專利名稱：一種自動驗布方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種紡織行業(yè)檢驗布匹的方法及系統(tǒng)，尤其是一種自動驗布方法及系 統(tǒng)。
背景技術(shù)：
紡織行業(yè)中，布料檢驗質(zhì)量是保證布料外觀質(zhì)量的前提。通常這種帶有高度重復 性和智能性的工作只能靠人工來完成。目前現(xiàn)有的驗布系統(tǒng)就是附圖1所示的是一種平 臺式驗布機(ZL200820020264. 3)，該實用新型提供了一種平臺式驗布機，其結(jié)構(gòu)由進布架 1、操作控制器、驗布平臺3、底燈4、出布架5、頂燈6、后燈7構(gòu)成，驗布平臺的下部設(shè)置有 底燈，驗布平臺的上部設(shè)置有頂燈，驗布平臺的左端設(shè)置有進布架，進布架的上端設(shè)置有后 燈，驗布平臺的右端設(shè)置有出布架，驗布平臺的側(cè)面上固定有操作控制器作本實用新型整 體結(jié)構(gòu)簡單，操作使用方便，驗布人員以坐姿操作，像在辦公桌上辦公一樣實施驗布工作， 有效的降低了工作強度，使人不容易感到疲勞，還能夠提高驗布的進度和質(zhì)量。但是，一個驗布工人在1小時內(nèi)最多能發(fā)現(xiàn)200個疵點；工人的集中力最多也只能 維持20 30分鐘，超過這個時間工人會產(chǎn)生疲勞，容易出現(xiàn)漏檢和誤檢；并且工人的驗布 速度僅為5 20米/分鐘，超過這個速度同樣會出現(xiàn)漏檢和誤檢。而且對于精細尺寸的精 確快速測量、圖案模式的快速匹配和目標的快速辨識等視覺檢測問題，靠人眼根本無法連 續(xù)穩(wěn)定地檢測。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是利用現(xiàn)有的機器視覺技術(shù)，設(shè)計一種基于CCD光學傳感裝置的自 動驗布方法及系統(tǒng)。本發(fā)明的自動驗布方法是(1)傳送檢驗布匹；(2)采用C⑶攝像機進行圖像采 集；(3)將步驟2采集到的圖像進行處理比較，判斷疵點；(4)將步驟3圖像處理后的數(shù)據(jù)進 行處理。所述的自動驗布方法中步驟(1)的傳送檢驗布匹可以根據(jù)布面質(zhì)量優(yōu)良程度，隨 時調(diào)整傳送速度。所述的自動驗布方法中步驟(2)圖像采集時，采用透射光線和反射光線兩種光源 照射。所述的自動驗布方法中步驟(3)的圖像處理采用的是圖像變換濾波法，分別采用 傅里葉變換和小波變換對采集到的布匹圖像進行了處理。所述的自動驗布方法中步驟(4)的數(shù)據(jù)處理是在檢驗完整卷布匹之后，根據(jù)疵點 出現(xiàn)情況及其分布，對整卷布匹進行自動評級，最后制作報告。用戶可以根據(jù)自己的需要更 改報告的形式。所述的自動驗布方法中步驟(3)和步驟(4)中間還有一個復檢步驟，操做者可以 根據(jù)觀察步驟(2)采集處理過的布匹圖像，對檢測系統(tǒng)無法回避的錯誤檢測進行修改和補充；對錯誤疵點進行刪除；對問題疵點進行標簽加入人工解釋。本發(fā)明的另一方面是提供了自動驗布系統(tǒng)，包括機械結(jié)構(gòu)、送布系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)、 圖像處理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。所述的送布系統(tǒng)包括電機、傳動系統(tǒng)和傳感器。所述的傳動系統(tǒng)保證布面的平穩(wěn) 平展傳送，可無級變速。所述的傳感器可根據(jù)布面質(zhì)量優(yōu)良程度，系統(tǒng)可以隨時調(diào)整傳動速度。所述的檢測系統(tǒng)包括智能攝像機、集線器、輸入/輸出單元、照明單元(透射照明 光和反射照明光)和長度測量儀，輸入/輸出單元分別連接智能攝像機和長度測量儀，集線 器與智能攝像機連接。所述的照明單元包括透射照明光源和發(fā)射照明光源，透射照明光源位于布匹的下 方，反射照明光源位于布匹的上方。