CN104766327B - 基于图像的织物偏移检测方法及系统 - Google Patents

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Abstract

基于图像的织物偏移检测方法及系统，包括如下步骤：获取织物图像；在颜色空间内对获取的织物图像进行颜色模型处理，得到织物图像的第一边沿信息；在空间域内对获取的织物图像进行图像二值化和直线检测处理，得到织物图像的第二边沿信息；将得到的所述第一边沿信息和所述第二边沿信息进行对比，在误差允许范围内接受检测结果，得到织物的偏移信息。与现有技术相比，本发明基于工业相机获取的织物图像进行图像处理，从而得到准确的织物偏移信息，以保证织物偏移校正装置的有效运行。

Description

基于图像的织物偏移检测方法及系统
技术领域
本发明涉及纺织印染领域，特别是指织物偏移检测方法及系统。
背景技术
目前，染整企业中对织物偏移的测量主要采用红外对管实现，且其管间距离一般较大，当织物出现小的偏移后，红外检测装置并不能检测到织物的偏移量，加之矫正机构存在机械动作延迟，在定型机车速较快时矫正机构很容易失效，造成织物结绳，严重影响生产效率与织物成品质量。所以在生产中需要定型机操作人员时刻矫正织物在机架的位置，以保证生产的顺利进行。
其改进方案中主要增加红外对管的数量，减小相邻管间间距，但这样会使得红外管的数量急剧增加，一般检测装置上安装160-200只对管。对管以检测装置中线为对称轴线对称安装在检测支架上，检测电路采用串联形式，通过比较两侧电流输出计算织物偏移量。改进方案的设计对于完整织物有较好的效果，但对于由于采样或不同批次织物连接等原因造成的幅面不完整的织物，执行机构会出现振荡与误动作。所以对于织物偏移的检测，不仅需要保证较高的精确度，还需要其具有对不完整织物的判断能力，这样才能保证矫正执行机构的有效运行。
发明内容
本发明的主要目的即在于克服现有技术存在的缺点，提供基于图像的织物偏移检测方法及系统，通过一定的算法分析，针对各种织物都可得到准确的织物偏移信息。
本发明采用如下的技术方案：
基于图像的织物偏移检测方法，包括如下步骤：
获取织物图像；
在颜色空间内对获取的织物图像进行颜色模型处理，得到织物图像的第一边沿信息；
在空间域内对获取的织物图像进行图像二值化和直线检测处理，得到织物图像的第二边沿信息；
将得到的所述第一边沿信息和所述第二边沿信息进行对比，在误差允许范围内接受检测结果，得到织物的偏移信息。
所述在颜色空间内对获取的织物图像进行颜色模型处理方法如下：将图像从RGB颜色模型转换到HSV颜色模型，通过计算每一像素点横向梯度变化得到与图像长宽等大的梯度矩阵，通过梯度矩阵中梯度值的变化得到第一边沿信息。
所述在空间域内对获取的织物图像进行图像二值化和直线检测处理方法如下：将图像转化为灰度图像，对灰度图像进行增强、滤波操作；根据图像的灰度值分布动态的选择阈值，将图像中织物与背景采用0与1二值化的方法表现；根据霍夫变换直线检测算法得到第二边沿信息。
所述第一边沿信息和所述第二边沿信息进行对比方法如下：第一边沿信息的左侧边沿记为Ll'，右侧边沿记为Lr'；第二边沿信息的左侧边沿记为Ll″，右侧边沿记为Lr″；ΔLl＝Ll'-Ll″，ΔLr＝Lr'-Lr″；max{ΔLl，ΔLr}≤1cm则接受检测结果，反之则作丢弃处理；得到的织物的左、右边沿记为Ll＝(Ll'+Ll″)/2,Lr＝(Lr'+Lr″)/2。
基于图像的织物偏移检测系统，包括：
工业相机，用于获取织物图像；
颜色空间处理模块，用于在颜色空间内对获取的织物图像进行颜色模型处理，得到织物图像的第一边沿信息；
空间域处理模块，用于在空间域内对获取的织物图像进行图像二值化和直线检测处理，得到织物图像的第二边沿信息；
比较模块，用于将得到的所述第一边沿信息和所述第二边沿信息进行对比，在误差允许范围内接受检测结果，得到织物的偏移信息。
所述工业相机设于导轨上并可相对于该导轨滑动，该导轨设于扫描支架上并可相对于该扫描支架上下移动，该扫描支架上还设有一对导布辊。所述扫描支架上还设有灯光照射组件，其是为了提高图像质量，增加织物边沿与织物对比度。
当然，可以理解的是，本发明基于图像的织物偏移检测系统还包括显示及输入设备，实现对织物偏移量的显示，用于人机信息的交互，手动输入织物幅宽信息，更改设置工业相机的成像参数、系统参数和织物历史信息查询等多种功能。
由上述对本发明的描述可知，与现有技术相比，本发明基于图像的织物偏移检测方法及系统基于工业相机获取的织物图像进行图像处理，从而得到准确的织物偏移信息，以保证织物偏移校正装置的有效运行。
附图说明
图1为本发明具体实施方式工业相机的设置结构示意图；
图2为本发明具体实施方式中获取的织物图像结构示意图。
具体实施方式
参照图1，为本发明的工业相机的设置结构，图中包括扫描支架1，扫描支架1用于固定导布辊2，同时为织物图像提供背景色，导布辊2使得织物4运行中保持平整，两辊之间为工业相机3的拍摄区域，工业相机3可以在导轨6上左右滑动，导轨6距离扫描支架1的距离可调，以使工业相机3在合适的工作距离具有理想的拍摄区域。
织物连同织物背景通过工业相机3形成图像，工业相机3的成像区域如图1中7所示，其实际成像效果如图2所示，主控制器中的定时单元在完成计时后产生中断指令，主控制器在该中断程序中启动工业相机进行一次抓怕，保存图像后退出中断，重新启动定时单元。在获得织物的图像后，主控制器进入图像处理程序对图像进行处理，图像处理程序包括：在颜色空间内对获取的织物图像进行颜色模型处理，得到织物图像的第一边沿信息；在空间域内对获取的织物图像进行图像二值化和直线检测处理，得到织物图像的第二边沿信息；将得到的所述第一边沿信息和所述第二边沿信息进行对比，在误差允许范围内接受检测结果，得到织物的偏移信息。
具体如下：
在颜色空间内对获取的织物图像进行颜色模型处理方法如下：将图像从RGB颜色模型转换到HSV颜色模型，通过计算每一像素点横向梯度变化得到与图像长宽等大的梯度矩阵，通过梯度矩阵中梯度值的变化得到第一边沿信息。
在空间域内对获取的织物图像进行图像二值化和直线检测处理方法如下：将图像转化为灰度图像，对灰度图像进行增强、滤波操作；根据图像的灰度值分布动态的选择阈值，将图像中织物与背景采用0与1二值化的方法表现；根据霍夫变换直线检测算法得到第二边沿信息。
第一边沿信息和所述第二边沿信息进行对比方法如下：第一边沿信息的左侧边沿记为Ll'，右侧边沿记为Lr'；第二边沿信息的左侧边沿记为Ll″，右侧边沿记为Lr″；ΔLl＝Ll'-Ll″，ΔLr＝Lr'-Lr″；max{ΔLl，ΔLr}≤1cm则接受检测结果，反之则作丢弃处理；得到的织物的左、右边沿记为Ll＝(Ll'+Ll″)/2,Lr＝(Lr'+Lr″)/2。
图2中线84为织物中线参考线Lref，中线参考线是由相机取景范围的中线，线83为计算得到的织物中线L＝(Ll+Lr)/2，当织物对中时，线83和线84重合；当织物出现偏移与倾斜时，线83便会偏离线84并与其呈一定的夹角θ，通过计算可以得到平均的偏移量δ和夹角θ。
同时，在本发明中，当操作人员输入处理的织物幅宽后，主控制器会根据线84得到织物对中时所在的方框区域，当织物在此区域范围内便认为织物处于对中状态，以避免系统在对中状态时的振荡，同时检测系统仍会给出偏移量及织物倾斜角度，以预测织物的偏移趋势，从而实现对校正装置更有效的控制。
上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (7)

