))* yt(x,y))/Σ((255‑ft(x,y))* yt(x,y))；
(d2)、计算中心点纵坐标，yc(t)=Σ(y*(255‑ft(x,y))* yt(x,y))/Σ((255‑ft(x,y))* yt(x,y))。
步骤e中，L=((xc(t)‑ xc(t‑1))2+(yc(t) ‑yc(t‑1))2)1/2。
步骤e中，L=|xc(t)‑ xc(t‑1) |+ |yc(t) ‑yc(t‑1)|。
实施本发明的积极效果是：1、采用图像传感器的检测方式，利用纱线在运动过程中的摆动，提取纱线图像的中心点，根据中心点的移动，可判断纱线的状态；2、原理简单，工作可靠；3、对环境光照的变化不敏感，并且无接触式检测，对纱线无影响。
附图说明
图1是纱线状态传感器的电子控制装置的安装图；
图2是纱线状态传感器的电子控制装置的原理框图；
图3是图像检测示意图；
图4是图像判定方法的流程图。
具体实施方式
现结合附图对本发明作进一步说明：
参照图1－4，纱线状态传感器的图像判定方法，所述的纱线状态传感器设置U形的外壳，以及设置在外壳内部的电子控制装置。所述的外壳起到保护和容纳所述的电子控制装置的作用。
所述的电子控制装置包括提供电源的电源电路2、进行运算处理的处理器1，与所述的处理器1连接的通讯接口电路4、进行状态指示的状态指示灯3。
所述的电源电路2是将输入电源进行电平转换，并稳压，为其他电路提供电源。
所述的通讯接口电路4负责将所述的纱线的状态向上级的集控器传送，这样，就可以将多个所述的纱线状态传感器协调工作。
所述的状态指示灯3用于指示所述的纱线的工作状态，可以用不同的颜色表示不同的状态，比如，红外表示停止状态，绿色表示运动状态。
还设置负责采集纱线图像的图像传感器7，与所述的图像传感器7连接的图像缓存6，所述的图像缓存6与所述的处理器1连接。
所述的图像传感器7设置为对红外线敏感的CCD线性图像传感器或者CMOS线性图像传感器。所述的图像缓存6是为了临时存储所述的图像传感器7输出的高速的、大量的图像数据，所述的处理器1可根据需要进行读取。
为了加强纱线成像的清晰度和对比度，设置与所述的处理器1连接的红外发射单元5，所述的红外发射单元5设置在所述的图像传感器7的正上方，所述的纱线从所述的红外发射单元5的下方穿过，并投影到所述的图像传感器7上，这样就可以非常清晰地成像。为了滤除一些背景杂光的影响，在所述的图像传感器7上设置红外滤波片9，可滤除红外光以外的光线，这样可大大环境适应性，避免外界光源的干扰。
所述的处理器1的内部设置图像判定方法，所述的图像判定方法检测所述纱线的运动状态，其步骤为：
(a)、每隔固定周期T，所述的处理器1通过所述的图像缓存6，采集所述的图像传感器7输出的图像数据ft(x,y)，所述的图像数据ft(x,y)为二维矩阵，前次采集的图像数据为ft‑1(x,y)；
(b)、采用二值化算法，将所述的图像数据ft(x,y)进行二值化处理，得到二值函数yt(x,y)，所述纱线的投影区域yt(x,y)=1，所述纱线的非投影区域yt(x,y)=0；
(c)、提取所述纱线的投影区域zt(x,y)= ft(x,y)* yt(x,y)；
(d)、采用中心计算算法，计算所述纱线的投影区域zt(x,y)的中心点(xc(t),yc(t))，而前次采集图像的所述纱线的投影区域的中心点为(xc(t‑1),yc(t‑1))；
(e)、计算中心点(xc(t),yc(t))和中心点(xc(t‑1),yc(t‑1))的几何距离L，当L大于或者等于预设阈值K时，判定所述纱线处于运动状态；当L小于于预设阈值K时，判定所述纱线处于静止状态。
在步骤a中，所述的处理器1每隔固定周期T进行采样，形成图像序列ft(x,y)，ft‑1(x,y)，ft‑2(x,y)，．．．．．．
步骤b中，所述的二值化算法将纱线的投影区域从图像数据ft(x,y)中提取出来，包括以下步骤：
(b1)、计算所述的图像数据 ft(x,y)的直方图；
(b2)、提取所述的直方图中的两个最值点f1和f2, f2> f1；
(b3)、取分割阈值fk=( f1+f2)；
(b4)、当ft(x,y)< fk，yt(x,y)=1；当ft(x,y)> fk，yt(x,y)=0。
在步骤b2中，最值点f1对应纱线的投影区域的成像平均值，最值点f2分别对应纱线的非投影区域的成像平均值，因为是所述的红外发射单元5直接发射红外光线投射过来进行成像的，因此最值点f2会比较大。步骤b3是获取二值化的分割阈值，采用最值点f1和 f2的中心点fk=( f1+f2)，这样在步骤b4中，就基于分割阈值fk进行二值化处理。
在步骤c中，得到了纱线的投影区域zt(x,y)= ft(x,y)* yt(x,y)，这样处理既将纱线的投影区域提取出来，又将纱线的投影区域的成像数值保存下来。
步骤d中，采用所述的中心计算算法提取纱线的投影区域的中心坐标，用于判定纱线的运行状态。所述的中心计算算法包括两个步骤：
(d1)、计算中心点横坐标，xc(t)=Σ(x*(255‑ft(x,y))* yt(x,y))/Σ((255‑ft(x,y))* yt(x,y))；
(d2)、计算中心点纵坐标，yc(t)=Σ(y*(255‑ft(x,y))* yt(x,y))/Σ((255‑ft(x,y))* yt(x,y))。
因为纱线不是处于完全的紧绷状态，在输纱过程中就会产生摆动，因此在步骤e中，将当前的中心点(xc(t),yc(t))与前次的中心点(xc(t‑1),yc(t‑1))进行比较，以确定纱线的状态，判定的标准就是两点的几何距离L。对于几何距离L，可以采用欧式距离L=((xc(t)‑ xc(t‑1))2+(yc(t) ‑yc(t‑1))2)1/2，也可以采用简化的方式，将中心点(xc(t),yc(t))与中心点(xc(t‑1),yc(t‑1))的x轴变化绝对值和y轴变化绝对值求和，L=|xc(t)‑ xc(t‑1) |+ |yc(t) ‑yc(t‑1)|。

