專利名稱：自動(dòng)驗(yàn)布機(jī)疵點(diǎn)檢測(cè)識(shí)別方法及其系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及紡織行業(yè)，尤其是涉及一種自動(dòng)驗(yàn)布機(jī)疵點(diǎn)檢測(cè)識(shí)別方法及其系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在紡織品生產(chǎn)行業(yè)中，織物疵點(diǎn)的檢測(cè)與識(shí)別是織物質(zhì)量控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，具有十分重要的意義。傳統(tǒng)的檢測(cè)方法是依賴人工進(jìn)行布匹檢驗(yàn)。驗(yàn)布工人依據(jù)經(jīng)驗(yàn)直接采用裸眼判斷織物上是否存在疵點(diǎn)并對(duì)疵點(diǎn)進(jìn)行分類。但是人工驗(yàn)布受人眼生理結(jié)構(gòu)所限，無法實(shí)現(xiàn)連續(xù)、高速的檢測(cè)，每分鐘的檢測(cè)速度最高不超過15米，一般在10米左右。由于布面疵點(diǎn)細(xì)小，且需人工在運(yùn)動(dòng)的織物上進(jìn)行疵點(diǎn)的識(shí)別，這一方面會(huì)造成疵點(diǎn)的漏檢率高，同時(shí)長(zhǎng)時(shí)間的裸眼驗(yàn)布，極易引發(fā)視覺疲勞，并對(duì)人眼造成極大傷害，這往往會(huì)造成該崗位招工困難，無法保證勞動(dòng)力的供給。此外，由于不同檢測(cè)工人具有不同驗(yàn)布經(jīng)驗(yàn)，且責(zé)任心都不盡相同，因此，即便同一驗(yàn)布工也往往受個(gè)人因素等影響造成布匹檢驗(yàn)質(zhì)量不穩(wěn)定、一致性差的問題。目前，自動(dòng)驗(yàn)布機(jī)是紡織機(jī)械自動(dòng)化裝備研制的熱點(diǎn)和難點(diǎn)，相關(guān)疵點(diǎn)檢測(cè)與分類算法層出不窮。但是，目前大多數(shù)發(fā)明只是對(duì)疵點(diǎn)與正常布這兩類進(jìn)行區(qū)分，或者對(duì)某幾類進(jìn)行區(qū)分。但是實(shí)際需求的自動(dòng)驗(yàn)布機(jī)是要對(duì)30多種常見疵點(diǎn)都能進(jìn)行分類，有時(shí)甚至需要對(duì)布匹上60多種疵點(diǎn)進(jìn)行區(qū)分。例如棉本色布可見疵點(diǎn)往往可高達(dá)30 40類；同時(shí)為了提高產(chǎn)量，目前的自動(dòng)驗(yàn)布機(jī)的檢測(cè)速度接近100米/分鐘，這對(duì)疵點(diǎn)分類算法的準(zhǔn)確性、分類系統(tǒng)響應(yīng)的實(shí)時(shí)性都提出了空前的挑戰(zhàn)。目前各個(gè)廠家研制出的自動(dòng)驗(yàn)布機(jī)盡管對(duì)疵點(diǎn)檢出具有較高的檢出率，但是對(duì)于疵點(diǎn)類型的識(shí)別與人工檢測(cè)相比尚具有較大差距，往往難以滿足客戶的要求，從而形成了自動(dòng)驗(yàn)布機(jī)研制的瓶頸，使得目前自動(dòng)驗(yàn)布機(jī)的發(fā)展基本處于停滯狀態(tài)。鑒于目前人工成本大幅度上升的嚴(yán)峻情勢(shì)和企業(yè)自動(dòng)化程度要求大幅度提高的實(shí)際情況，自動(dòng)驗(yàn)布機(jī)的研制將更具緊迫性。
發(fā)明內(nèi)容
