基于嵌入式技术的布匹色差控制系统

摘要

在纺织印染行业中，布匹色差是评价布匹质量的一项重要指标。传统的布匹色差检测方法是采用人工离线的方式对布匹进行局部抽样检测，这种方法属于后续质检，不能做到色差纠偏，无法达到色差控制的目的。随着现代工业的进步，纺织印染行业向着高度智能化、自动化发展，为了减小产品与样本布匹之间的色差，提高印染质量，将色差控制引入印染工作现场有着极其重要的作用。
　　为了确保染制的布匹颜色均匀，提高布匹质量，本文设计了基于嵌入式技术的布匹色差控制系统，将嵌入式技术、传感器技术、信号处理技术和工业控制技术等应用于纺织印染工业中。本系统共分为颜色测量、颜色信息处理、颜色色差检测和色差控制四个模块，集布匹颜色、色差测量以及色差控制于一体。本系统主要研究工作如下：
　　1.颜色测量模块。本模块根据光电积分法，选用ARM芯片和RGB颜色传感器，通过软、硬件结合的方式对数据进行采集和处理。为提高颜色测量的准确性，分别从硬件和软件两个方面进行优化：
　　1）在硬件上设计了白色照明模块，并采用CIE标准照明和45/0观察条件；
　　2）在软件中使用白平衡标定、零点定标和数字滤波三种方式对采集的信号进行处理。
　　2.颜色信息处理模块。本模块根据色度学原理和颜色空间理论对采集得到的颜色信息进行处理。颜色测量模块测得RGB颜色空间信息值，由于RGB颜色空间不具有均匀性，无法用于色差检测，因此该模块将测得的颜色信息转换到CIELAB均匀颜色空间。
　　3.色差检测模块。本模块检测样本与实际产品之间的颜色色差。为了量化标准色与待测样品之间的颜色差距，根据色差公式计算处理后的样本颜色和实际产品颜色的色差，使得到的色差值符合人眼对颜色的目视评价。
　　4.色差控制模块。本模块设计了一种染料添加与色差控制的办法。该方法主要通过以下内容实现：首先，通过分析色差和染料浓度的关系建立了色差-染料浓度模型；其次，根据色差确定染料浓度，并计算染料添加量，再设定恒定染料流速条件下，得到染料添加时间，完成色差控制模型。根据色差控制模型，设定的色差范围值，模拟电机驱动控制阀门开关实现色差控制，完成整个自动化染布作业。
　　本文应用基于嵌入式技术的布匹色差控制系统对多种布匹进行颜色和色差测量，并将实验结果进行充分分析，得出本系统不但能较好地测量物体颜色和检测色差而且检测速度较快，能达到在线测量的目的；并对色差控制功能进行了模拟仿真，根据染料添加策略可以较好地实现色差控制。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪 论

1.1 研究背景、目的与意义

1.2 颜色检测国内外研究现状

1.3 论文的主要工作与内容安排

第二章 系统总体设计方案

2.1 系统组成

2.2 颜色测量模块

2.3 颜色信息处理模块

2.4 色差检测模块

2.5 色差控制模块

2.6 本章小结

第三章 系统软硬件设计方案

3.1 系统整体硬件设计

3.2 系统整体软件设计

3.3 本章小结

第四章 色差控制模型建立与分析

4.1 色差控制模块概述

4.2 色差和染料浓度模型

4.3 色差控制模型

4.4 本章小结

第五章 系统结果与分析

5.1 实验设备简介

5.2 颜色测量模块

5.3 色差检测模块

5.4 色差控制模块仿真

5.5 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间的研究成果