CN101818449B - 基于机器视觉的织物自动整花方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于机器视觉的织物自动整花装置，机架上位于前、后导布辊之间安装有一对调整弯辊及两根以上的调整斜辊，调整弯辊的一端安装在机架上另一端与弯辊调整机构的弯辊电机连接，调整斜辊安装在斜辊调整机构上的支架上，支架的一端铰接在机架上、另一端通过丝母、丝杆与斜辊电机连接；前导布辊或/和后导布辊的机架上安装有工业相机和光源支架，光源支架上安装有灯座上，线性光源安装在灯座上，安装在与织物同步的传动辊上的编码器其输出端与工业相机的输入端连接，中央处理器的输入端与工业相机的输出端接，中央处理器的输出端与弯辊电机和斜辊电机连接。本发明自动调节花形倾斜和弯曲，达到自动整花的效果。

Description

基于机器视觉的织物自动整花方法及其装置

技术领域

本发明涉及一种基于机器视觉的织物自动整花方法及其装置，属于印染设备技术领域。

背景技术

对于已印有图案的印花布、格子布等织物在水洗和烘干、拉幅定型或预缩等整理工序处理过程中，以及带底色图案的蜡染布在印花过程中，由于织物连续处于牵引状态，并受各种机械运动及生产操作的影响，以及各导布辊张力不均等问题，织物表现出花形倾斜、花形弯曲及花形呈现S弯等畸变情况。织物花形产生畸变后不能满足客户的要求；花形产生畸变的蜡染布进入印花工序后会又会影响到印花质量。目前，普通印花布在通过拉幅定型、预缩整理后，由于无法使织物花形保持在标准状态，织物畸变的花形没有对应的设备进行调整。而蜡染印花布在蜡染后，经过除蜡、水洗、定型等工序后，造成的花形畸变只能通过人工方式调节整纬器进行调整，这些问题直接导致了纺织品的低成品率和低生产效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种以采集在线织物花回图像来建立设定图像坐标中的模板作为搜索区域中，通过搜索被检花回图像在设定图像坐标中各模板的相互位置，准确得到各花回图像偏差调量，以自动调节花形倾斜和弯曲，达到自动整花的基于机器视觉的织物自动整花方法及其装置

本发明为达到上述目的的技术方案是：一种基于机器视觉的织物自动整花方法，其特征在于：

a、首先通过工业相机采集在线移动织物中至少一个整体花回图像，将花回图像载入到中央处理器内，花回图像在回调函数中对花回图像数据格式转换并保存花回图像；

b、通过中央处理器的交互界面，任意选定上述花回图像中两个或两个以上区域作为模板，并保存所选定各模板在设定图像坐标中的位置建立对应的模板搜索区域；

c、工业相机将采集到移动中织物的被检花回图像输至中央处理器内，被检花回图像在回调函数中搜索被检花回图像中的各模板，得到被检花回图像各模板在设定图像坐标中的位置，根据各模板在设定图像坐标中的位置，通过中央处理器计算出被检花回图像的花弯偏差调量和花斜偏差调量，中央处理器输出花弯偏差调量和花斜偏差调量，并控制相对应调整弯辊和调整斜辊动作调整。

本发明为达到上述目的的技术方案：一种基于机器视觉的织物自动整花装置，包括机架、安装在机架上的前导布辊和后导布辊，其特征在于：所述机架上位于前导布辊和后导布辊之间安装有至少一根调整弯辊及两根或两根以上能同时左右摆动的调整斜辊，调整弯辊的一侧安装在机架上、另一侧与弯辊调整机构连接，弯辊调整机构包括安装在机架上的弯辊电机、调整弯辊一侧的传动轮、安装在弯辊电机输出轴上的主动轮以及安装在主动轮和传动轮上的传动带或传动链，两根或两根以上的调整斜辊安装在斜辊调整机构上，所述的斜辊调整机构包括安装在机架上的斜辊电机、传动副以及支架，调整斜辊安装在支架上，支架的一端铰接在机架上，斜辊电机通过传动副与支架的另一端连接；所述的前导布辊或/和后导布辊的机架上安装有光源支架和位置可调节的工业相机，所述的工业相机为能采集织物整幅花回图像的线阵相机，光源支架上安装有角度可调的灯座，线性光源安装在灯座上，编码器安装在与织物同步的传动辊上，编码器的输出端与工业相机的输入端连接，中央处理器的输入端与工业相机的输出端接，中央处理器的输出端与弯辊调整机构的弯辊电机和斜辊调整机构的斜辊电机连接。

