CN109444156A - 一种用于纺织品疵点检测的图像采集*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于纺织品疵点检测的图像采集***，包括位于待疵点检测纺织品传送方向正上方的***头组件，***头组件的周圈设置有等间隔分布的补光光源组件，***头组件卡接在补光光源组件中部的预留区域中，***头组件拍摄方向上固定有遮光罩组件，遮光罩组件从预留区域向下延伸出补光光源组件所在的平面上。本发明有效屏蔽杂光，使信噪比提高14dB，***头组件散热效果好，工作稳定度高，通过补光光源组件将被检纺织品的自投影降至最低，纺织品残留的自投影不会表达在数字图像中，为图像识别技术提供了更加精确可靠的数字图像数据来源，使识别置信度达到工业级应用标准，构思巧妙，结构新颖，具有良好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及纺织品疵点检测技术领域，具体涉及一种用于纺织品疵点检测的图像采集***。
背景技术
传统的纺织品疵点检测主要依靠人工进行，较少采用自动化检测手段。随着科学技术的快速进步，纺织品的疵点自动化检测也得到了快速发展。目前，现有的纺织品的疵点自动化检测在数字图像采集方面，主要采用工业相机或集成化单芯片传感器的微型镜头进行光电转换，通常未针对数字图像采集环境的改善采用的专用的技术措施，导致数字图像质量较低，主要依靠图像识别技术来完成检测，因此，存在以下缺点，具体如下：
（1），由于图像采集环境不佳的问题，导致数字图像的精度和还原度较低，因此对图像识别技术要求大幅提高，其识别置信度难以达到工业级应用标准，无法保证纺织品疵点检测的精确度；
（2），工业相机体积大，难于编程、集成性差，设计限制很大，无法适用于纺织品疵点检测空间较为有限的环境；
（3），集成化单芯片传感器的微型镜头，不具有抗杂光功能，传感器受环境温度影响明显，在和光源集成安装时信噪比很低，难于达成所需的采集精度，进而无法保证纺织品疵点检测的精确度；
（4），工业相机的运行成本高，可维护性能差。
如果不能解决数字图像采集环境问题，是无法提高纺织品疵点检测过程中数字图像数据来源的精确度，后续图像识别技术在完善，都不得到较为准确的纺织品疵点检测精确度，因此，提高数字图像数据来源的精确度，构建纺织品疵点检测的良好取样环境，是当前急需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是克服现有的纺织品疵点检测过程中数字图像数据来源无法精确取样的问题。本发明的用于纺织品疵点检测的图像采集***，有效屏蔽杂光，使信噪比提高14dB，***头组件散热效果好，工作稳定度高，通过补光光源组件将被检纺织品的自投影降至最低，纺织品残留的自投影不会表达在数字图像中，为图像识别技术提供了更加精确可靠的数字图像数据来源，使识别置信度达到工业级应用标准，构建纺织品疵点检测的良好取样环境，构思巧妙，结构新颖，具有良好的应用前景。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种用于纺织品疵点检测的图像采集***，包括位于待疵点检测纺织品传送方向正上方的***头组件，所述***头组件的周圈设置有等间隔分布的补光光源组件，所述***头组件卡接在补光光源组件中部的预留区域中，所述***头组件拍摄方向上固定有遮光罩组件，所述遮光罩组件从预留区域向下延伸出补光光源组件所在的平面上。
前述的用于纺织品疵点检测的图像采集***，所述***头组件包括金属散热支撑板和***头，所述金属散热支撑板上设置有凹陷孔，所述***头内陷在凹陷孔内，所述金属散热支撑板与补光光源组件相接触，用于***头形成散热通道。
前述的用于纺织品疵点检测的图像采集***，所述遮光罩组件包括遮光外罩和遮光内罩，所述遮光内罩嵌设在遮光外罩的内部，所述遮光外罩固定在金属散热支撑板的下表面。