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1、(10)申请公布号 CN 103336962 A (43)申请公布日 2013.10.02 CN 103336962 A *CN103336962A* (21)申请号 201310297365.0 (22)申请日 2013.07.16 G06K 9/38(2006.01) G06K 9/00(2006.01) (71)申请人慈溪思达电子科技有限公司地址 315300 浙江省宁波市慈溪市坎墩工业园区大盛路 1 号 (72)发明人刘瑜程晓东 (54) 发明名称纱线状态传感器的图像判定方法 (57) 摘要本发明公开一种纱线状态传感器的图像判定方法，纱线状态传感器设置外壳，以及设置。

2、在外壳内部的电子控制装置，电子控制装置包括电源电路、处理器，与处理器连接的通讯接口电路、状态指示灯，以及图像传感器，与图像传感器连接的图像缓存，图像缓存与处理器连接，以及与处理器连接的红外发射单元，红外发射单元设置在图像传感器的正上方，处理器的内部设置图像判定方法，包括以下步骤为： a、定期采集纱线的图像； b、将纱线的图像进行二值化处理； c、提取纱线的投影区域； d、计算纱线的投影区域的中心点坐标； e、计算当前的中心点和上次的中心点的几何距离 L，当L大于或者等于预设阈值K时，判定纱线处于运动状态；相反，判定纱线处于静。

3、止状态。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页说明书 4 页附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请权利要求书1页说明书4页附图3页 (10)申请公布号 CN 103336962 A CN 103336962 A *CN103336962A* 1/1 页 2 1. 纱线状态传感器的图像判定方法，所述的纱线状态传感器设置 U 形的外壳，以及设置在外壳内部的电子控制装置，所述的电子控制装置包括提供电源的电源电路、进行运算处理的处理器，与所述的处理器连接的通讯接口电路、进行状态指示的状态指示灯，以及负责采集纱线图像的图像传感器，与。

4、所述的图像传感器连接的图像缓存，所述的图像缓存与所述的处理器连接，所述的图像传感器上设置红外滤波片，以及与所述的处理器连接的红外发射单元，所述的红外发射单元设置在所述的图像传感器的正上方，所述的纱线从所述的红外发射单元的下方穿过，并投影到所述的图像传感器上，其特征在于：所述的处理器的内部设置图像判定方法，所述的图像判定方法检测所述纱线的运动状态，其步骤为： (a)、每隔固定周期 T，所述的处理器通过所述的图像缓存，采集所述的图像传感器输出的图像数据ft(x,y)，所述的图像数据ft(x,y) 为二维矩阵，前次采集的图像数据为 ft-1(x,y) ；。

