一種基于機器視覺的簇絨機排紗錯誤檢測方法與流程

本發(fā)明涉及排紗錯誤檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于機器視覺的簇絨機排紗錯誤檢測方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有簇絨裝備不具備紗線排列自動檢測的功能，在現(xiàn)場生產(chǎn)過程中，工人穿完紗線，通過人工對比工藝文件反復巡視來發(fā)現(xiàn)穿紗線錯誤問題。這樣的操作流程效率低下，使人眼產(chǎn)生疲勞，容易出錯，導致生產(chǎn)出的毯面花型不準確，影響毯面質(zhì)量，降低生產(chǎn)效率，出錯后沒有歷史記錄，不利于質(zhì)量追溯。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于機器視覺的簇絨機排紗錯誤檢測方法，降低勞動強度，提高生產(chǎn)工藝準備效率和產(chǎn)品的合格率。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：提供一種基于機器視覺的簇絨機排紗錯誤檢測方法，在出毯位置設(shè)有視覺檢測系統(tǒng)，具體包括以下步驟：

(1)視覺檢測系統(tǒng)的相機沿導軌往復采集毯背紗線視覺圖像；

(2)視覺檢測系統(tǒng)對獲取的視覺圖像進行分析處理，判定每根紗線的顏色及類型；

(3)將每根紗線的顏色和類型與工藝參數(shù)排紗文件進行對比，判斷實際排紗是否與工藝要求一致。

所述步驟(1)中相機采集的毯背紗線視覺圖像有重疊區(qū)，所述重疊區(qū)左右各占整幅視覺圖像的5％，且不小于一根紗線平均寬度。

所述步驟(2)包括以下子步驟：

(21)對視覺圖像進行濾波去噪，并進行畸形校正；

(22)定位第一條紗線的中心線，按照織針的間距對圖像進行縱向分割，把視覺圖像分割成多個細長圖像；

(23)對各個分割得到圖像進一步處理，識別出是否有紗線及紗線的顏色，判定每根紗線類型。

所述步驟(2)中還包括通過圖像處理分析篩選出重疊區(qū)的步驟，根據(jù)重疊區(qū)將視覺圖像拼接組成一張圖片以保證場景的連續(xù)性。

所述步驟(23)后還包括識別分割后圖像中每根紗線粗細變化規(guī)律的步驟。

所述步驟(3)中，當實際排紗與工藝要求一致時，則根據(jù)每根紗線的粗細變化來驗證花型變化是否與測試花型一致；當實際排紗與工藝要求不一致時，則定位出錯紗線位置。

有益效果

由于采用了上述的技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點和積極效果：

本發(fā)明可以在線準確實時檢測排紗紗線狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)排紗異常并通知操作人員進行維護。而且能準確發(fā)現(xiàn)排紗時人工檢查不容易發(fā)現(xiàn)的錯誤，有助于保證地毯花型質(zhì)量，并提高生產(chǎn)效率，能實時記錄排紗異常位置出現(xiàn)頻次，方便進一步分析判斷問題產(chǎn)生原因，以改進生產(chǎn)設(shè)備及操作工藝。

本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)檢測排紗，保證當前排紗與工藝設(shè)定要求一致，防止由于排紗錯誤導致的花型錯亂，并記錄檢測數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可用于后續(xù)質(zhì)量追蹤和工人工作績效評價；在保證排紗正確無誤的情況下，可以用來驗證喂紗機構(gòu)是否工作正常。

附圖說明

圖1為最小排紗規(guī)律循環(huán)構(gòu)成完整排紗示意圖。

圖2為本發(fā)明的紗線排紗檢測裝置的系統(tǒng)示意圖。

圖3機器視覺系統(tǒng)局部放大圖。

圖4為本發(fā)明中單幅拍攝圖像示意圖。

圖5經(jīng)過拼接之后得到的一幅圖示意圖。

圖6為本發(fā)明的排紗檢測工作流程圖。

圖7為本發(fā)明的圖像處理流程圖。

圖8為檢測用花型圖。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。

本發(fā)明的實施方式涉及一種基于機器視覺的簇絨機排紗錯誤檢測方法，在出毯位置設(shè)有視覺檢測系統(tǒng)，具體包括以下步驟：視覺檢測系統(tǒng)的相機沿導軌往復采集毯背紗線視覺圖像；定位第一條紗線的中心線，按照織針的間距對圖像進行縱向分割，把視覺圖像分割成多個細長圖像；對各個分割得到圖像進一步處理，識別出是否有紗線及紗線的顏色，判定每根紗線類型。