所述的智能攝像機為工業(yè)用高速高像素CXD攝像機，數(shù)量為四個。所述的圖像處理系統(tǒng)包括在線PC、圖像采集處理系統(tǒng)和疵點判別分類系統(tǒng)，在線 PC與集線器相連。所述的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)為離線PC，離線PC與在線PC相連。本發(fā)明的自動驗布機的工作原理是當布匹由送布系統(tǒng)傳送過來時，通過檢測線 (透射光檢測線和反射光檢測線)和智能攝像機對移動的布面進行拍攝，同時對其表面特 征進行分析和學習，然后定位那些不規(guī)則的區(qū)域。拍攝的那些包含疵點的圖片經(jīng)過預處理 后進一步通過集線器傳送到在線電腦上顯示并儲存，進一步的數(shù)據(jù)處理將由離線電腦來完 成。在實際運行時，智能攝像機也可以對輸入/輸出單元發(fā)送不同的信號，比如打開報警， 緊急停車。長度測量儀可以同步檢測系統(tǒng)和布匹的速度及方向，通過I/O盒連接到智能攝 像機上，從而使智能攝像機能夠定位疵點的位置，當機器停止的時候停止檢測，或機器重新 運行的時候再次與其速度同步。照明單元由反射和透射光作為光源對布匹進行檢測。被檢測的織物在不同的燈光 位置和亮度下顯示的結(jié)果是不一樣的，比如在透射光下，破洞非常明顯，在反射光下，更容 易檢測油污。燈光亮度的控制是智能攝像機通過輸入/輸出單元控制調(diào)光器來完成的。與目前大量使用的人工驗布機相比，使用本發(fā)明的自動驗布系統(tǒng)的有益效果如 下


圖1為現(xiàn)有的驗布機結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的自動驗布系統(tǒng)一個實施例的結(jié)構(gòu)圖；圖3為圖2的正視圖。
具體實施例方式本發(fā)明的自動驗布方法的一個實施例。1、傳送檢驗布匹。將布面的平穩(wěn)平展傳送到檢驗區(qū)，可無級變速。根據(jù)布面質(zhì)量優(yōu)良程度，系統(tǒng)可以 隨時調(diào)整傳速度。2、圖像采集。當檢驗布匹由送布系統(tǒng)傳送過來時，智能攝像機通過檢測線(透射光檢測線和反 射光檢測線)，對移動的布面進行拍攝，同時對其表面特征進行分析和學習，然后定位那些 不規(guī)則的區(qū)域。拍攝的那些包含疵點的圖片經(jīng)過預處理后通過集線器傳送到在線電腦上顯 示并儲存。智能攝像機也可以對輸入/輸出單元發(fā)送不同的信號，比如打開報警，緊急停 車。長度測量儀可以同步檢測系統(tǒng)和布匹的速度及方向，通過I/O盒連接到智能攝像機上， 從而使智能攝像機能夠定位疵點的位置，當機器停止的時候停止檢測，或機器重新運行的 時候再次與其速度同步。3、圖像處理。在布卷檢測完畢后，其相應(yīng)的圖像信息被立即儲存到在線PC上，使用在線電腦做 一些簡單，快速的數(shù)據(jù)處理。并將采集到的經(jīng)過簡單處理的數(shù)據(jù)儲存到臨時數(shù)據(jù)庫~“最 近的已檢列表”中。這樣便于工作人員在工作現(xiàn)場對實時采集到的布匹圖像數(shù)據(jù)進行檢查。把檢測到的信號(數(shù)據(jù))進行處理、和參照樣品的基準信息按照一定的算法比對， 送給比較判斷系統(tǒng)，根據(jù)比較結(jié)果來判斷是否為疵點。算法具有自學習能力，當人工認為一 些圖片含有疵點時，可以加入到樣本庫中，從而包含更多的疵點樣本，下次檢測時提高速度和精度。圖像處理采用的是圖像變換濾波法。這一類的方法現(xiàn)在發(fā)展最為迅速，它是通過 圖像變換或濾波來改善圖像質(zhì)量，增強疵點與正常布面的對比度，即可快速地判別疵點，提 取其特征參數(shù)。本發(fā)明分別采用傅里葉變換和小波變換對采集到的布匹圖像進行了處理。 傅立葉變換是圖像處理中使用非常頻繁的方法，對圖像的頻率進行提取。在疵點識別中，利 用疵點與正?？椢锏母盗⑷~功率譜的差異來提取特征參數(shù)。小波變換是對不同方向的頻率 進行分解，產(chǎn)生不同方向的子圖像進行比較的。