CN102967606B - 一种纺织机织物瑕疵视觉检测*** - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种纺织机织物瑕疵视觉检测***，其包括视觉检布***、主机处理***、人机交互手持终端、人机界面显示装置、机器视觉光源***、警示灯、远程监控装置和纺织机电控箱；且主机处理***分别与视觉检布***、人机交互手持终端、人机界面显示装置、机器视觉光源***、警示灯、远程监控装置和纺织机电控箱连接；视觉检布***和机器视觉光源***均设置在织物的上方，远程监控装置用于对织物的状态和纺织机的工作状态进行远程监控与管理；人机交互手持终端与纺织机电性连接。本发明对瑕疵检出率高，且能实时将织物上的瑕疵检测出来并及时处理，降低了工人的劳动强度和劳动成本，提高了织物的产品质量。

Description

一种纺织机织物瑕疵视觉检测***

技术领域

本发明涉及一种视觉检测***，特别涉及一种纺织机织物瑕疵视觉检测***，其主要适用纺织设备有经编机、喷气织机、梭织机、大圆机、箭杆织机等织物表面的品质瑕疵缺陷检测，属于实时在线检测设备。

背景技术

在现代纺织工业中，以先进的检测技术代替人眼进行织物瑕疵的自动检测能够提高检测效率、减小劳动力、降低劳动强度和进一步提高织物的质量。但在我国，织物检测大部分还是由人工视觉来完成，在检测过程中，人眼视觉存在偏差，重现率比较低且检测结果不稳定，这些都与大规模工业化生产不协调。在纺织生产中，如果有线条断了，工人如果没有及时发现，就会生产出一些次品布，造成材料和能源的浪费。如果安装织物瑕疵视觉检测***后在发现瑕疵之后立即停止生产，可以减少材料的浪费。

目前该领域应用的检测手段主要以人工目检和机械往复运动式设备进行检测。机器运动式检测主要运用一台电动机，一条滑轨，在滑轨上固定一个用光敏电阻做成的传感器，在织物表面做往复运动检测。主要工作原理是利用光敏电阻拾取布面反光强度的差异来判断布面的好坏，当织物正常时织物表面反光强度相差不大，但产生瑕疵时光敏电阻检测到的反射强度会有轻微变化。如果布面有不规则图案或网状布面，透光率很高的布面，很厚的布面现有的技术就无法拾取，该设备只适用于那些很薄且有一定密度的织物，因为它采用的信号采集装置不是实时采集，所以对复杂的布面纹理没有整体判断能力，它只能对某个点进行判断，信号灵敏度动态范围也很小，所以它对织物表面的微小变化无法拾取。另外这套***由于电动机的存在，耗电量较高也是必然的。由于纺织机的体积非常大，织出来布幅面很宽，一般幅面宽度为3-7米宽，编织速度也比较快。所以上述方案存在如下问题：

(1)非实时检测所以不能及时发现瑕疵，这是因为织物的表面积很大，造成瑕疵过长过大；

(2)习知的检测方式属机械运动式检测，故可靠性差；

(3)适用织物种类少；

(4)耗电量大；

(5)故障率高；

(6)由于采用的是光敏电阻进行采集信号，所以灵敏度不够高；

(7)由于有大量复杂的机械部件存在，所以造成生产成本较高对机器配件的精度要求也很高，不易批量生产；

(8)劳动成本会很高，每台纺织机要一个工人管理；

(9)瑕疵检出率低，因为人工目检长时间工作，会出现视觉疲劳，最终造成产品品质下降。

故目前我国的纺织品出口量逐年下降，其主要原因就是因为我们的纺织品在品质上与国外还有很大差距，另外劳动成本过高也是出口量下降的主要瓶颈。显然上述传统的检测手段是不可取的，必将被时代所抛弃，取而代之的必然是那些高科技的检测仪器设备。

发明内容

本发明提出一种纺织机织物瑕疵视觉检测***，解决了现有技术中瑕疵检测不及时、检出率低、成本高等缺陷，本发明使用方便，瑕疵检出率高，且能实时将织物上的瑕疵检测出来并及时处理，降低了工人的劳动强度和劳动成本，提高了织物的产品质量。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种纺织机织物瑕疵视觉检测***，其包括视觉检布***、主机处理***、人机交互手持终端、人机界面显示装置、机器视觉光源***、警示灯、远程监控装置和纺织机电控箱；