綜合人工驗(yàn)布容易出現(xiàn)疵點(diǎn)漏檢但是對(duì)疵點(diǎn)分類的準(zhǔn)確性較高、而機(jī)器對(duì)疵點(diǎn)的漏檢率低但是對(duì)疵點(diǎn)分類的準(zhǔn)確率卻遠(yuǎn)不及人眼的特點(diǎn)，本發(fā)明基于機(jī)器視覺技術(shù)設(shè)計(jì)開發(fā)出了一種疵點(diǎn)自動(dòng)檢測(cè)識(shí)別方法和系統(tǒng)，所述系統(tǒng)結(jié)合了機(jī)器檢測(cè)和人工檢測(cè)各自的特點(diǎn)，將二者優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行有機(jī)融合，充分利用機(jī)器疵點(diǎn)檢出率高，可進(jìn)行高速、連續(xù)檢測(cè)的特點(diǎn)和人眼疵點(diǎn)分類準(zhǔn)確率高的優(yōu)點(diǎn)，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)疵點(diǎn)的高速、自動(dòng)檢測(cè)，減少對(duì)驗(yàn)布工人人眼的傷害，而且還具有疵點(diǎn)檢出率和分類準(zhǔn)確率高的特點(diǎn)。其技術(shù)方案如下所述:一種自動(dòng)驗(yàn)布機(jī)疵點(diǎn)檢測(cè)識(shí)別方法，包括下列步驟:I)啟動(dòng)驗(yàn)布機(jī)，打開設(shè)置在掃描布匹下方的照明光源，掃描布匹上方的線陣相機(jī)逐行掃描運(yùn)轉(zhuǎn)的布匹，并將采集的布匹圖像數(shù)據(jù)傳到工控機(jī)的內(nèi)存中；
2)對(duì)內(nèi)存中的圖像數(shù)據(jù)，利用疵點(diǎn)識(shí)別算法進(jìn)行正常布與布匹疵點(diǎn)的準(zhǔn)確區(qū)分，對(duì)檢測(cè)到疵點(diǎn)的圖像做出疵點(diǎn)檢出標(biāo)志位置，并將判別為織物疵點(diǎn)的圖片存儲(chǔ)到工控機(jī)的硬盤中；3)通過網(wǎng)絡(luò)將疵點(diǎn)圖片和疵點(diǎn)檢出標(biāo)志位置信息傳輸?shù)竭h(yuǎn)程終端，人工進(jìn)行疵點(diǎn)類別的判斷；4)對(duì)布匹疵點(diǎn)圖像進(jìn)行分析，對(duì)布匹疵點(diǎn)命名，將布匹的信息保存至遠(yuǎn)程終端的數(shù)據(jù)庫(kù)，用于查詢和產(chǎn)生布匹報(bào)表。步驟2)中，在工控機(jī)內(nèi)存中，用數(shù)字I表示疵點(diǎn)檢出標(biāo)志位置。所述工控機(jī)的硬盤中判別為織物疵點(diǎn)的圖片，用數(shù)字O標(biāo)識(shí)出疵點(diǎn)檢出位置。步驟3)中，人工判斷前，所述疵點(diǎn)圖片通過圖像增強(qiáng)算法使得疵點(diǎn)具有更好的人眼分辨率。步驟4)中,對(duì)布匹疵點(diǎn)的分析包括對(duì)圖像中疵點(diǎn)的尺寸進(jìn)行評(píng)估,并依據(jù)疵點(diǎn)類別信息對(duì)該疵點(diǎn)進(jìn)行打分。所述布匹疵點(diǎn)命名ID由驗(yàn)布機(jī)的機(jī)器號(hào)、布匹的訂單號(hào)、序列號(hào)及位置信息四部分組成，所述序列號(hào)包含驗(yàn)布時(shí)間及布匹匹次，所述位置信息包含疵點(diǎn)緯向位置信息和經(jīng)向位置信息。所述經(jīng)向位置信息由相機(jī)分辨率和布匹緯向?qū)挾刃畔⒂?jì)算得到，所述緯向位置信息通過旋轉(zhuǎn)編碼器提供的脈沖數(shù)和布匹行進(jìn)速度計(jì)算得到。一種自動(dòng)驗(yàn)布機(jī)疵點(diǎn)檢測(cè)識(shí)別系統(tǒng)，包括設(shè)置在掃描布匹上部用于掃描布匹的線陣相機(jī)、設(shè)置在掃描布匹下部的照明光源、保存攝像頭圖像數(shù)據(jù)的工控機(jī)、用于布匹數(shù)據(jù)分析的遠(yuǎn)程終端，所述線陣相機(jī)通過Cameralink接口與工控機(jī)的圖像采集卡相連,所述工控機(jī)與遠(yuǎn)程終端通過網(wǎng)絡(luò)連接。所述系統(tǒng)充分發(fā)揮人的經(jīng)驗(yàn)優(yōu)勢(shì)和機(jī)器快速檢測(cè)特點(diǎn)，與傳統(tǒng)驗(yàn)布方法相比減少了對(duì)人眼的傷害，降低驗(yàn)布工人的勞動(dòng)強(qiáng)度、可極大的提高驗(yàn)布效率，并使得驗(yàn)布工人工作場(chǎng)所由污染較嚴(yán)重的車間轉(zhuǎn)變?yōu)楦蓛?、明亮的辦公室。此外，與目前自動(dòng)驗(yàn)布機(jī)相比，由于該系統(tǒng)借用人的經(jīng)驗(yàn)，克服了目前自動(dòng)驗(yàn)布機(jī)疵點(diǎn)分類準(zhǔn)確率不高，難以對(duì)所有疵點(diǎn)進(jìn)行分類等問題。
