CN105444891A - 一种基于机器视觉的纱线印染色差检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及利用机器视觉系统进行在线检测的技术领域,尤其是一种基于机器视觉的纱线印染色差检测系统,设有图像采集模块、与图像采集模块连接的图像处理分析模块以及与图像处理分析模块连接的报警控制模块,能够稳定地测出纱线所在位置,并计算较为稳定的色差值,实现在线检测纱线色差,解决了现有人工在线检测印染布染色色差劳动强度大及检测质量差的问题,同时大大降低了印染车间的硬件损耗和人力成本;本发明通过借助工业相机、图像处理分析、报警控制等设备和技术,实现一套低改造成本、高可靠性的纱线色差检测系统。
Description
技术领域
本发明涉及利用机器视觉系统进行在线检测的技术领域,尤其是一种基于机器视觉的纱线印染色差检测系统。
背景技术
在纺织印染行业,色差是衡量印染制品质量的关键指标。对于染色后的纱线、布匹等,都需要进行色差检验。传统的色差检验主要依赖于人工,但这样太耗费人力、检测质量不稳定且不适应当前自动化生产的需求;现有的一些针对纺织印染行业的色差检测系统,可以基于机器视觉方法检测布匹的色差情况,如中国实用新型专利CN203858032U公开了一种布匹色差检测装置,中国发明专利CN100561146C公开了一种机器视觉系统对印染染色色差的在线检测方法,但现有的这些系统主要针对于布匹这种颜色相对均匀的制品进行检测,尚无针对纱线的色差检测系统。
现有的基于视觉的色差检测方案的主要问题在于:只能检测颜色相对较为均匀的布面色差,但对于纱线这种中间有间隙的情况,现有的色差检测方法无法实现稳定的色差检测。
发明内容
本发明要解决的技术问题是:为了解决现有人工在线检测印染布染色色差劳动强度大及检测质量差的问题,本发明提供了一种基于机器视觉的纱线印染色差检测系统,设有图像采集模块、与图像采集模块连接的图像处理分析模块以及与图像处理分析模块连接的报警控制模块,能够稳定地测出纱线所在位置,并计算较为稳定的色差值,实现在线检测纱线色差,解决了现有人工在线检测印染布染色色差劳动强度大及检测质量差的问题,同时大大降低了印染车间的硬件损耗和人力成本。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种基于机器视觉的纱线印染色差检测系统,包括图像采集模块、与图像采集模块连接的图像处理分析模块以及与图像处理分析模块连接的报警控制模块,其中,
图像采集模块用于分别采集样本图像的图像信号与测试图像的图像信号,
图像处理分析模块,用于分别对图像采集模块采集的样本图像的图像信号与测试图像的图像信号进行处理和分析,计算测试图像的图像信号与样本图像的图像信号之间的色差值,并将色差值发送给报警控制模块,
报警控制模块,获取图像处理分析模块输出的色差值,当色差值超过预设的阈值时,控制进行报警。
具体地,所述图像处理分析模块包括如下步骤:
(一)首先,由用户控制,采集N幅图像作为样本图像,
对于每幅样本图像,进行如下步骤(1)-(5):
(1)沿着纱线的垂直方向从图像中取出M条单像素宽度的色带;
(2)对于每条色带,将彩色图像转换为灰度图像;
(3)找出每条色带中所有的灰度极大值点,并将这些极大值点进行排序,取出位于中间值左右的若干个点,将这些极大值点的位置作为纱线位置;
(4)对于每条色带,取出纱线所在位置的RGB颜色值,转换为LAB颜色值;
(5)计算所有M条色带的所有纱线位置的LAB颜色值,计算LAB三分量的平均值。
(二)然后,每隔设定的时间T,自动触发图像采集模块采集一幅测试图像,对于每幅测试图像,完成与样本图像相同的步骤(1)-(5),
(三)根据每幅样本图像和测试图像的LAB三分量平均值计算两幅图像之间的CIELAB色差,可以得到N个色差值,取N个色差值的最小值或平均值,作为当前测试图像与样本图像的色差值,
(四)将计算的色差值与阈值比较,若连续采集C幅测试图像并计算色差值均超过阈值,则报警。
具体地,所述图像采集模块为防尘防水级别IP67以上的彩色工业相机。
具体地,所述彩色工业相机设置为垂直向下进行图像信号观测。
具体地,所述彩色工业相机外装防护罩。
具体地,所述彩色工业相机的镜头前加装防护玻璃。
具体地,所述防护玻璃前加装用于进行定时自动清洗的雨刷。
具体地,所述防护玻璃前加装用于控制进行定时吹气清洗的电磁阀。