所述主机处理***包括视觉检布***信号处理模块、人机界面通讯信号处理模块、手持终端通讯信号处理模块、织物瑕疵报警信号输出模块和纺织机复位信号处理模块；且所述主机处理***分别与所述视觉检布***、所述人机交互手持终端、所述人机界面显示装置、所述机器视觉光源***、所述警示灯、所述远程监控装置和所述纺织机电控箱电性连接；

所述视觉检布***和所述机器视觉光源***均设置在所述织物的上方，且所述机器视觉光源***与所述视觉检布***电性连接，所述机器视觉光源***与所述人机界面显示装置电性连接；

所述远程监控装置用于对所述织物的状态和所述纺织机的工作状态进行远程监控与管理；

所述主机处理***与所述纺织机电性连接。

进一步，所述视觉检布***包括主机通讯模块、控制信号模块、织物瑕疵信号处理模块、数据缓存模块、时序驱动模块、电平转换模块、模数转换模块、图像传感器模块、模拟信号处理模块和相机镜头模块；所述主机通讯模块与所述控制信号模块电性连接，所述数据缓存模块电性连接在所述时序驱动模块和所述控制信号模块之间，所述时序驱动模块分别与所述电平转换模块、所述模数转换模块电性连接，所述电平转换模块电性连接至所述图像传感器模块上，所述图像传感器模块电性连接至所述模拟信号处理模块，所述模拟信号处理模块与所述模数转换模块电性连接；所述相机镜头模块机械连接在所述图像传感器模块上。

进一步，所述机器视觉光源***包括相机镜头模块，所述相机镜头模块包括多个通讯模块。

进一步，所述通讯模块与所述相机通讯信号处理模块电性连接。

进一步，所述远程监控装置为计算机。

进一步，所述人机界面显示装置为液晶显示器或LED显示器。

进一步，所述人机界面显示装置上设有人机界面通讯模块，所述人机界面通讯模块与所述人机界面通讯信号处理模块电性连接。

进一步，所述主机处理***内设有纺织机复位输入信号处理模块和纺织机报警输出信号模块，所述纺织机复位输入信号处理模块与所述纺织机复位信号处理模块电性连接，所述纺织机报警输出信号模块与所述织物瑕疵报警信号处理模块电性连接。

进一步，所述纺织机织物瑕疵视觉检测***进一步包括角度可调支架，且所述纺织机织物瑕疵视觉检测***通过所述角度可调支架安装在所述织物输出位置。

本发明纺织机织物瑕疵视觉检测***通过安装在纺织机的织物输出部位，不间断对织物表面进行各类瑕疵及工艺品质检测，其能够实时检测出织物瑕疵点，并发出警报信号，停止纺织机运行，及时引导工人处理当前瑕疵，且还能有效地降低工人劳动强度和劳动力成本，经实际应用测算，劳动成本可以降4倍以上，人工检测时每个工人可管理一台纺织机，安装有瑕疵识别设备后，每个工人可管理4-6台纺织机，大大降低了生产成本，提高产品品质，杜绝因产品瑕疵而造成的损失，大幅度提高了产品的竞争力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明纺织机织物瑕疵视觉检测***的结构框图；

图2为本发明纺织机织物瑕疵视觉检测***工作的示意图；

图3为本发明视觉检布***的原理图；

图4为本发明主机处理***的原理图。

标号说明

1   主机***                 2   人机交互手持终端

3   人机界面显示装置         4   机器视觉光源***

5   远程监控装置             6   纺织机电控箱

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

瑕疵是指织物表面的油污，非正常纹理，由于丝线断裂导致的布面裂缝、织物密度发生变化，孔洞、色差，不规则突起与凹陷等都属于瑕疵。

参照图1至图4，一种纺织机织物瑕疵视觉检测***(未图示)，其包括视觉检布***(未图示)、主机处理***1、人机交互手持终端2、人机界面显示装置3、机器视觉光源***4、警示灯(未图示)、远程监控装置5和纺织机电控箱6；所述主机处理***1包括视觉检布***信号处理模块(未图示)、人机界面通讯信号处理模块、手持终端通讯信号处理模块、织物瑕疵报警信号输出模块和纺织机复位信号处理模块；且所述主机处理***1分别与所述视觉检布***、所述人机交互手持终端2、所述人机界面显示装置3、所述机器视觉光源***4、所述警示灯、所述远程监控装置5和所述纺织机电控箱6电性连接；所述视觉检布***和所述机器视觉光源***4均设置在所述织物的上方，且所述机器视觉光源***4与所述视觉检布***电性连接，所述机器视觉光源***4与所述人机界面显示装置3电性连接；所述远程监控装置5用于对所述织物的状态和所述纺织机的工作状态进行远程监控与管理；所述主机处理***1与所述纺织机电性连接。