現(xiàn)有簇絨地毯有方塊毯和滿幅毯兩種，在排紗上基本類似。排紗工藝的設(shè)定：簇絨地毯排紗由最小的單元排紗順序循環(huán)得到。在工藝設(shè)計過程中紗線根據(jù)顏色、種類等被分類并分別以字母a、b、c、d等來命名，工藝文件中保存每種紗線的具體型號或特征，包括紗線名稱、種類、顏色。比如排紗基本循環(huán)為ab，那么以總的針數(shù)是12的話，總的排紗循環(huán)為abababababab。工藝文件中還提供了地毯生產(chǎn)的控制用的花型圖。

假設(shè)最小循環(huán)單元中紗線排序是aadcb，通過反復重復最小單元循環(huán)得到整個地毯的排紗順序，并將這排紗順序保存到排紗的工藝參數(shù)文件中。實際工藝排紗如圖1所示，圖中字母下面的數(shù)字為該字母對應(yīng)紗線應(yīng)當穿在針的序號。

穿紗錯誤可能出現(xiàn)幾種情況，假設(shè)排紗順序為aadcb，實際穿紗可能出現(xiàn)如下幾種情況，(1)漏穿某根針出現(xiàn)空針，比如a_dcb少穿了一根a；(2)不同類型紗線交叉穿錯，比如把aadcb穿成adacb；(3)同色紗線穿錯，比如aadcb，本來第一個a是喂紗機構(gòu)x送出來紗線，第二個a是喂紗機構(gòu)x+1送出來紗線，結(jié)果第一個a位置可能穿成了喂紗機構(gòu)x+1送出來紗線?，F(xiàn)場生產(chǎn)過程中第三種穿紗線錯誤不容易發(fā)現(xiàn)。因此識別紗線排紗是否符合預(yù)設(shè)規(guī)律，首先要判斷紗線類型是對應(yīng)紗線否一致，其次判斷紗線是否穿錯位置(即沒有穿在本來對應(yīng)的針上)。

本發(fā)明通過在簇絨地毯機出毯位置設(shè)有視覺檢測系統(tǒng)，結(jié)合工藝上采用特殊花型文件進行控制，通過相機沿導軌往復采集毯背紗線視覺圖像，對圖像處理進一步分析，判定每根紗線顏色及類型。然后和工藝參數(shù)排紗文件進行對比，進而判斷實際排紗是否與工藝要求一致，如果發(fā)現(xiàn)排紗異常，可及時記錄排紗錯誤信息，并發(fā)出報警信號，通知操作人員進行維護更正。

紗線排紗檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示，所述的紗線排紗檢測裝置的包括支撐臺、導軌組件、光源組件及控制平臺。具體包括喂紗機構(gòu)1、滑動導軌2、安裝在滑動導軌組件上用于定位織針所在區(qū)間的led燈組21、步履傳輸線3、織針4、針梁41、導紗板42、毯背5、相機6、相機安裝座7、光源組件8、控制器9、羅拉10、紗線11。圖3為機器視覺系統(tǒng)局部放大圖。

滑動導軌組件2固定于機架12上，在紗線11所經(jīng)過路徑外側(cè)，相機6通過安裝支座固定在導軌組件2上，可以通過控制沿著導軌精確移動，位于輸出紗線下端。光源組件8跟隨相機安裝座一同移動，光源為相機對紗線獲取圖像提供照明，為了避免環(huán)境光的干擾，光源強度遠大于環(huán)境光，此時可以近似忽略環(huán)境光對圖片的影響，保證獲取被測紗線的清晰圖像。相機裝設(shè)于導軌組件上以獲取相關(guān)被測圖像信息，相機6在織出地毯出口處采集毯背圖像，通過步履傳輸線纜3連接控制器9，控制器裝設(shè)于機架12上，對獲取的圖像信息分析處理并控制相應(yīng)的執(zhí)行機構(gòu)運動?？刂破?控制相機在滑動導軌上精確的位置移動。由于普通傳輸纜線彎曲次數(shù)比較少，作為優(yōu)選，選擇步履線作傳輸線，延長視覺系統(tǒng)使用時間。led燈組21安裝在滑動導軌組件上，對應(yīng)織針的位置，每隔幾個織針模塊安裝一個led，當系統(tǒng)報錯時候，對應(yīng)出錯的織針所在的區(qū)間兩端的led燈點亮。led燈組的安裝方便后續(xù)人工對織錯織針的排查。