圖1是自動(dòng)驗(yàn)布機(jī)疵點(diǎn)檢測(cè)識(shí)別系統(tǒng)的示意圖；圖2是自動(dòng)驗(yàn)布機(jī)疵點(diǎn)檢測(cè)識(shí)別方法的流程示意圖；圖3是疵點(diǎn)圖片命名ID的規(guī)則示意圖；各部件名稱如下所述:1_布匹；2_線陣相機(jī)；3_工控機(jī)；4_遠(yuǎn)程終端；5_光源。
具體實(shí)施例方式本系統(tǒng)采用CXD線陣相機(jī)，是依據(jù)專利號(hào)為CN101851849A自動(dòng)驗(yàn)布機(jī)中的機(jī)械設(shè)計(jì)方式來對(duì)線陣CCD相機(jī)設(shè)置，該系統(tǒng)如圖1所示，包括設(shè)置在掃描布匹上部用于掃描布匹的線陣相機(jī)1、設(shè)置在掃描布匹下部的照明光源5、保存攝像頭圖像數(shù)據(jù)的工控機(jī)3、用于布匹數(shù)據(jù)分析的遠(yuǎn)程終端4,所述線陣相機(jī)I通過Cameralink接口與工控機(jī)3的圖像采集卡相連，所述工控機(jī)3與遠(yuǎn)程終端4通過網(wǎng)絡(luò)連接。如圖2所示，首先對(duì)CCD線陣相機(jī)I進(jìn)行初始化，設(shè)置采集參數(shù)。然后，啟動(dòng)驗(yàn)布機(jī)，讓布匹運(yùn)轉(zhuǎn)。線陣相機(jī)I逐行掃描運(yùn)轉(zhuǎn)的布匹，隨之采集的布匹圖像數(shù)據(jù)傳到工控機(jī)3內(nèi)存，疵點(diǎn)檢測(cè)算法同時(shí)運(yùn)行，如果檢測(cè)到疵點(diǎn)，疵點(diǎn)檢出標(biāo)志位置，用數(shù)字I來表示。CCD傳來的圖像被一致保存至內(nèi)存，直到掃描行沒有疵點(diǎn)為止，隨之把記錄的圖像數(shù)據(jù)與位置信息等存儲(chǔ)到工控機(jī)3的硬盤上，用數(shù)字O標(biāo)識(shí)出疵點(diǎn)檢出位置。由于此過程僅區(qū)分正常布和疵點(diǎn)，因此檢測(cè)準(zhǔn)確率高，檢測(cè)速度快。該過程不需要人的參與，因此不會(huì)像傳統(tǒng)人工驗(yàn)布方法那樣對(duì)驗(yàn)布工人的眼睛造成傷害。被機(jī)器判別為織物疵點(diǎn)的圖片被存儲(chǔ)到驗(yàn)布機(jī)工控機(jī)3的硬盤內(nèi)后，再將疵點(diǎn)圖片及相關(guān)疵點(diǎn)位置信息經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)睫k公室內(nèi)的遠(yuǎn)程終端4，在把疵點(diǎn)圖片顯示給終端驗(yàn)布人員查看之前進(jìn)行圖像增強(qiáng)處理，通過圖像增強(qiáng)算法使得疵點(diǎn)具有更好的人眼分辨率，以便使得疵點(diǎn)圖片中的疵點(diǎn)更加明顯。此后，在終端操作的驗(yàn)布人員便能對(duì)增強(qiáng)后的疵點(diǎn)圖片進(jìn)行疵點(diǎn)分類。為了便于操作人員查找相關(guān)疵點(diǎn)圖片，設(shè)定命名規(guī)則使得疵點(diǎn)圖片在存儲(chǔ)設(shè)備上具有唯一 ID。存儲(chǔ)到工控機(jī)上疵點(diǎn)圖片命名應(yīng)遵循如圖3所示的命名原則，疵點(diǎn)圖片ID主要由四部分組成即驗(yàn)布機(jī)的機(jī)器號(hào)、布匹的訂單號(hào)、序列號(hào)及位置信息。