5、(b)、采用二值化算法，将所述的图像数据ft(x,y) 进行二值化处理，得到二值函数 yt(x,y)，所述纱线的投影区域yt(x,y)=1，所述纱线的非投影区域yt(x,y)=0 ； (c)、提取所述纱线的投影区域zt(x,y)= ft(x,y)* yt(x,y) ； (d)、采用中心计算算法，计算所述纱线的投影区域zt(x,y) 的中心点 (xc(t),yc(t)，而前次采集图像的所述纱线的投影区域的中心点为 (xc(t-1),yc(t-1) ； (e)、计算中心点 (xc(t),yc(t) 和中心点 (xc(t-1),yc(t-1) 的几何距离 L，当 L 大于或者。

6、等于预设阈值 K 时，判定所述纱线处于运动状态；当 L 小于预设阈值 K 时，判定所述纱线处于静止状态。 2. 根据权利要求 1 所述的纱线状态传感器的图像判定方法，其特征是：步骤 b 中，所述的二值化算法包括以下步骤： (b1)、计算所述的图像数据 ft(x,y) 的直方图； (b2)、提取所述的直方图中的两个最值点f1和f2, f2 f1； (b3)、取分割阈值fk=( f1+f2) ； (b4)、当ft(x,y) fk，yt(x,y)=0。 3. 根据权利要求 1 所述的纱线状态传感器的图像判定方法，其特征是：步骤 d 中，所述的中心计算算法包括。

7、两个步骤： (d1)、计算中心点横坐标， xc(t)=(x*(255-ft(x,y)* yt(x,y)/(255-ft(x,y)* yt(x,y) ； (d2)、计算中心点纵坐标， yc(t)=(y*(255-ft(x,y)* yt(x,y)/(255-ft(x,y)* yt(x,y)。 4. 根据权利要求 1 所述的纱线状态传感器的图像判定方法，其特征是：步骤 e 中， L=(xc(t)- xc(t-1)2+(yc(t) -yc(t-1)2)1/2。 5. 根据权利要求 1 所述的纱线状态传感器的图像判定方法，其特征是：步骤 e 中， L=|xc(t)- xc(t-1) |。

8、+ |yc(t) -yc(t-1)|。权利要求书 CN 103336962 A 2 1/4 页 3 纱线状态传感器的图像判定方法技术领域 0001 本发明涉及一种纱线状态传感器的图像判定方法，属于纺织电子的技术领域。背景技术 0002 对于纺织机器，纱线的状态可以有效降低次品率，提高生产效率，其作用非常重要。比如，无缝内衣机和袜子机，一组纱线断纱或者缺纱，如果不及时发现，则整件成衣就报废了。 0003 目前使用的纱线状态传感器主要来自进口，是采用差分式的红外光敏二极管进行检测的。这种方式具有原理简单，成本低的优点，但是放大电路的增益非常大，容易受到。

9、干扰，并且检测区域非常狭小，对安装要求很高。 0004 随着半导体制造技术的发展，半导体器件的成本也在不断下降。因此现在低分辨率的图像传感器的价格已经很低，可以应用到纱线状态检测的场合。发明内容 0005 本发明的目的是为了克服现有技术中的不足之处，采用图像传感器的检测方式，利用纱线在运动过程中的摆动，提取纱线图像的中心点，根据中心点的移动，可判断纱线的状态，该方案原理简单，工作可靠，并且是无接触式的检测方案，对环境光照的变化不敏感。 0006 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：纱线状态传感器的图像判定方法，所述的纱线状态传感器设置 U 形的外壳，。

10、以及设置在外壳内部的电子控制装置，所述的电子控制装置包括提供电源的电源电路、进行运算处理的处理器，与所述的处理器连接的通讯接口电路、进行状态指示的状态指示灯，以及负责采集纱线图像的图像传感器，与所述的图像传感器连接的图像缓存，所述的图像缓存与所述的处理器连接，所述的图像传感器上设置红外滤波片，以及与所述的处理器连接的红外发射单元，所述的红外发射单元设置在所述的图像传感器的正上方，所述的纱线从所述的红外发射单元的下方穿过，并投影到所述的图像传感器上，所述的处理器的内部设置图像判定方法，所述的图像判定方法检测所述纱线的运动状态，其步骤为： (a)、。