系統(tǒng)啟動后，光源提供照明，相機由控制模塊控制，以一定的速度沿著滑動導軌移動，對毯背圖像進行連續(xù)捕捉，再反饋到控制器中。得到的圖像有一定的重疊區(qū)(重疊區(qū)域左右各占5％，且不小于一根紗線平均寬度)，用來后期拼合照片時保證場景的連續(xù)。相機拍攝的一組圖像如果圖4所示，由于拍攝時，相機傾斜拍靠近織針出的圖像，圖片會變形，對于拍攝到的圖片需要進行畸形校正，再經(jīng)由圖像處理分析篩選重疊區(qū)，保證場景的連續(xù)性，拼接組成一張圖片。經(jīng)由圖像處理分析重疊區(qū)，拼接整張圖片，得到圖5。對拼接后圖像進行處理識別出紗線類型、紗線序號、是否符合工藝設(shè)定，出錯則報警。

實施例：檢測方法工作流程如圖6所示，具體如下：

(1)控制器讀入工藝文件，計算完整排紗信息和每根紗線花型變化規(guī)律。

(2)加載測試花型圖8或?qū)嶋H生產(chǎn)花型，設(shè)置工藝參數(shù)，保證花型圖案織造過程無需拉伸。

(3)開機織造一定長度地毯，至少一個花型長度循環(huán)，然后停機。

(4)檢測系統(tǒng)啟動，光源提供照明。

(5)利用相機采集毯背圖像：相機由控制器控制，以一定的速度沿著滑動導軌移動，每隔預(yù)定距離對所要測量的毯背進行拍照，再反饋到控制器。

(6)對采集到圖像分析確定紗線類型，以及單根紗線粗細變化規(guī)律進行分析進而得到花型變化規(guī)律，具體如圖7所示。

(7)判斷圖像處理后獲得排紗信息是否與工藝文件排紗信息一致，若是則執(zhí)行步驟(8)；若否，則定位出錯紗線位置，系統(tǒng)發(fā)出警報信息并記錄此次錯誤信息，織針對應(yīng)區(qū)間的led燈亮，記錄異常信息，執(zhí)行(9)。

(8)分析每根紗線的粗細變化驗證其花型變化是否與測試花型一致，以圖8為例，該圖控制生產(chǎn)地毯應(yīng)該有兩種絨高，黑色代表高絨高，白色代表低絨高，可以近似理解縱向每列每個像素為黑色為1、白色為0，與步驟(6)分析得來粗細變化對比，若不一致，則記錄此次錯誤信息，并用led燈指示定位出錯紗線位置，執(zhí)行步驟(9)；對結(jié)果一致則執(zhí)行步驟(10)。

(9)調(diào)整后跳到步驟(3)繼續(xù)執(zhí)行。

(10)檢測結(jié)束。

其中步驟(6)圖像分析處理流程如圖7所示，具體步驟如下：

(1)圖像拼接：經(jīng)由圖像處理分析篩選重疊區(qū)，保證場景的連續(xù)性，拼接組成一張圖片。由控制器判斷相機是否是沿著正向運動獲取圖像，如果正向則第一幅圖像右側(cè)拼接后續(xù)圖像，如果反向運動則在第一副圖像左側(cè)拼接圖像；

(2)拼接圖像預(yù)處理：對拼接圖像濾波去噪并畸形校正；

(3)拼接圖像縱向分割：定位第一條紗線中心線，按照織針的間距對圖像進行縱向分割，把拼接后圖像分割成多個細長圖像；

(4)紗線類型識別：對各個分割得到圖像進一步處理，識別出是否有紗線及紗線的顏色，判定每根紗線類型(即對應(yīng)的排紗規(guī)律中的字母)；

(5)對采集到的圖片中的花型進行識別：識別分割后圖像中每根紗線粗細變化規(guī)律。高絨圈相對低絨圈成圈時紗線張力要小，毯背的紗線粗細要粗。按照出毯方向每針以粗為1，細為0代表記錄花型的粗細變化。

本發(fā)明，在保證穿紗正確無誤的情況下，可以用來驗證喂紗機構(gòu)是否工作異常。排紗沒有問題，如果在實例步驟(6)分析得到每根紗線的粗細變化規(guī)律與測試花型不一致，則喂紗必定存在問題。該方法可用于新機調(diào)試驗證。