具体地,所述图像处理分析模块与所述报警控制模块安装在封闭的控制柜中。
本发明的有益效果是:本发明提供了一种基于机器视觉的纱线印染色差检测系统,设有图像采集模块、与图像采集模块连接的图像处理分析模块以及与图像处理分析模块连接的报警控制模块,能够稳定地测出纱线所在位置,并计算较为稳定的色差值,实现在线检测纱线色差,解决了现有人工在线检测印染布染色色差劳动强度大及检测质量差的问题,同时大大降低了印染车间的硬件损耗和人力成本;本发明通过借助工业相机、图像处理分析、报警控制等设备和技术,实现一套低改造成本、高可靠性的纱线色差检测系统;为防止车间内的粉尘,在相机外加装防护罩,相机镜头前加装防护玻璃,防止粉尘直接接触镜头;防护玻璃前加装雨刷或电磁阀控制定时清洗;使用工控机完成色差值的计算,并连接报警控制器在色差超限时提供报警输出;采用多重措施保证色差值计算的稳定性,不会因为纱线数量、纱线间隙、粉尘等因素对色差检测产生较大的影响,防止误报警。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的一种基于机器视觉的纱线印染色差检测系统的整体结构示意图;
图2是本发明的一种基于机器视觉的纱线印染色差检测系统的纱线色差检测与报警流程的结构示意图。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图,仅以示意方式说明本发明的基本结构,因此其仅显示与本发明有关的构成。
本发明是要借助工业相机、图像分析、报警控制等设备和技术,实现一套低改造成本、高可靠性的纱线色差检测系统,该系统的整体结构如图1所示。使用一台顶装式的图像采集模块(例如彩色工业相机)垂直向下观测纱线;将采集到的图像传输至图像处理分析模块(例如选用工控机),分析视场中观测到的纱线是否与参考纱线之间的色差值;如果计算的色差值超过预设的阈值,通过报警控制模块(例如选用PLC)报警,提醒操作人员处理。
实施例1
本实施例中的图像采集模块选用防尘防水级别IP67以上的彩色工业相机,图像处理分析模块选用工控机,报警控制模块选用PLC报警,彩色工业相机设置为垂直向下进行图像信号观测,彩色工业相机外装防护罩,彩色工业相机的镜头前加装防护玻璃,防护玻璃前加装用于进行定时自动清洗的雨刷,图像处理分析模块与报警控制模块安装在封闭的控制柜中。
一种基于机器视觉的纱线印染色差检测系统,包括图像采集模块、与图像采集模块连接的图像处理分析模块以及与图像处理分析模块连接的报警控制模块,其中,
图像采集模块用于分别采集样本图像的图像信号与测试图像的图像信号,
图像处理分析模块,用于分别对图像采集模块采集的样本图像的图像信号与测试图像的图像信号进行处理和分析,计算测试图像的图像信号与样本图像的图像信号之间的色差值,并将色差值发送给报警控制模块,
报警控制模块,获取图像处理分析模块输出的色差值,当色差值超过预设的阈值时,控制进行报警。
图像处理分析模块包括如下步骤:
(一)首先,由用户控制,采集N幅图像作为样本图像,
对于每幅样本图像,进行如下步骤(1)-(5):
(1)沿着纱线的垂直方向从图像中取出M条单像素宽度的色带;
(2)对于每条色带,将彩色图像转换为灰度图像;
(3)找出每条色带中所有的灰度极大值点,并将这些极大值点进行排序,取出位于中间值左右的若干个点,将这些极大值点的位置作为纱线位置;
(4)对于每条色带,取出纱线所在位置的RGB颜色值,转换为LAB颜色值;
(5)计算所有M条色带的所有纱线位置的LAB颜色值,计算LAB三分量的平均值。
(二)然后,每隔设定的时间T,自动触发图像采集模块采集一幅测试图像,对于每幅测试图像,完成与样本图像相同的步骤(1)-(5),
(三)根据每幅样本图像和测试图像的LAB三分量平均值计算两幅图像之间的CIELAB色差,可以得到N个色差值,取N个色差值的最小值或平均值,作为当前测试图像与样本图像的色差值,
(四)将计算的色差值与阈值比较,若连续采集C幅测试图像并计算色差值均超过阈值,则报警。
以藏青色的纱线为例,
N取3,M取50,C取5,时间T取10s。
阈值的设定:计算的CIELAB色差值5.0
取N=3幅样本图像,通过计算,每幅样本图像的LAB三分量平均值分别为
(L1:61.83,A1:-3.50,B1:1.84),(L2:61.73,A2:-2.52,B2:2.19),(L3:61.83,A3:-1.96,B3:0.76)。