前述的用于纺织品疵点检测的图像采集***，所述遮光外罩的外表面设置有隔热涂层，且为正四棱台形状，所述遮光外罩的大端方向正对位于下方的待疵点检测纺织品，所述遮光外罩的小端周圈设置有固定板，所述固定板用于遮光罩组件安装到金属散热支撑板上，
所述遮光内罩的内表面设置有吸光涂层，且由从上到下依次层叠的若干个正四棱台单体构成，位于上层正四棱台单体下表面形状与位于下层正四棱台单体上表面的形状相同，所述遮光内罩的内壁在位于各层正四棱台单体上表面的周圈设置有倾斜向下的挡光条，相邻的两条挡光条之间形成杂光拦截沟槽，从而使遮光内罩的内壁形成多级孔径光阑。
前述的用于纺织品疵点检测的图像采集***，其特征在于：所述挡光条的倾斜角度为90°-135°之间。
前述的用于纺织品疵点检测的图像采集***，所述遮光外罩、遮光内罩的高度相同，且遮光外罩的四边楞为圆弧过渡。
前述的用于纺织品疵点检测的图像采集***，所述补光光源组件包括若干组依次首尾相接的光源盒构成，所有组光源盒中部形成用于安装***头组件及遮光罩组件的预留区域，
各光源盒均包括控制线路板、LED灯条、薄膜层和光源盒透明底板，所述控制线路板、光源盒透明底板之间通过位于四角的连接柱固定连接，所述LED灯条为多条且等间隔平行设置在控制线路板、光源盒透明底板之间区域内，所述薄膜层贴附在光源盒透明底板的上表面，相邻的连接柱之间设置有侧挡光板。
前述的用于纺织品疵点检测的图像采集***，所述LED灯条的照射方向与***头的拍摄方向为同轴设置。
前述的用于纺织品疵点检测的图像采集***，所述补光光源组件包括四组依次首尾相接的光源盒构成，四组光源盒中部形成用于安装***头组件及遮光罩组件的预留区域。
前述的用于纺织品疵点检测的图像采集***，所述控制线路板内设置有LED驱动电路，所述LED驱动电路包括晶体管Q1、晶体管Q2和MOS管Q3，所述晶体管Q1的基极通过电阻R1外接驱动控制信号，所述晶体管Q1的基极还通过电阻R2与地相连接，所述晶体管Q1的集电极通过电阻R4与控制电压Vgd相连接，所述晶体管Q1的发射极与地相连接，所述晶体管Q1的集电极还通过电阻R5与晶体管Q2的基极相连接，所述晶体管Q2的发射极与控制电压Vgd相连接，所述晶体管Q2的集电极分别与电阻R4的一端、MOS管Q3的栅极相连接，所述电阻R4的另一端与地相连接，所述MOS管Q3的源极与LED灯条的正极相连接，所述LED灯条的负极与地相连接，所述MOS管Q3的漏极与供电电压Vd相连接。
本发明的有益效果是：本发明的用于纺织品疵点检测的图像采集***，有效屏蔽杂光，使信噪比提高14dB，***头组件散热效果好，工作稳定度高，通过补光光源组件将被检纺织品的自投影降至最低，纺织品残留的自投影不会表达在数字图像中，为图像识别技术提供了更加精确可靠的数字图像数据来源，使识别置信度达到工业级应用标准，构建纺织品疵点检测的良好取样环境，构思巧妙，结构新颖，具有良好的应用前景。
附图说明
图1是本发明的用于纺织品疵点检测的图像采集***的结构示意图；
图2是本发明的用于纺织品疵点检测的图像采集***的侧视图；
图3是本发明的***头组件的结构示意图；
图4是本发明的金属散热支撑板的结构示意图；
图5是本发明的***头组件、遮光罩组件的***示意图；
图6是本发明的遮光罩组件的结构示意图；
图7是本发明的遮光外罩的结构示意图；
图8是本发明的遮光内罩的结构示意图；
图9是本发明的遮光内罩的截面示意图；
图10是本发明的补光光源组件的结构示意图；
图11是本发明的光源盒的结构示意图；
图12是本发明的LED驱动电路的电路图。
附图中标记的含义如下：