所述机器视觉光源***用于照明及信号采集，其可以是专用光源、线阵光源、面阵光源、一字光源、圆形光源、方形光源、LED光源。节能灯光源、卤素光源、单色光源、三基色光源、红外线光源、紫外线光源或X射线光源，只需达到照明及信号采集的功能即可。

所述警示灯的设置，在所述视觉检布***将织物布面信息反馈到主机处理***时，通过主机处理***的识别，如果发现信息是瑕疵信息时，便会通过织物瑕疵报警信号输出模块将该瑕疵信息反馈至警示灯，使得纺织机暂停，且警示灯亮且鸣叫，以提醒工人进行维修。

进一步，如图3所示，所述视觉检布***包括主机通讯模块、控制信号模块、织物瑕疵信号处理模块、数据缓存模块、时序驱动模块、电平转换模块、模数转换模块、图像传感器模块、模拟信号处理模块和相机镜头模块；所述主机通讯模块与所述控制信号模块电性连接，所述数据缓存模块电性连接在所述时序驱动模块和所述控制信号模块之间，所述时序驱动模块分别与所述电平转换模块、所述模数转换模块电性连接，所述电平转换模块电性连接至所述图像传感器模块上，所述图像传感器模块电性连接至所述模拟信号处理模块，所述模拟信号处理模块与所述模数转换模块电性连接；所述相机镜头模块电性连接在所述图像传感器模块上。

进一步，如图4所示，所述机器视觉光源***包括相机镜头模块(未图示)，所述相机镜头模块包括多个通讯模块。所述通讯模块包括第一通讯模块、第二通讯模块、第三通讯模块、第四通讯模块、第五通讯模块、第六通讯模块、第七通讯模块和第八通讯模块，且该等通讯模块均通过串口通讯的方式电性连接在所述主机处理***的相机通讯信号处理模块上，当然，使用者也可以根据需要选择使用其它数量的通讯模块和其它的电性连接方式，只需实现将织物上的布面信息经镜头聚焦后，投射在机器视觉检布***上即可。

进一步，所述通讯模块与所述相机通讯信号处理模块电性连接。

进一步，所述远程监控装置为计算机。所述远程监控装置用于对纺织机的织物状态进行远程监控和管理，对整个生产车间多台纺织机的工作状态进行统一协调管理。

进一步，所述人机界面显示装置为液晶显示器或LED显示器。所述人机界面用于显示纺织机织物表面的瑕疵数量、瑕疵种类、瑕疵位置等相关信息，提高了人机交流能力，便于操作工人快速处理织物表面的瑕疵问题。

进一步，所述人机界面显示装置上设有人机界面通讯模块，所述人机界面通讯模块与所述人机界面通讯信号处理模块电性连接。所述人机界面通讯模块通过串口通讯的方式电性连接在所述人机界面通讯信号处理模块上，当然，使用者也可以根据需要选择使用其它的电性连接方式。

进一步，所述主机处理***内设有纺织机复位输入信号处理模块和纺织机报警输出信号模块，所述纺织机复位输入信号处理模块与所述纺织机复位信号处理模块电性连接，所述纺织机报警输出信号模块与所述织物瑕疵报警信号处理模块电性连接。

进一步，所述纺织机织物瑕疵视觉检测***进一步包括角度可调支架(未图示)，且所述纺织机织物瑕疵视觉检测***通过所述角度可调支架安装在所述织物输出位置。所述角度可调支架的设置，方便使用者对纺织机织物瑕疵视觉检测***和织物的方位调节，使得瑕疵检测更加准确。

如图4所示，所述主机处理***应用FPGA组成的SOPC***完成相机通讯信号处理模块、手持终端通讯信号处理模块、纺织机报警输出信号模块和纺织机复位信号处理模块的功能；且主机处理***完成对整个机器视觉检布***的控制，并且实时对其判断结果做出相应的处理；通过人机界面显示装置实时显示设备运行状况；连接人机交互手持终端完成对设备的参数设置；与纺织机进行交互通讯，判断是否进行***复位和停止纺织机的运行等功能。