第一幅测试图像:
测试图像的第一幅LAB三分量平均值为(L1测:63.79,A1测:-1.98,B1测:3.30)
分别计算测试图像LAB(L1测,A1测,B1测)与三幅样本图像的CIELAB色差,色差值分别为2.69,2.34,2.59,取这个3个色差值中的最小值2.34。
第二幅测试图像:
测试图像的第二幅LAB三分量平均值为(L2测:60.30,A2测:-3.44,B2测:1.54)
分别取测试图像LAB(L2测,A2测,B2测)与三幅样本图像的CIELAB色差,色差值分别为3.45,3.13,3.40,取这个3个色差值中的最小值3.13。
第三幅测试图像:
测试图像的第二幅LAB三分量平均值为(L3测:61.91,A3测:-0.84,B3测:1.36)
分别取测试图像LAB(L3测,A3测,B3测)与三幅样本图像的CIELAB色差,色差值分别为1.83,1.54,1.79,取这个3个色差值中的最小值1.54。
继续采集测试图像并计算色差。
当连续五幅测试图像相对于样本图像的色差值都大于阈值5时,即报警。
以上述依据本发明的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (9)
1.一种基于机器视觉的纱线印染色差检测系统,其特征在于:
包括图像采集模块、与图像采集模块连接的图像处理分析模块以及与图像处理分析模块连接的报警控制模块,其中,
图像采集模块用于分别采集样本图像的图像信号与测试图像的图像信号,
图像处理分析模块,用于分别对图像采集模块采集的样本图像的图像信号与测试图像的图像信号进行处理和分析,计算测试图像的图像信号与样本图像的图像信号之间的色差值,并将色差值发送给报警控制模块,
报警控制模块,获取图像处理分析模块输出的色差值,当色差值超过预设的阈值时,控制进行报警。
2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的纱线印染色差检测系统,其特征在于:所述图像处理分析模块包括如下步骤:
(一)首先,由用户控制,采集N幅图像作为样本图像,
对于每幅样本图像,进行如下步骤(1)-(5):
(1)沿着纱线的垂直方向从图像中取出M条单像素宽度的色带;
(2)对于每条色带,将彩色图像转换为灰度图像;
(3)找出每条色带中所有的灰度极大值点,并将这些极大值点进行排序,取出位于中间值左右的若干个点,将这些极大值点的位置作为纱线位置;
(4)对于每条色带,取出纱线所在位置的RGB颜色值,转换为LAB颜色值;
(5)计算所有M条色带的所有纱线位置的LAB颜色值,计算LAB三分量的平均值。
(二)然后,每隔设定的时间T,自动触发图像采集模块采集一幅测试图像,对于每幅测试图像,完成与样本图像相同的步骤(1)-(5),
(三)根据每幅样本图像和测试图像的LAB三分量平均值计算两幅图像之间的CIELAB色差,可以得到N个色差值,取N个色差值的最小值或平均值,作为当前测试图像与样本图像的色差值,
(四)将计算的色差值与阈值比较,若连续采集C幅测试图像并计算色差值均超过阈值,则报警。
3.根据权利要求2所述的一种基于机器视觉的纱线印染色差检测系统,其特征在于:所述图像采集模块为防尘防水级别IP67以上的彩色工业相机。
4.根据权利要求3所述的一种基于机器视觉的纱线印染色差检测系统,其特征在于:所述彩色工业相机设置为垂直向下进行图像信号观测。
5.根据权利要求3所述的一种基于机器视觉的纱线印染色差检测系统,其特征在于:所述彩色工业相机外装防护罩。
6.根据权利要求3所述的一种基于机器视觉的纱线印染色差检测系统,其特征在于:所述彩色工业相机的镜头前加装防护玻璃。
7.根据权利要求6所述的一种基于机器视觉的纱线印染色差检测系统,其特征在于:所述防护玻璃前加装用于进行定时自动清洗的雨刷。
8.根据权利要求6所述的一种基于机器视觉的纱线印染色差检测系统,其特征在于:所述防护玻璃前加装用于控制进行定时吹气清洗的电磁阀。
9.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的纱线印染色差检测系统,其特征在于:所述图像处理分析模块与所述报警控制模块安装在封闭的控制柜中。
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