1：***头组件；101：金属散热支撑板；102：***头；103：凹陷孔；2：补光光源组件；201：光源盒；202：控制线路板；203：LED灯条；204：薄膜层；205：光源盒透明底板；206：连接柱；207：侧挡光板；3：遮光罩组件；301：遮光外罩；302：遮光内罩；303：挡光条；304：杂光拦截沟槽；305：固定板。
具体实施方式
下面将结合说明书附图，对本发明作进一步的说明。
如图1及图2所示，本发明的用于纺织品疵点检测的图像采集***，包括位于待疵点检测纺织品传送方向正上方的***头组件1，所述***头组件1的周圈设置有等间隔分布的补光光源组件2，所述***头组件1卡接在补光光源组件2中部的预留区域中，所述***头组件1拍摄方向上固定有遮光罩组件3，
所述遮光罩组件3从预留区域向下延伸出补光光源组件2所在的平面上，遮光罩组件3延伸出补光光源组件2所在平面上的长度为0.5-1cm，此设计保证遮光罩组件3和补光光源组件2两者在正常工作的同时，遮光罩组件3能够屏蔽掉补光光源组件2内各光源盒侧边的强光，避免强光对***头组件1的影响，提高***头组件1拍摄图像数据的效果。
如图3及图4所示，所述***头组件1包括金属散热支撑板101和***头102，所述金属散热支撑板101上设置有凹陷孔103，所述***头102内陷在凹陷孔103内，所述金属散热支撑板101与补光光源组件2相接触，用于***头102形成散热通道，内嵌设置***头102，能够增加***头102与金属散热支撑板101的接触面积，方便***头102进行散热，保证其良好可靠的运行，温度性能好，进一步提高拍摄图像数据的效果。
如图5-图9所示，所述遮光罩组件3包括遮光外罩301和遮光内罩302，所述遮光内罩302嵌设在遮光外罩301的内部，所述遮光外罩301固定在金属散热支撑板101的下表面。
优选的，所述遮光外罩301的外表面设置有隔热涂层，隔热涂层能有效阻止补光光源组件2产生的热量对***头102的影响，该遮光外罩301为正四棱台形状，所述遮光外罩301的大端方向正对位于下方的待疵点检测纺织品，遮光外罩301的小端周圈设置有固定板305，所述固定板305用于遮光罩组件3安装到金属散热支撑板101上，遮光外罩301在隔热的同时，能够阻挡补光光源组件2较为多的杂光，保证拍摄环境的建立，遮光外罩301同样与补光光源组件2相接触，形成散热通道。
所述遮光内罩302的内表面设置有吸光涂层，且由从上到下依次层叠的若干个正四棱台单体构成，位于上层正四棱台单体下表面形状与位于下层正四棱台单体上表面的形状相同，所述遮光内罩302的内壁在位于各层正四棱台单体上表面的周圈设置有倾斜向下的挡光条303，相邻的两条挡光条303之间形成杂光拦截沟槽304，从而使遮光内罩302的内壁形成多级孔径光阑，本发明设计的挡光条303的倾斜角度为90°-135°之间，能够较大程度的在挡光条303内留着杂光，如图6所示，杂光拦截沟槽304的截面图，其内部沟槽呈现向下一定角度（与挡光条303的倾斜角度相同），且配合吸光涂层，保证所有进入遮光内罩302内部的杂光都会被该沟槽拦截，并有很大几率被吸光涂层吸收，若如有少部分杂光第一次未被吸收掉，经二次折射后，多级孔径光阑仍有很大几率被吸光涂层吸收，***头102的镜头视角内的有用反射光将直接从遮光外罩301的小端进入***头102内，不受到影响。遮光外罩301能够去除与成像无关的杂散光，避免杂散光到达***头102的镜头视角，同时多道的杂光拦截沟槽304构成消光结构，进一步去除杂散光。
优选的，所述遮光外罩301、遮光内罩302的高度相同，且遮光外罩301的四边楞为圆弧过渡，外形美观，且避免边角过于锋利，刮伤人体。