11、每隔固定周期 T，所述的处理器通过所述的图像缓存，采集所述的图像传感器输出的图像数据ft(x,y)，所述的图像数据ft(x,y) 为二维矩阵，前次采集的图像数据为 ft-1(x,y) ； (b)、采用二值化算法，将所述的图像数据ft(x,y) 进行二值化处理，得到二值函数 yt(x,y)，所述纱线的投影区域yt(x,y)=1，所述纱线的非投影区域yt(x,y)=0 ； (c)、提取所述纱线的投影区域zt(x,y)= ft(x,y)* yt(x,y) ； (d)、采用中心计算算法，计算所述纱线的投影区域zt(x,y) 的中心点 (xc(t),yc(t)，而前次采集图像。

12、的所述纱线的投影区域的中心点为 (xc(t-1),yc(t-1) ； (e)、计算中心点 (xc(t),yc(t) 和中心点 (xc(t-1),yc(t-1) 的几何距离 L，当 L 大于或者等于预设阈值 K 时，判定所述纱线处于运动状态；当 L 小于预设阈值 K 时，判定所述纱说明书 CN 103336962 A 3 2/4 页 4 线处于静止状态。 0007 步骤 b 中，所述的二值化算法包括以下步骤： (b1)、计算所述的图像数据 ft(x,y) 的直方图； (b2)、提取所述的直方图中的两个最值点f1和f2, f2 f1； (b3)、取分割阈值fk=( 。

13、f1+f2) ； (b4)、当ft(x,y) fk，yt(x,y)=0。 0008 步骤 d 中，所述的中心计算算法包括两个步骤： (d1)、计算中心点横坐标， xc(t)=(x*(255-ft(x,y)* yt(x,y)/(255-ft(x,y)* yt(x,y) ； (d2)、计算中心点纵坐标， yc(t)=(y*(255-ft(x,y)* yt(x,y)/(255-ft(x,y)* yt(x,y)。 0009 步骤 e 中， L=(xc(t)- xc(t-1)2+(yc(t) -yc(t-1)2)1/2。 0010 步骤 e 中， L=|xc(t)- xc(t-1) |+ |y。

14、c(t) -yc(t-1)|。 0011 实施本发明的积极效果是： 1、采用图像传感器的检测方式，利用纱线在运动过程中的摆动，提取纱线图像的中心点，根据中心点的移动，可判断纱线的状态； 2、原理简单，工作可靠； 3、对环境光照的变化不敏感，并且无接触式检测，对纱线无影响。附图说明 0012 图 1 是纱线状态传感器的电子控制装置的安装图；图 2 是纱线状态传感器的电子控制装置的原理框图；图 3 是图像检测示意图；图 4 是图像判定方法的流程图。具体实施方式 0013 现结合附图对本发明作进一步说明：参照图 1 4，纱线状态传感器的图像判定方法。

15、，所述的纱线状态传感器设置 U 形的外壳，以及设置在外壳内部的电子控制装置。所述的外壳起到保护和容纳所述的电子控制装置的作用。 0014 所述的电子控制装置包括提供电源的电源电路 2、进行运算处理的处理器 1，与所述的处理器 1 连接的通讯接口电路 4、进行状态指示的状态指示灯 3。 0015 所述的电源电路 2 是将输入电源进行电平转换，并稳压，为其他电路提供电源。 0016 所述的通讯接口电路 4 负责将所述的纱线的状态向上级的集控器传送，这样，就可以将多个所述的纱线状态传感器协调工作。 0017 所述的状态指示灯 3 用于指示所述的纱线的工作状态，可以用不同的。

16、颜色表示不同的状态，比如，红外表示停止状态，绿色表示运动状态。 0018 还设置负责采集纱线图像的图像传感器 7，与所述的图像传感器 7 连接的图像缓存 6，所述的图像缓存 6 与所述的处理器 1 连接。 0019 所述的图像传感器 7 设置为对红外线敏感的 CCD 线性图像传感器或者 CMOS 线性图像传感器。所述的图像缓存 6 是为了临时存储所述的图像传感器 7 输出的高速的、大量说明书 CN 103336962 A 4 3/4 页 5 的图像数据，所述的处理器 1 可根据需要进行读取。 0020 为了加强纱线成像的清晰度和对比度，设置与所述的处理器 1 连接的。

