基于灰度匹配的非接触速度长度检测系统
目前在纺织行业里，生产线上的布料长度在线测量或采用机械式滚轮测量仪，或采用激光测速测长仪。这两种方法各有优缺点，前者利用滚轮与运动布匹间的摩擦力带动滚轮转动计数，成本低，操作简便，但是若布料比较柔软和光滑，则滚轮易打滑，造成计数不准，误差较大；由于是接触式测量，布料及滚轮自身都会产生不可恢复的磨损，影响布匹质量和测量精度。后者可实现非接触式的测量，测量精度高，但其对应用场合和被测物性质有特殊要求，而且成本较高，很难在大规模的生产线上普遍使用。
不管是机械轮式测量法还是激光多普勒测速法，在实际应用过程中都具有一定的局限性。为了改善纺织行业布匹长度计量的检测精度，本文在研究测速测长领域现有接触和非接触方法的基础上，提出了一种基于图像像素灰度匹配的非接触速度长度检测方法。该方法综合运用了光电检测、数字图像处理等技术知识，利用红色激光在被测物表面的反射光，进入CMOS图像传感器中成像，再根据设计的基于灰度匹配的序贯相似性检测算法对前后两帧图像进行匹配和分析，进而得到被测物的运动状态信息如运动方向、位移等。
基于上述方法，本文设计了一个实际卷布机生产线上布料卷绕速度及卷绕长度的非接触检测系统，完成了图像采集模块、图像匹配处理模块、LCM显示模块、控制模块等的软硬件设计和实物开发。模拟纺织行业的布匹卷绕生产线，搭建了测试平台，在对系统物像比例关系标定的基础上，在不同速度下对不同材质、颜色的布料长度进行了检测。实验结果表明，系统在一定的速度检测范围内，能够满足布料长度检测的精度和实时性要求，并具有非接触、准确、简单、稳定性好、无需增加补偿电路等特点。
纺织行业;布匹卷绕生产线;卷绕速度;卷绕长度;非接触检测;灰度匹配
厦门大学
硕士
机械电子工程
陈文芗
2011
中文
TS103.7;TH821.3
82
2012-03-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）