所述补光光源组件2包括若干组依次首尾相接的光源盒201构成，所有组光源盒201中部形成用于安装***头组件1及遮光罩组件3的预留区域，如图10所示，补光光源组件2包括四组依次首尾相接的光源盒201构成，四组光源盒201中部形成用于安装***头组件1及遮光罩组件3的预留区域，四组光源盒201便于组装成型。如图11所示，各光源盒201均包括控制线路板202、LED灯条203、薄膜层204和光源盒透明底板205，所述控制线路板202、光源盒透明底板205之间通过位于四角的连接柱206固定连接，所述LED灯条203为多条且等间隔平行设置在控制线路板202、光源盒透明底板205之间区域内，所述薄膜层204贴附在光源盒透明底板205的上表面，相邻的连接柱206之间设置有侧挡光板207，相邻的侧挡光板207之间存在间隙，便于整个光源盒201的散热，控制线路板202用于控制LED灯条203开启或者关闭，以及明暗；薄膜层204用于阻挡LED灯条203的直射光柔和照射出的补光，形成漫射光源使被检纺织品的自投影将至最低。
优选的，所述LED灯条203的照射方向与***头102的拍摄方向为同轴设置，照射方向和拍摄方向相同或者近似，能够使被检纺织品残留的自投影不会表达在拍摄的数字图像中，提高取样效果。
所述控制线路板202内设置有LED驱动电路，如图12所示，所述LED驱动电路包括晶体管Q1、晶体管Q2和MOS管Q3，所述晶体管Q1的基极通过电阻R1外接驱动控制信号，所述晶体管Q1的基极还通过电阻R2与地相连接，所述晶体管Q1的集电极通过电阻R4与控制电压Vgd相连接，所述晶体管Q1的发射极与地相连接，所述晶体管Q1的集电极还通过电阻R5与晶体管Q2的基极相连接，所述晶体管Q2的发射极与控制电压Vgd相连接，所述晶体管Q2的集电极分别与电阻R4的一端、MOS管Q3的栅极相连接，所述电阻R4的另一端与地相连接，所述MOS管Q3的源极与LED灯条203的正极相连接，所述LED灯条203的负极与地相连接，所述MOS管Q3的漏极与供电电压Vd相连接。该LED驱动电路能够代替传统的照明驱动电路和控制电路使用光电耦合器隔离，并且开关管使用栅极驱动集成电路驱动，传统的照明驱动电路和控制电路电路较复杂，成本较高，故障率较高，该LED驱动电路的工作原理如下：
驱动控制信号输入逻辑高电平把晶体管Q1驱动至饱和态，使电阻R3产生电压降，R3下端电平将晶体管Q2驱动至饱和态，使电阻R4产生电压，用于驱动MOS管Q3栅极，使之导通为LED灯条203提供电流，由于本电路中晶体管Q1和Q2工作在开关态，MOS管Q3为源极输出电路，增益小于1，所以本电路不会对输入端寄生的干扰信号产生放大作用，因此不必使用光电隔离，晶体管Q1和Q2构成的栅极驱动电路采用独立供电，控制电压Vgd电压高于Vd，用于产生栅极驱动电压，具体取值为Vd为15V、 Vgd17V、驱动控制信号3.3V为逻辑高电平，使LED驱动电路开启，LED灯条203亮起，整个电路简单，成本低廉，且功耗低，适用于纺织品疵点检测的工业环境。
综上所述，本发明的用于纺织品疵点检测的图像采集***，有效屏蔽杂光，经过测试能够使信噪比提高14dB，***头组件散热效果好，工作稳定度高，通过补光光源组件将被检纺织品的自投影降至最低，纺织品残留的自投影不会表达在数字图像中，为图像识别技术提供了更加精确可靠的数字图像数据来源，使识别置信度达到工业级应用标准，构建纺织品疵点检测的良好取样环境，构思巧妙，结构新颖，具有良好的应用前景。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种用于纺织品疵点检测的图像采集***，其特征在于：包括位于待疵点检测纺织品传送方向正上方的***头组件（1），所述***头组件（1）的周圈设置有等间隔分布的补光光源组件（2），所述***头组件（1）卡接在补光光源组件（2）中部的预留区域中，所述***头组件（1）拍摄方向上固定有遮光罩组件（3），所述遮光罩组件（3）从预留区域向下延伸出补光光源组件（2）所在的平面上。