1.基于图像的织物偏移检测方法，其特征在于包括如下步骤：
获取织物图像；
在颜色空间内对获取的织物图像进行颜色模型处理，得到织物图像的第一边沿信息；
在空间域内对获取的织物图像进行图像二值化和直线检测处理，得到织物图像的第二边沿信息；
将得到的所述第一边沿信息和所述第二边沿信息进行对比，在误差允许范围内接受检测结果，并根据所述第一边沿信息与第二边沿信息计算得出织物中线；
将织物中线与相机取景范围内得到的织物中线参考线进行对比以获取织物的偏移信息。
2.如权利要求1所述基于图像的织物偏移检测方法，其特征在于，所述在颜色空间内对获取的织物图像进行颜色模型处理方法如下：将图像从RGB颜色模型转换到HSV颜色模型，通过计算每一像素点横向梯度变化得到与图像长宽等大的梯度矩阵，通过梯度矩阵中梯度值的变化得到第一边沿信息。
3.如权利要求1所述基于图像的织物偏移检测方法，其特征在于，所述在空间域内对获取的织物图像进行图像二值化和直线检测处理方法如下：将图像转化为灰度图像，对灰度图像进行增强、滤波操作；根据图像的灰度值分布动态的选择阈值，将图像中织物与背景采用0与1二值化的方法表现；根据霍夫变换直线检测算法得到第二边沿信息。
4.如权利要求1所述基于图像的织物偏移检测方法，其特征在于，所述第一边沿信息和所述第二边沿信息进行对比方法如下：第一边沿信息的左侧边沿记为Ll'，右侧边沿记为Lr'；第二边沿信息的左侧边沿记为Ll”，右侧边沿记为Lr”；ΔLl＝Ll'-Ll”，ΔLr＝Lr'-Lr”；max{ΔLl，ΔLr}≤1cm则接受检测结果，反之则作丢弃处理；得到的织物的左、右边沿记为Ll＝(Ll'+Ll”)/2,Lr＝(Lr'+Lr”)/2。
5.基于图像的织物偏移检测系统，其特征在于包括：
工业相机，用于获取织物图像；
颜色空间处理模块，用于在颜色空间内对获取的织物图像进行颜色模型处理，得到织物图像的第一边沿信息；
空间域处理模块，用于在空间域内对获取的织物图像进行图像二值化和直线检测处理，得到织物图像的第二边沿信息；
比较模块，用于将得到的所述第一边沿信息和所述第二边沿信息进行对比，在误差允许范围内接受检测结果并根据所述第一边沿信息与第二边沿信息计算得出织物中线；
将织物中线与相机取景范围内得到的织物中线参考线进行对比以获取织物的偏移信息。
6.如权利要求5所述基于图像的织物偏移检测系统，其特征在于：所述工业相机设于导轨上并可相对于该导轨滑动，该导轨设于扫描支架上并可相对于该扫描支架上下移动，该扫描支架上还设有一对导布辊。
7.如权利要求6所述基于图像的织物偏移检测系统，其特征在于：所述扫描支架上还设有灯光照射组件。
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