其中，序列號(hào)包含了驗(yàn)布時(shí)間及布匹匹次,位置信息包含了緯向位置信息和經(jīng)向位置信息。經(jīng)向位置信息X由CCD相機(jī)分辨率和布匹緯向?qū)挾刃畔⒂?jì)算得到，緯向位置信息Y則通過旋轉(zhuǎn)編碼器提供的脈沖數(shù)和布匹行進(jìn)速度計(jì)算得到。桌面終端4通過圖像分析，對(duì)圖像中疵點(diǎn)的尺寸進(jìn)行評(píng)估，取得疵點(diǎn)的尺寸，并依據(jù)其類別信息對(duì)該疵點(diǎn)進(jìn)行打分，經(jīng)此方式，可對(duì)匹布進(jìn)行最終的等級(jí)評(píng)定。將相關(guān)信息如布匹的生產(chǎn)情況、疵點(diǎn)圖像、疵點(diǎn)位置信息、疵點(diǎn)大小與類別信息、分值情況等信息保存至終端4的數(shù)據(jù)庫(kù)，所述信息全部存于終端4上的數(shù)據(jù)庫(kù)用于備查，并可通過其生成完整的布匹質(zhì)量報(bào)表。該方式提高了驗(yàn)布的效率，提高對(duì)疵點(diǎn)類別判定的準(zhǔn)確率。通過使用本發(fā)明的技術(shù)，不僅實(shí)現(xiàn)了布匹疵點(diǎn)的準(zhǔn)確檢出和類別的準(zhǔn)確識(shí)別，進(jìn)行正確的布匹質(zhì)量評(píng)等，同時(shí)大大降低了布匹檢驗(yàn)對(duì)驗(yàn)布工人眼睛的傷害。通常情況下，布匹的疵點(diǎn)較少，正常布占絕大部分，而機(jī)器部分僅識(shí)別正常布與疵點(diǎn)，降低了開發(fā)成本，更易于紡織企業(yè)接受:，能極大的提聞驗(yàn)布效率。
權(quán)利要求
1.一種自動(dòng)驗(yàn)布機(jī)疵點(diǎn)檢測(cè)識(shí)別方法，包括下列步驟: 1)啟動(dòng)驗(yàn)布機(jī)，打開設(shè)置在掃描布匹下方的照明光源，掃描布匹上方的線陣相機(jī)逐行掃描運(yùn)轉(zhuǎn)的布匹，并將采集的布匹圖像數(shù)據(jù)傳到工控機(jī)的內(nèi)存中； 2)對(duì)內(nèi)存中的圖像數(shù)據(jù)，利用疵點(diǎn)識(shí)別算法進(jìn)行正常布與布匹疵點(diǎn)的準(zhǔn)確區(qū)分，對(duì)檢測(cè)到疵點(diǎn)的圖像做出疵點(diǎn)檢出標(biāo)志位置，并將判別為織物疵點(diǎn)的圖片存儲(chǔ)到工控機(jī)的硬盤中； 3)通過網(wǎng)絡(luò)將疵點(diǎn)圖片和疵點(diǎn)檢出標(biāo)志位置信息傳輸?shù)竭h(yuǎn)程終端，人工進(jìn)行疵點(diǎn)類別的判斷； 4)對(duì)布匹疵點(diǎn)圖像進(jìn)行分析，對(duì)布匹疵點(diǎn)命名，將布匹的信息保存至遠(yuǎn)程終端的數(shù)據(jù)庫(kù)，用于查詢和產(chǎn)生布匹報(bào)表。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述自動(dòng)驗(yàn)布機(jī)疵點(diǎn)檢測(cè)識(shí)別方法，其特征在于:步驟2)中，在工控機(jī)內(nèi)存中，用數(shù)字I表示疵點(diǎn)檢出標(biāo)志位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述自動(dòng)驗(yàn)布機(jī)疵點(diǎn)檢測(cè)識(shí)別方法，其特征在于:步驟2)中，所述工控機(jī)的硬盤中判別為織物疵點(diǎn)的圖片，用數(shù)字O標(biāo)識(shí)出疵點(diǎn)檢出位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述自動(dòng)驗(yàn)布機(jī)疵點(diǎn)檢測(cè)識(shí)別方法，其特征在于:步驟3)中，人工判斷前，所述疵點(diǎn)圖片通過圖像增強(qiáng)算法使得疵點(diǎn)具有更好的人眼分辨率。