對于透射光檢測線產(chǎn)生的圖像，采用傅立葉 變換的方法對圖像進行處理后產(chǎn)生的特征參數(shù)對比明顯。而對于反射光檢測線產(chǎn)生的圖 像，采用二維小波變換的方法對圖像進行處理后產(chǎn)生的特征參數(shù)比較明顯。因此，對于本發(fā) 明的兩組CCD智能攝像機采集的圖像，分別采用了兩種不同的特征提取方法。此外還有疵點分類過程，由于具體疵點形態(tài)各異，很難用準確的模型來判別，而神 經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有良好的學習能力，只要有充足輸入?yún)?shù)，其分類精確性是相當高的。因此，對于 疵點的分類本發(fā)明采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(BP網(wǎng)絡(luò))。對于本發(fā)明的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建，選用了 3 層網(wǎng)絡(luò)，采用疵點的特征參數(shù)作為輸入值，輸出則為疵點的標記值。最終實現(xiàn)了對應(yīng)疵點的 檢測。4、復檢臨時數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)被存儲到離線PC上，并進行進一步的圖像處理。在經(jīng)過上文 所述的圖像處理過程后，所得到的處理后的圖像參數(shù)被保存到永久數(shù)據(jù)庫——“布匹檔案” 中。當操作人員需要時，可以隨時調(diào)用布匹檔案中的布匹參數(shù)，對掃描并處理過的布匹圖 像進行觀察觀察一個布面總體情況的狀態(tài)；看清疵點的類型、密度、以及他們的分布情況 等。此外，操作者還可以根據(jù)所觀察到的布匹情況對檢測系統(tǒng)無法回避錯誤檢測問題進行 修改和補充對錯誤疵點進行刪除；對問題疵點進行標簽從而加入更多的人工解釋。5、數(shù)據(jù)處理。最后，當整卷布匹檢驗完成后，根據(jù)疵點出現(xiàn)情況及其分布。在離線PC上對整卷 布匹進行自動評級，評定出布匹的質(zhì)量等級。布匹評級結(jié)束后，用戶可以通過自己的需要來 改變報告的形式，并將所有檢測結(jié)果整合到報告中來顯示出來。報告可以通過電子版本顯 示，也可以通過打印機打印出來。本發(fā)明的自動驗布系統(tǒng)的一個實施例。如圖2、圖3所示，待檢測的布料通過自動驗布系統(tǒng)的機械結(jié)構(gòu)10中的送布系統(tǒng) 沿生產(chǎn)方向5進入檢測系統(tǒng)光學檢測區(qū)域。在光學檢測區(qū)域中在被檢測布卷的上、下方分 別設(shè)有透射照明光源4和反射照明光源6。其中透射照明光源4位于布卷的下方，它發(fā)出 的光透過待測布卷形成透射光檢測線11 ；反射照明光源6位于布卷的上方，它發(fā)出的光照 射在待側(cè)布卷上后經(jīng)過布卷的反射形成反射光檢測線12。分別在透射光檢測線11和反射 光檢測線12的上方機械結(jié)構(gòu)10中的相應(yīng)位置設(shè)置2個智能CXD攝像機1，一共設(shè)置4個 智能CXD攝像機1。智能攝像機1將采集到的透射光圖像和反射光圖像經(jīng)過集線器7送入 在線PC8顯示并儲存圖像信息，進行圖像處理。隨后輸入到離線PC9對數(shù)據(jù)進行進一步處 理。長度測量儀3可以與系統(tǒng)和生產(chǎn)線的速度和方向同步，它通過輸入/輸出單元2連接 到智能攝像機1，使智能攝像機1能確定疵點的位置，以及向智能攝像機1發(fā)出停止檢測的 指令。此外，根據(jù)實際情況智能攝像機1可以進一步對輸入/輸出單元2發(fā)出命令，例如
6打開燈光警報，緊急停車。當整匹布卷全部通過驗布機后，離線PC9對所有處理過的疵點圖 像數(shù)據(jù)進行分析，評定出布匹的質(zhì)量等級，并同時生成檢測報告，完成驗布過程。
權(quán)利要求