本发明在机架位于前导布辊或/和后导布辊的机架处安装有位置可调节的工业相机和光源支架，织物在线通过于前、后导布辊过程中，线性光源照在织物上，通过线阵相机采集织物整幅花回图像，在线实时对移动的织物整幅花回进行采集，通过选择该花回图像两个以上区域来建立设定图像坐标中各模板的模板搜索区域，在线检测过程中，工业相机将采集到移动中织物被检花回图像输入至中央处理器内，通过搜索被检花回图像中各模板在设定图像坐标中的相互位置，计算出被检花回图像的花弯偏差调量和花斜偏差调量，通过中央处理器控制相对应调整弯辊和调整斜辊动作，对织物上畸变的花形及时纠正。本发明通过安装在机架上的调整弯辊和调整斜辊对织物进行调整，调整结构简单，易于现有设备的改造。本发明通过机器视觉来达到自动调节花形倾斜和弯曲的目的，操作性强，大幅度提高织物的合格率，解决了现有织物在水洗和烘干、拉幅定型或预缩等后整理工序处理过程中花形畸变的问题。

附图说明

下面结合附图对本发明的实施例作进一步的详细描述。

图1所示是本发明的流程框图。

图2是本发明的结构示意图。

图3是图2的A-A的剖视向结构示意图。

图4是图2的B-B的剖视向结构示意图。

图5是图3的C-C的剖视向结构示意图。

图6是图2的D-D的剖视向结构示意图。

其中：1-相机支架，2-上支座，3-工业相机，4-立柱，5-光源支架，6-灯座，7-线性光源，8-前导布辊，9-调整弯辊，10-中间导布辊，11-后导布辊，12-水平支座，13-下支座，14-斜辊调整机构，14-1-斜辊电机，14-2-丝杆，14-3-丝母，14-4-支架，14-5-铰接座，15-调整斜辊，16-织物，17-机架，17-1-支座，18-弯辊调整机构，18-1-弯辊电机，18-2-减速器，18-3-传动链，18-4-传动轮，19-编码器。

具体实施方式

见图1所示，本发明的基于机器视觉的织物自动整花方法，首先通过工业相机采集在线移动织物中至少一个整体花回图像，将花回图像载入到中央处理器内，花回图像在回调函数中对花回图像数据格式转换并保存花回图像，本工业相机为能采集织物花回图像的线阵相机，如采用CCD线阵相机，分辨率为≥0.5K，行频≥2K，根据花回图像的大小可对工业相机对图像的高度、宽度、曝光时间和触发模式等参数进行设置。通过中央处理器的交互界面，任意选定上述花回图像中两个以上区域作为模板，所选花回图像各模板的区域为图像色差较明显的区域，如根据花型特征可从左到右花回图像的周边区域，模板数量根据花回图像区域的大小以及花型而定，当花回图像区域较小，所选择的模板数量较多如3～10个；而花回图像区域较大时，所选择的模板数量较少，如2～5个，保存所选定各模板在设定图像坐标中的位置以建立对应的模板搜索区域，工业相机将采集到移动中织物的被检花回图像输至中央处理器内，被检花回图像在回调函数中搜索被检花回图像中的各模板位置，得到被检花回图像各模板在设定图像坐标中的位置，根据检测到各模板在设定图像坐标中的位置，通过中央处理器可以计算到织物花回的纬斜偏差与纬弯偏差，中央处理器采用常规的灰度图像处理方法进行处理，继而通过中央处理器进一步计算出被检花回图像的花弯偏差调量和花斜偏差调量，中央处理器输出花弯偏差调量和花斜偏差调量，并控制相对应调整弯辊9和调整斜辊15动作调整花形，不断对织物上的花形进行自动调整。