17、红外发射单元 5，所述的红外发射单元 5 设置在所述的图像传感器 7 的正上方，所述的纱线从所述的红外发射单元 5 的下方穿过，并投影到所述的图像传感器 7 上，这样就可以非常清晰地成像。为了滤除一些背景杂光的影响，在所述的图像传感器 7 上设置红外滤波片 9，可滤除红外光以外的光线，这样可大大环境适应性，避免外界光源的干扰。 0021 所述的处理器 1 的内部设置图像判定方法，所述的图像判定方法检测所述纱线的运动状态，其步骤为： (a)、每隔固定周期 T，所述的处理器 1 通过所述的图像缓存 6，采集所述的图像传感器 7 输出的图像数据ft(x,y)，。

18、所述的图像数据ft(x,y) 为二维矩阵，前次采集的图像数据为 ft-1(x,y) ； (b)、采用二值化算法，将所述的图像数据ft(x,y) 进行二值化处理，得到二值函数 yt(x,y)，所述纱线的投影区域yt(x,y)=1，所述纱线的非投影区域yt(x,y)=0 ； (c)、提取所述纱线的投影区域zt(x,y)= ft(x,y)* yt(x,y) ； (d)、采用中心计算算法，计算所述纱线的投影区域zt(x,y) 的中心点 (xc(t),yc(t)，而前次采集图像的所述纱线的投影区域的中心点为 (xc(t-1),yc(t-1) ； (e)、计算中心点 (xc(t),y。

19、c(t) 和中心点 (xc(t-1),yc(t-1) 的几何距离 L，当 L 大于或者等于预设阈值 K 时，判定所述纱线处于运动状态；当 L 小于于预设阈值 K 时，判定所述纱线处于静止状态。 0022 在步骤 a 中，所述的处理器 1 每隔固定周期 T 进行采样，形成图像序列ft(x,y)， ft-1(x,y)，ft-2(x,y)，步骤 b 中，所述的二值化算法将纱线的投影区域从图像数据ft(x,y) 中提取出来，包括以下步骤： (b1)、计算所述的图像数据 ft(x,y) 的直方图； (b2)、提取所述的直方图中的两个最值点f1和f2, f2 f1； (b。

20、3)、取分割阈值fk=( f1+f2) ； (b4)、当ft(x,y) fk，yt(x,y)=0。 0023 在步骤b2中，最值点f1对应纱线的投影区域的成像平均值，最值点f2分别对应纱线的非投影区域的成像平均值，因为是所述的红外发射单元 5 直接发射红外光线投射过来进行成像的，因此最值点f2会比较大。步骤 b3 是获取二值化的分割阈值，采用最值点f1和 f2的中心点fk=( f1+f2)，这样在步骤 b4 中，就基于分割阈值fk进行二值化处理。 0024 在步骤c中，得到了纱线的投影区域zt(x,y)= ft(x,y)* yt(x,y)，这样处理既将纱线的投影区域。

21、提取出来，又将纱线的投影区域的成像数值保存下来。 0025 步骤 d 中，采用所述的中心计算算法提取纱线的投影区域的中心坐标，用于判定纱线的运行状态。所述的中心计算算法包括两个步骤： (d1)、计算中心点横坐标， xc(t)=(x*(255-ft(x,y)* yt(x,y)/(255-ft(x,y)* yt(x,y) ； (d2)、计算中心点纵坐标， yc(t)=(y*(255-ft(x,y)* yt(x,y)/(255-ft(x,y)* yt(x,y)。说明书 CN 103336962 A 5 4/4 页 6 0026 因为纱线不是处于完全的紧绷状态，在输纱过程中就会产。

22、生摆动，因此在步骤 e 中，将当前的中心点 (xc(t),yc(t) 与前次的中心点 (xc(t-1),yc(t-1) 进行比较，以确定纱线的状态，判定的标准就是两点的几何距离 L。对于几何距离 L，可以采用欧式距离 L=(xc(t)- xc(t-1)2+(yc(t) -yc(t-1)2)1/2，也可以采用简化的方式，将中心点 (xc(t),yc(t) 与中心点 (xc(t-1),yc(t-1) 的 x 轴变化绝对值和 y 轴变化绝对值求和， L=|xc(t)- xc(t-1) |+ |yc(t) -yc(t-1)|。说明书 CN 103336962 A 6 1/3 页 7 图 1 图 2 说明书附图 CN 103336962 A 7 2/3 页 8 图 3 说明书附图 CN 103336962 A 8 3/3 页 9 图 4 说明书附图 CN 103336962 A 9 。

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