2.根据权利要求1所述的用于纺织品疵点检测的图像采集***，其特征在于：所述***头组件（1）包括金属散热支撑板（101）和***头（102），所述金属散热支撑板（101）上设置有凹陷孔（103），所述***头（102）内陷在凹陷孔（103）内，所述金属散热支撑板（101）与补光光源组件（2）相接触，用于***头（102）形成散热通道。
3.根据权利要求2所述的用于纺织品疵点检测的图像采集***，其特征在于：所述遮光罩组件（3）包括遮光外罩（301）和遮光内罩（302），所述遮光内罩（302）嵌设在遮光外罩（301）的内部，所述遮光外罩（301）固定在金属散热支撑板（101）的下表面。
4.根据权利要求3所述的用于纺织品疵点检测的图像采集***，其特征在于：所述遮光外罩（301）的外表面设置有隔热涂层，且为正四棱台形状，所述遮光外罩（301）的大端方向正对位于下方的待疵点检测纺织品，所述遮光外罩（301）的小端周圈设置有固定板（305），所述固定板（305）用于遮光罩组件（3）安装到金属散热支撑板（101）上，
所述遮光内罩（302）的内表面设置有吸光涂层，且由从上到下依次层叠的若干个正四棱台单体构成，位于上层正四棱台单体下表面形状与位于下层正四棱台单体上表面的形状相同，所述遮光内罩（302）的内壁在位于各层正四棱台单体上表面的周圈设置有倾斜向下的挡光条（303），相邻的两条挡光条（303）之间形成杂光拦截沟槽（304），从而使遮光内罩（302）的内壁形成多级孔径光阑。
5.根据权利要求4所述的用于纺织品疵点检测的图像采集***，其特征在于：所述挡光条（303）的倾斜角度为90°-135°之间。
6.根据权利要求4所述的用于纺织品疵点检测的图像采集***，其特征在于：所述遮光外罩（301）、遮光内罩（302）的高度相同，且遮光外罩（301）的四边楞为圆弧过渡。
7.根据权利要求1所述的用于纺织品疵点检测的图像采集***，其特征在于：所述补光光源组件（2）包括若干组依次首尾相接的光源盒（201）构成，歌组光源盒（201）中部形成用于安装***头组件（1）及遮光罩组件（3）的预留区域，
各光源盒（201）均包括控制线路板（202）、LED灯条（203）、薄膜层（204）和光源盒透明底板（205），所述控制线路板（202）、光源盒透明底板（205）之间通过位于四角的连接柱（206）固定连接，所述LED灯条（203）为多条且等间隔平行设置在控制线路板（202）、光源盒透明底板（205）之间区域内，所述薄膜层（204）贴附在光源盒透明底板（205）的上表面，相邻的连接柱（206）之间设置有侧挡光板（207）。
8.根据权利要求7所述的用于纺织品疵点检测的图像采集***，其特征在于：所述补光光源组件（2）包括四组依次首尾相接的光源盒（201）构成，所有组光源盒（201）中部形成用于安装***头组件（1）及遮光罩组件（3）的预留区域。
9.根据权利要求7所述的用于纺织品疵点检测的图像采集***，其特征在于：所述LED灯条（203）的照射方向与***头（102）的拍摄方向为同轴设置。
10.根据权利要求7所述的用于纺织品疵点检测的图像采集***，其特征在于：所述控制线路板（202）内设置有LED驱动电路，所述LED驱动电路包括晶体管Q1、晶体管Q2和MOS管Q3，所述晶体管Q1的基极通过电阻R1外接驱动控制信号，所述晶体管Q1的基极还通过电阻R2与地相连接，所述晶体管Q1的集电极通过电阻R4与控制电压Vgd相连接，所述晶体管Q1的发射极与地相连接，所述晶体管Q1的集电极还通过电阻R5与晶体管Q2的基极相连接，所述晶体管Q2的发射极与控制电压Vgd相连接，所述晶体管Q2的集电极分别与电阻R4的一端、MOS管Q3的栅极相连接，所述电阻R4的另一端与地相连接，所述MOS管Q3的源极与LED灯条（203）的正极相连接，所述LED灯条（203）的负极与地相连接，所述MOS管Q3的漏极与供电电压Vd相连接。
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