见图2～6所示，本发明基于机器视觉的织物的自动整花装置，包括机架17、安装在机架17上的前导布辊8和后导布辊11，且机架17上位于前导布辊8和后导布辊11之间安装有至少一根调整弯辊9和两根或两根以上的能左右摆动的调整斜辊15，调整弯辊9和调整斜辊15分别与弯辊调整机构18和斜辊调整机构14连接，见图2、3～5所示，本发明的调整弯辊9的一侧转动安装在机架17上、另一侧与弯辊调整机构18连接，本发明的弯辊调整机构18包括安装在机架17上的弯辊电机18-1、调整弯辊9一侧的传动轮18-4、安装在弯辊电机18-1输出轴上的主动轮以及安装在主动轮和传动轮18-4上的传动带或传动链18-3，弯辊电机18-1通过传动带或传动链18-3与调整弯辊9一侧的传动轮18-4连接，弯辊电机18-1带动调整弯辊旋转一定角度，对织物弧弯花形进行调整，当调整弯辊9如图1所不，采用两根或多根时，可通过传动机构使多根调整弯辊9能反向同时回转，弯辊电机18-1与减速器18-2连接，动力经减速后传至调整弯辊9上。见图2、3、5所示，本发明的斜辊调整机构14包括安装在机架17上的斜辊电机14-1、传动副以及支架14-4，调整斜辊15可转动地安装在支架14-4上，本发明采用两根或两根以上的调整斜辊15，多根调整斜辊15安装在支架14-4上，支架14-4的一端通过铰接座14-5铰接在机架17的支座17-1上，而支架14-4的另一端与通过传动副与斜辊电机14-1的输出轴连接，该传动副可采用丝杆丝母传动副结构；或齿轮齿条传动副机构，或蜗轮蜗杆传动副机构，如图4所示，斜辊电机14-1的输出轴与丝杆14-2连接，丝母14-3与支架14-4连接，通过斜辊电机14-1驱动丝杆14-2转动而使丝母14-3轴向移动，通过调整斜辊15的左右摆动，对织物斜花形进行矫正。见图2～4所示，本发明位于前导布辊8或/和后导布辊11的机架17上安装有位置可调节的工业相机3，光源支架5也安装在位于前导布辊8或/和后导布辊11的机架17上，光源支架5上安装有角度可调的灯座6，灯座6铰接在光源支架5上，线性光源7安装在灯座6上，线性光源7照在通过前导布辊8和后导布辊11之间的织物16上，以保持较好的拍摄图像质量。图2、6所示，本发明的编码器19安装在与织物16同步的传动辊上，编码器19的输出端与工业相机3的输入端连接，在工业相机3接收到编码器19产生的触发信号开始对织物采集花回图像，并向中央处理器发送所采集的花回图像，该编码器19随传动辊转动而同步发出行触发信号，该传动辊可为前导布辊8、后导布辊11或中间导布辊10，也可以设置在后序的传动辊上，工业相机3向中央处理器发送所采集的花回图像，中央处理器具有人机交互界面，通过人机交互界面选择花回图像的搜索区域模板，工业相机3将被检花回图像输中央处理器内，通过被检花回图像中各模板在设定图像坐标中的位置，计算得出调整量，中央处理器的输出端与弯辊调整机构18的弯辊电机18-1和斜辊调整机构14的斜辊电机14-1连接，控制弯辊电机18-1使调整弯辊9转动达到所需矫正的角度对织物弧形花形调整，并通过斜辊电机14-1带动传动副使调整斜辊15左右摆动对斜形花形进行矫正，达到织物16整花的目的。