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述自動(dòng)驗(yàn)布機(jī)疵點(diǎn)檢測(cè)識(shí)別方法，其特征在于:步驟4)中，對(duì)布匹疵點(diǎn)的分析包括對(duì)圖像中疵點(diǎn)的尺寸進(jìn)行評(píng)估，并依據(jù)疵點(diǎn)類別信息對(duì)該疵點(diǎn)進(jìn)行打分。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述自動(dòng)驗(yàn)布機(jī)疵點(diǎn)檢測(cè)識(shí)別方法，其特征在于:步驟4)中，所述布匹疵點(diǎn)命名ID由驗(yàn)布機(jī)的機(jī)器號(hào)、布匹的訂單號(hào)、序列號(hào)及位置信息四部分組成，所述序列號(hào)包含驗(yàn)布時(shí)間及布匹匹次，所述位置信息包含疵點(diǎn)緯向位置信息和經(jīng)向位置信息。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述自動(dòng)驗(yàn)布機(jī)疵點(diǎn)檢測(cè)識(shí)別方法，其特征在于:所述經(jīng)向位置信息由相機(jī)分辨率和布匹緯向?qū)挾刃畔⒂?jì)算得到，所述緯向位置信息通過旋轉(zhuǎn)編碼器提供的脈沖數(shù)和布匹行進(jìn)速度計(jì)算得到。
8.一種自動(dòng)驗(yàn)布機(jī)疵點(diǎn)檢測(cè)識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于:包括設(shè)置在掃描布匹上部用于掃描布匹的線陣相機(jī)、設(shè)置在掃描布匹下部的照明光源、保存攝像頭圖像數(shù)據(jù)的工控機(jī)、用于布匹數(shù)據(jù)分析的遠(yuǎn)程終端，所述線陣相機(jī)通過Cameralink接口與工控機(jī)的圖像采集卡相連，所述工控機(jī)與遠(yuǎn)程終端通過網(wǎng)絡(luò)連接。
全文摘要
本發(fā)明提供一種自動(dòng)驗(yàn)布機(jī)疵點(diǎn)檢測(cè)識(shí)別方法，首先通過CCD線陣相機(jī)采集布匹圖片，然后利用疵點(diǎn)識(shí)別算法進(jìn)行正常布與布匹疵點(diǎn)的準(zhǔn)確區(qū)分，被機(jī)器判別為織物疵點(diǎn)的圖片首先存儲(chǔ)到驗(yàn)布機(jī)工控機(jī)的硬盤內(nèi)，然后該主機(jī)經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)將疵點(diǎn)圖片及疵點(diǎn)位置等信息傳輸?shù)睫k公室內(nèi)遠(yuǎn)程終端，疵點(diǎn)圖片通過圖像增強(qiáng)算法使得疵點(diǎn)具有更好的人眼分辨率，再由驗(yàn)布工人根據(jù)該處理后的疵點(diǎn)圖片進(jìn)行疵點(diǎn)類別的判斷。本發(fā)明不僅實(shí)現(xiàn)了布匹疵點(diǎn)的準(zhǔn)確檢出和類別的準(zhǔn)確識(shí)別，進(jìn)行正確的布匹質(zhì)量評(píng)等，同時(shí)大大降低了布匹檢驗(yàn)對(duì)驗(yàn)布工人眼睛的傷害。降低了開發(fā)成本，更易于紡織企業(yè)接受，能極大的提高驗(yàn)布效率。
文檔編號(hào)G01N21/89GK103207186SQ20131011905
公開日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2013年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月8日
發(fā)明者李穎新, 李忠偉, 崔春杰, 劉海軍, 谷建東, 李鵬, 景浩田 申請(qǐng)人:北京經(jīng)緯紡機(jī)新技術(shù)有限公司