一种发丝染色控制系统及方法与流程

本发明属于假发生产，具体为一种发丝染色控制系统及方法。

背景技术：

1、发丝染色是假发生产的重要工艺之一，发丝染色决定了假发的色彩和质感，直接影响了假发的美观度和品质。为了满足市场的多样化需求，发丝染色需要能够实现多种颜色的精确配置和匀染，同时保证染色的稳定性和牢度。

2、传统的发丝染色方法主要是依靠人工操作，需要人工将发丝浸泡在染液中，然后手工搅拌、加热、冷却、水洗和干燥，同时依靠经验和感觉进行染色剂的配比、温度和时间的把控，但是这种方法存在以下问题：

3、(1)染色参数(如染色剂的颜色、染液的配比比例、染色槽温度和染色时间等)的设定和调整依赖于人工经验和判断，缺乏科学依据和精确控制，导致染色效果不稳定，染色误差大，染色一次成功率低，染色质量难以保证；

4、(2)染色后的发丝需要经过水洗和干燥的处理，以去除多余的染液，并恢复发丝的干燥度和弹性。水洗和干燥的效果和条件也会影响到发丝的颜色和质量，但传统的发丝水洗干燥装置缺乏对发丝湿度的检测和控制，无法根据发丝的状态和需求进行水洗和干燥的调节，导致发丝的颜色不均匀，发丝的干燥度和弹性不理想；

5、(3)染色过程中，缺乏对发丝实际颜色的实时监测和反馈，导致无法及时发现和纠正染色偏差，并根据发丝目标颜色和实际颜色动态调整染色参数，也就无法实现染色过程的自动优化和控制；

6、基于以上内容，目前迫切需要一种新的发丝染色控制系统及方法的技术方案。

技术实现思路

1、为了解决传统发丝染色方法存在的不足，提高发丝染色的效率和质量，本发明提供了一种发丝染色控制系统及方法，该系统能够根据用户输入的染色参数，自动控制发丝的染色过程，并通过图像处理和算法计算发丝的实际颜色和色差，以优化和调整染色参数，使发丝的颜色与目标颜色更加接近。该系统还能够满足用户对发丝颜色的个性化需求，同时减少人工操作和干预，改善染色作业的环境和安全性，延长发丝的使用寿命，并提供用户显示页面，方便用户对发丝染色过程进行监控和调整。

2、本发明采用的技术方案是：一种发丝染色控制系统，包括：

3、发丝染色装置，包括染色槽，用于容纳染液并进行发丝染色；所述染色槽内设有加热装置、搅拌装置和温度传感器，用于控制染液的温度和均匀性；

4、染色剂供应装置，包括多个染色剂储存罐和多个染色剂泵，用于根据预设的染色参数，向染色槽内供应不同颜色和比例的染色剂，以形成所需染液；所述染色参数包括染色剂的颜色、染液的配比比例和目标颜色；

5、发丝水洗装置，用于对染色后的发丝进行水洗，去除多余的染液；

6、发丝干燥装置，用于对水洗后的发丝进行干燥，恢复发丝的干燥度和弹性；

7、图像采集装置，包括摄像头、光源和图像处理单元，用于采集发丝染色并干燥后的图像，以检测发丝的实际颜色；

8、控制模块，与发丝染色装置、染色剂供应装置、发丝水洗装置、发丝干燥装置和图像采集装置相连，用于根据输入的染色参数和图像采集装置采集的发丝实际颜色图像，控制发丝染色装置、染色剂供应装置、发丝水洗装置、发丝干燥装置和图像采集装置的工作状态。