见图2～4所示，本发明机架17安装有立柱4，立柱4的上部安装有上支座2，相机支架1可调安装在上支座2上，工业相机3安装在相机支架1上，将工业相机3安装在上支座2上，方便调整工业相机3的位置，立柱4下部安装有光源支架5，灯座6安装在光源支架5。同样本发明机架17位于后导布辊11的一侧安装有水平支座12，水平支座12上安装有水平调节的下支座13，能调节的相机支架1安装在下支座13上，工业相机3安装在相机支架1上，将工业相机3安装在下支座13上，且光源支架5安装在水平支座12上，灯座6安装在光源支架5。

Claims (5)

1.一种基于机器视觉的织物自动整花方法，其特征在于：

a、首先通过工业相机采集在线移动织物中至少一个整体花回图像，将花回图像载入到中央处理器内，在回调函数中对花回图像数据格式转换并保存花回图像；

b、通过中央处理器的交互界面，任意选定上述花回图像中两个或两个以上区域作为模板，并保存所选定各模板在设定图像坐标中的位置以建立对应的模板搜索区域；

c、工业相机将采集到移动中织物的被检花回图像输至中央处理器内，在回调函数中搜索被检花回图像中的各模板，得到被检花回图像各模板在设定图像坐标中的位置，并根据各模板在设定图像坐标中位置，通过中央处理器计算出被检花回图像的花弯偏差调量和花斜偏差调量，中央处理器输出花弯偏差调量和花斜偏差调量，并控制相对应调整弯辊和调整斜辊动作调整。

2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的织物自动整花方法，其特征在于：所述选定花回图像中各模板的区域为图像色差明显的区域。

3.一种基于机器视觉的织物自动整花装置，包括机架(17)、安装在机架(17)上的前导布辊(8)和后导布辊(11)，其特征在于：所述机架(17)上位于前导布辊(8)和后导布辊(11)之间安装有至少一根调整弯辊(9)及两根或两根以上能同时左右摆动的调整斜辊(15)，调整弯辊(9)的一侧安装在机架(17)上、另一侧与弯辊调整机构(18)连接，弯辊调整机构(18)包括安装在机架(17)上的弯辊电机(18-1)、调整弯辊(9)一侧的传动轮(18-4)、安装在弯辊电机(18-1)输出轴上的主动轮以及安装在主动轮和传动轮(18-4)上的传动带或传动链(18-3)，两根或两根以上的调整斜辊(15)安装在斜辊调整机构(14)上，所述的斜辊调整机构(14)包括安装在机架(17)上的斜辊电机(14-1)、传动副以及支架(14-4)，调整斜辊(15)安装在支架(14-4)上，支架(14-4)的一端铰接在机架(17)上，斜辊电机(14-1)通过传动副与支架(14-4)的另一端连接；所述的前导布辊(8)或/和后导布辊(11)的机架(17)上安装有光源支架(5)和位置可调节的工业相机(3)，所 述的工业相机(3)为能采集织物整幅花回图像的线阵相机，光源支架(5)上安装有角度可调的灯座(6)，线性光源(7)安装在灯座(6)上，编码器(19)安装在与织物同步的传动辊上，编码器(19)的输出端与工业相机(3)的输入端连接，中央处理器的输入端与工业相机(3)的输出端接，中央处理器的输出端与弯辊调整机构(18)的弯辊电机(18-1)和斜辊调整机构(14)的斜辊电机(14-1)连接。

4.根据权利要求3所述的基于机器视觉的织物自动整花装置，其特征在于：所述机架(17)安装有立柱(4)，立柱(4)的上部安装有上支座(2)，相机支架(1)可调安装在上支座(2)上，工业相机(3)安装在相机支架(1)上，立柱(4)下部安装有光源支架(5)。

5.根据权利要求3所述的基于机器视觉的织物自动整花装置，其特征在于：所述机架(17)位于后导布辊(11)的一侧安装有水平支座(12)，水平支座(12)上安装有水平调节的下支座(13)，能调节的相机支架(1)安装在下支座(13)上，工业相机(3)安装在相机支架(1)上，且光源支架(5)安装在水平支座(12)上。 

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