一種自動驗布方法，其特征在于包括(1)傳送檢驗布匹；(2)采用CCD攝像機進行圖像采集；(3)將步驟(2)采集到的圖像進行處理比較，判斷疵點；(4)將步驟(3)圖像處理后的數(shù)據(jù)進行處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動驗布方法，其特征在于所述的步驟(1)的傳送檢驗布 匹能夠根據(jù)布面質(zhì)量優(yōu)良程度，隨時調(diào)整傳送速度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動驗布方法，其特征在于所述的步驟(3)的圖像處理采 用的是圖像變換濾波法，分別采用傅里葉變換和小波變換對采集到的布匹圖像進行處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動驗布方法，其特征在于所述的步驟(4)的數(shù)據(jù)處理是 在檢驗完整卷布匹之后，根據(jù)疵點出現(xiàn)情況及其分布，對整卷布匹進行自動評級，最后制作 報告，用戶能夠根據(jù)自己的需要更改報告的形式。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動驗布方法，其特征在于所述的步驟(3)和步驟⑷中 間還有一個復檢步驟，操做者能夠根據(jù)觀察步驟(2)采集處理過的布匹圖像，對檢測系統(tǒng) 無法回避的錯誤檢測進行修改和補充；對錯誤疵點進行刪除；對問題疵點進行標簽加入人 工解釋。
6.一種自動驗布系統(tǒng)，其特征在于包括機械結(jié)構(gòu)、送布系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)、圖像處理系 統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自動驗布系統(tǒng)，其特征在于所述的檢測系統(tǒng)包括智能攝像 機、集線器、輸入/輸出單元、照明單元和長度測量儀，輸入/輸出單元分別連接智能攝像機 和長度測量儀，集線器與智能攝像機連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的自動驗布系統(tǒng)，其特征在于所述的照明單元包括透射照明 光源和發(fā)射照明光源，透射照明光源位于布匹的下方，反射照明光源位于布匹的上方。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自動驗布系統(tǒng)，其特征在于所述的圖像處理系統(tǒng)包括在線 PC、圖像采集處理系統(tǒng)和疵點判別分類系統(tǒng)，在線PC與集線器相連。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自動驗布系統(tǒng)，其特征在于所述的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)為離線 PC，離線PC與在線PC相連。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種自動驗布方法和系統(tǒng)。本發(fā)明的自動驗布方法是(1)傳送檢驗布匹；(2)采用CCD攝像機進行圖像采集；(3)將步驟(2)采集到的圖像進行處理比較，判斷疵點；(4)將步驟(3)圖像處理后的數(shù)據(jù)進行處理。本發(fā)明的自動驗布系統(tǒng)包括送布系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)、圖像處理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。
文檔編號G01N21/89GK101923059SQ20101014733
公開日2010年12月22日 申請日期2010年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月15日
發(fā)明者王 鋒, 金宏健, 馬志建 申請人:北京經(jīng)緯紡機新技術(shù)有限公司