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基于数字图像处理技术的纺纱动态张力非接触测量研究

作　者: 陈小兰
导　师: 梅顺齐
学　校: 武汉科技学院
专　业: 机械设计及理论
关键词: 图像处理纱线气圈纱线张力非接触测量
分类号: TP274
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 39次
引　用: 2次
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内容摘要

在纱线和织物的生产过程中,纱线的断头率是衡量纱线质量的一个重要指标。造成纱线断头的主要原因是纱线张力及其波动超出允许值,因此纱线张力是一个非常重要的因素,它的大小及其波动直接影响着半成品和成品的质量,有必要对纱线张力进行测量与控制。目前国内外普遍采用直接接触测量方法测量纱线张力,该方法存在无法避免的局限性:测量装置与纱线直接接触,改变了纱线的运动状态,纱线受到附加的摩擦,而且接触式测量方法不宜用于长时间的在线检测与控制。本文通过对国内外纱线张力直接接触测量存在的局限性进行分析,运用纱线气圈理论及数字图像处理技术,提出一种纱线动态张力测量新方法——非接触式测量。论文通过研究纱线气圈动力学问题,建立纱线张力与纱线气圈形态有关的数学模型,针对纱线张力非接触测量的需要,在对图像测量技术和先进数字图像处理技术进行分析的基础上,对纱线气圈的图像处理技术进行了深入的研究,并在MATLAB平台上实现了纱线气圈边缘的提取。在人机交互下,利用灰度线性变换曲线进行图像增强,利用Canny边缘检测算子进行图像分割,利用数学形态学处理和边界跟踪算法,将CCD实时拍摄的纱线气圈图像的边缘准确地提取出来,并准确提取了纱线气圈的形态特征参数,进而测量出纱线张力。该方法不需要直接接触纱线,因而不会改变纱线原有的受力状态,从理论上讲,测量精度比直接接触式方法高,可应用于纺纱机上纱线张力的在线检测与控制。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-13
  1.1 国内外纱线张力测量现状分析  8-11
    1.1.1 目前国内纱线张力测量的主要方法  8-10
    1.1.2 目前国外纱线张力测量的主要方法  10
    1.1.3 目前国内外纱线张力测量方法的不足分析  10-11
  1.2 研究的目的与意义  11-12
  1.3 课题来源与论文研究的主要内容  12-13
    1.3.1 课题来源  12
    1.3.2 论文研究的主要内容  12-13
2 纺纱张力非接触测量方法及其关键技术  13-17
  2.1 纺纱张力非接触测量原理  13-14
  2.2 图像测量技术的现状与发展  14-15
  2.3 图像测量技术原理  15-17
3 基于形态学的数字图像处理技术  17-35
  3.1 数字图像处理概述  17-18
    3.1.1 数字图像处理技术的发展  17
    3.1.2 数字图像处理的研究目的与内容  17-18
  3.2 数字图像处理的基本方法  18-29
    3.2.1 图像增强  19-22
    3.2.2 图像分割  22-29
  3.3 数学形态学图像处理  29-32
    3.3.1 数学形态学中的基本符号与术语  29-31
    3.3.2 数学形态学的基本运算  31-32
  3.4 轮廓提取与边界跟踪  32-35
    3.4.1 轮廓提取与边界跟踪原理  32-33
    3.4.2 传统的边界跟踪算法分析  33-34
    3.4.3 本文的边界跟踪算法分析  34-35
4 纱线气圈图像处理与动态张力测量  35-49
  4.1 纱线气圈的形成  35
  4.2 纱线气圈的运动微分方程  35-40
  4.3 纱线气圈边缘提取步骤  40-41
  4.4 气圈提取结果分析  41-45
  4.5 气圈图像标定与动态张力测量  45-49
5 全文总结与展望  49-51
  5.1 全文总结  49
  5.2 研究展望  49-51
致谢  51-52
参考文献  52-55
附录一线性灰度变换程序  55-56
附录二数学形态学处理程序  56-57
附录三边界跟踪算法程序  57-62
附录四气圈图像的标定程序  62-64
附录五攻读学位期间发表的论文  64

基于数字图像处理技术的纺纱动态张力非接触测量研究

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