9、在较佳实施情况下，所述染色槽包括加热装置、搅拌装置和温度传感器，其中：

10、加热装置，用于根据控制模块的指令，控制染色槽内染液的温度；

11、搅拌装置，用于根据控制模块的指令，对染色槽内的染液进行搅拌，使发丝与染液充分混合，均匀染色；

12、温度传感器，用于实时检测染色槽内的温度，并将温度信号传输给控制模块，以便调节单元调节加热装置的工作状态。

13、在较佳实施情况下，所述染色剂供应装置包括染色剂储存罐和染色剂泵，其中：

14、染色剂储存罐，用于储存不同颜色的染色剂，所述染色剂储存罐的数量和颜色可根据用户的需求进行选择和更换；

15、染色剂泵，用于根据控制模块的指令，控制染色剂的流量，并将不同颜色的染色剂按照染液的配比比例进行混合，然后将混合后的染液输送到染色槽内。

16、在较佳实施情况下，所述发丝水洗装置包括水泵、喷头和排水口，其中：

17、水泵，用于抽取清水并输送到喷头；

18、喷头，用于将水泵输送的清水喷射到发丝上；

19、排水口，用于将水洗后的废水排出。

20、在较佳实施情况下，所述发丝干燥装置包括风机、加热器和湿度传感器，其中：

21、风机，用于将空气从外部吸入并压缩；

22、加热器，用于将风机吸入的空气加热；

23、湿度传感器，用于实时检测发丝的湿度，并将湿度信号传输给控制模块，以便控制模块调节风机和加热器的工作状态。

24、在较佳实施情况下，所述图像采集装置包括摄像头、光源和图像处理单元，其中：

25、摄像头，用于拍摄发丝实际颜色图像，并将图像信号传输给控制模块；

26、光源，用于提供均匀稳定的光照条件，以保证图像的清晰度和色彩还原度，所述光源可以根据控制模块的指令调节光源强度，以适应不同环境；

27、图像处理单元，用于对摄像头拍摄的发丝实际颜色图像进行处理，并将处理后的图像信号传输给控制模块。

28、在较佳实施情况下，所述控制模块包括输入单元、输出单元、处理单元和显示单元，其中：

29、输入单元，用于接收用户输入的染色参数，包括染色剂的颜色、染液的配比比例和目标颜色；

30、输出单元，用于向发丝染色装置、染色剂供应装置、发丝水洗装置、发丝干燥装置和图像采集装置发送控制信号，以调节其工作状态；

31、处理单元，用于根据输入单元接收的染色参数和图像采集装置采集的发丝实际颜色图像，计算染色过程中的温度曲线、染色剂的流量和比例、水洗和干燥的时间，并将计算结果输出到输出单元；

32、显示单元，用于显示染色过程中的各项参数和状态，以及发丝的目标颜色和实际颜色的对比，所述各项参数具体包括：染色过程中的染液温度、发丝水分含量、发丝颜色以及各装置的工作状态。

33、在较佳实施情况下，所述控制模块的处理单元采用颜色直方图匹配算法，用于将图像采集装置采集的发丝实际颜色图像与输入单元接收的染色参数进行比较和计算；所述颜色直方图匹配算法的数学表达式为：

34、

35、其中，hi是发丝实际颜色图像的颜色直方图，h0是预设颜色的颜色直方图，n是颜色直方图的维数，δe是色差，它表示发丝实际颜色图像的颜色直方图和预设颜色的颜色直方图的欧氏距离，色差越小，说明两种颜色越接近，直到色差小于阈值，则表示染色效果达到目标颜色要求。

36、所述控制模块的处理单元基于神经网络控制算法，该算法用于根据输入单元接收的染色参数和图像采集装置采集的发丝实际颜色图像，计算染色过程中的温度曲线、染色剂的流量和比例、水洗和干燥的时间，并将计算结果输出到输出单元；所述神经网络控制算法可用以下数学表达式表示：

37、

38、其中，yk为输出变量，xk为输入变量，n为输入层神经元的个数，m为隐层神经元的个数，uij为输入层到隐层的连接权值，vj为隐层到输出层的连接权值，bj为隐层神经元的偏置，g为激活函数。

39、在较佳实施情况下，一种发丝染色控制方法，包括以下步骤：

40、步骤101、通过输入单元输入染色参数，包括染色剂的颜色、染液的配比比例和目标颜色；

41、步骤102、根据染色参数，通过染色剂供应装置向染色槽内供应不同颜色和比例的染色剂，以形成所需染液；

42、步骤103、将待染发丝放入染色槽内，通过发丝染色装置对发丝进行染色，同时通过加热装置、搅拌装置和温度传感器控制染液的温度和均匀性；

43、步骤104、通过发丝水洗装置对染色后的发丝进行水洗，去除多余的染液；

44、步骤105、通过发丝干燥装置对水洗后的发丝进行干燥，恢复发丝的干燥度和弹性；

45、步骤106、通过图像采集装置采集发丝染色并干燥后的图像，并通过图像处理单元对图像进行处理；

46、步骤107、通过控制模块根据染色参数和图像采集装置采集的发丝实际颜色图像，计算染色过程中的温度曲线、染色剂的流量和比例、水洗和干燥的时间，并通过输出单元向发丝染色装置、染色剂供应装置、发丝水洗装置、发丝干燥装置和图像采集装置发送控制信号，以调节其工作状态；

47、步骤108、通过显示单元显示染色过程中的各项参数和状态，以及发丝的目标颜色和实际颜色的对比。

48、本发明的有益效果为：

49、(1)本发明提供了一种发丝染色控制系统，可以根据用户输入的染色参数，自动调节染色剂的供应、染色槽的温度、染色时间等染色条件，实现对发丝染色过程的精确控制，提高了发丝染色的效率和质量，满足用户对发丝颜色的个性化需求；

50、(2)本发明采用了图像采集装置和图像处理单元，可以实时采集和处理发丝染色并干燥后的图像，通过颜色直方图匹配算法和神经网络控制算法，计算出发丝的实际颜色和色差，并根据色差进行染色参数的优化和调整，使发丝的颜色与目标颜色更加接近，减少染色误差和重复染色的次数，提高染色的稳定性和一致性；

51、(3)本发明采用了染色剂供应装置、发丝水洗装置和发丝干燥装置，可以实现染色剂的自动称量、计量和输送，发丝的自动水洗和干燥，发丝的实时图像采集和传输，减少了人工操作和干预，改善了染色作业的环境和安全性，延长了发丝的使用寿命；

52、(4)本发明还提供了用户显示页面，可以实现染色参数的输入和显示，以及发丝染色装置、染色剂供应装置、发丝水洗装置、发丝干燥装置和图像采集装置的工作状态、发丝实际颜色图像的结果、染色槽温度和染色时间的预测结果和控制信号的输出结果的显示，以便用户对发丝染色过程进行监控和调整，提高用户的染色体验和满意度。