本发明纺织机织物瑕疵视觉检测***在使用时，如图2所示，使用者只需利用角度可调支架将视觉检布***固定在纺织机织物输出位置，将光源固定在纺织机织物输出位置正上方，光投射在织物表面后又折射到标准相机镜头模块，经镜头聚焦后，投射在视觉检布***上，此信息包括正常布面信息和各类瑕疵信息，经机器视觉检布***对实时信号利用图像识别技术进行特征提取，比对后，将处理结果传送至主机处理***，经主机处理***完成对整个机器视觉检布***的控制，并且实时对其反馈的结果做出相应的最终处理。通过LED显示屏实时显示设备运行状况；连接手持终端完成对设备的参数设置。与纺织机进行交互通讯，判断是否进行***复位和停止纺织机的运行等功能。主机处理***会将每一次的判断结果上传给远程监控计算机，实现对纺织机织物品质的集中管理。本发明所述纺织机织物瑕疵视觉检测***不间断对织物表面进行各类瑕疵及工艺品质检测，其能够实时检测出织物瑕疵点，并通过警示灯发出警报信号，停止纺织机运行，及时引导工人处理当前瑕疵，且能有效地降低工人劳动强度和劳动力成本，经实际应用测算，劳动成本可以降4倍以上，人工检测时每个工人可管理一台纺织机，安装有瑕疵识别设备后，每个工人可管理4-6台纺织机，大大降低了生产成本，提高产品品质，杜绝因产品瑕疵而造成的损失，大幅度提高了产品的竞争力。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种纺织机织物瑕疵视觉检测***，其特征在于，包括视觉检布***、主机处理***、人机交互手持终端、人机界面显示装置、机器视觉光源***、警示灯、远程监控装置和纺织机电控箱；

所述主机处理***包括相机通讯信号处理模块、视觉检布***信号处理模块、人机界面通讯信号处理模块、手持终端通讯信号处理模块、织物瑕疵报警信号输出模块和纺织机复位信号处理模块；且所述主机处理***分别与所述视觉检布***、所述人机交互手持终端、所述人机界面显示装置、所述机器视觉光源***、所述警示灯、所述远程监控装置和所述纺织机电控箱电性连接；

所述视觉检布***和所述机器视觉光源***均设置在所述织物的上方，且所述机器视觉光源***与所述视觉检布***电性连接，所述机器视觉光源***与所述人机界面显示装置电性连接；

所述远程监控装置用于对所述织物的状态和所述纺织机的工作状态进行远程监控与管理；

所述主机处理***与所述纺织机电性连接；

所述视觉检布***包括主机通讯模块、控制信号模块、织物瑕疵信号处理模块、数据缓存模块、时序驱动模块、电平转换模块、模数转换模块、图像传感器模块、模拟信号处理模块和相机镜头模块；所述主机通讯模块与所述控制信号模块电性连接，所述数据缓存模块电性连接在所述时序驱动模块和所述控制信号模块之间，所述时序驱动模块分别与所述电平转换模块、所述模数转换模块电性连接，所述电平转换模块电性连接至所述图像传感器模块上，所述图像传感器模块电性连接至所述模拟信号处理模块，所述模拟信号处理模块与所述模数转换模块电性连接，所述模数转换模块与所述数据缓存模块电性连接，所述相机镜头模块机械连接在所述图像传感器模块上。

2.如权利要求1所述的纺织机织物瑕疵视觉检测***，其特征在于，所述机器视觉光源***包括相机镜头模块，所述相机镜头模块包括多个通讯模块。

3.如权利要求2所述的纺织机织物瑕疵视觉检测***，其特征在于，所述通讯模块与所述相机通讯信号处理模块电性连接。

4.如权利要求3所述的纺织机织物瑕疵视觉检测***，其特征在于，所述远程监控装置为计算机。

5.如权利要求1-4中任一项所述的纺织机织物瑕疵视觉检测***，其特征在于，所述人机界面显示装置为液晶显示器或LED显示器。

6.如权利要求5所述的纺织机织物瑕疵视觉检测***，其特征在于，所述人机界面显示装置上设有人机界面通讯模块，所述人机界面通讯模块与所述人机界面通讯信号处理模块电性连接。

7.如权利要求6所述的纺织机织物瑕疵视觉检测***，其特征在于，所述主机处理***内设有纺织机复位输入信号处理模块和纺织机报警输出信号模块，所述纺织机复位输入信号处理模块与所述纺织机复位信号处理模块电性连接，所述纺织机报警输出信号模块与所述织物瑕疵报警信号处理模块电性连接。

8.如权利要求7所述的纺织机织物瑕疵视觉检测***，其特征在于，所述纺织机织物瑕疵视觉检测***进一步包括角度可调支架，且所述纺织机织物瑕疵视觉检测***通过所述角度可调支架安装在所述织物输出位置。