CN107843741B - 一种基于线阵ccd的布匹运动速度测量装置及方法 - Google Patents

一种基于线阵ccd的布匹运动速度测量装置及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107843741B
CN107843741B CN201711330224.9A CN201711330224A CN107843741B CN 107843741 B CN107843741 B CN 107843741B CN 201711330224 A CN201711330224 A CN 201711330224A CN 107843741 B CN107843741 B CN 107843741B
Authority
CN
China
Prior art keywords
cloth
rolling shaft
linear array
array ccd
motor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201711330224.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107843741A (zh
Inventor
文国军
王玉丹
胡自飞
潘健
刘浩杰
夏雨
甘露
吴丹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China University of Geosciences
Original Assignee
China University of Geosciences
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China University of Geosciences filed Critical China University of Geosciences
Priority to CN201711330224.9A priority Critical patent/CN107843741B/zh
Publication of CN107843741A publication Critical patent/CN107843741A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107843741B publication Critical patent/CN107843741B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/36Devices characterised by the use of optical means, e.g. using infrared, visible, or ultraviolet light
    • G01P3/38Devices characterised by the use of optical means, e.g. using infrared, visible, or ultraviolet light using photographic means

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Treatment Of Fiber Materials (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

本发明提供一种基于线阵CCD的布匹运动速度测量装置,包括支架,支架上部设有第一电机、相对的第一卷布轴和第二卷布轴,第一卷布轴和第二卷布轴的两端均支撑于支架上且可转动,第一电机转轴连接第一卷布轴的一端,第一卷布轴和第二卷布轴连接平面的上方支架上还固定着线阵CCD,且线阵CCD的拍摄方向对着第一卷布轴和第二卷布轴连接平面,支架下部固定着控制箱和显示器,控制箱内设有电脑主机,电脑主机连接线阵CCD和显示器,第一电机驱动布匹转动时,电脑主机获取线阵CCD采集的布匹图像单元并进行处理得到布匹运动速度,然后传输至显示器显示。本发明的有益效果:能够实现布匹的动态测量,辅助布匹缺陷的检测定位。

Description

一种基于线阵CCD的布匹运动速度测量装置及方法
技术领域
本发明涉及机器视觉测量技术领域,尤其涉及一种基于线阵CCD的布匹运动速度测量装置。
背景技术
目前,国内织品的缺陷检测基本靠人工检测完成,检测效率低,检出率及准确率对人的依赖程度高,同时人工检测方法的工作量大、强度特别高、误检和漏检率也非常高。鉴于人工检测存在太多的不足,机器视觉识别技术被大量用于工业检测。其中以CCD线阵图像传感器为主,拥有比面阵CCD更高的分辨率和精度且具有更低成本以及无缝拍摄超长目标物。尽管线阵CCD主要运用于视觉检测,但它的高精度分辨率也能运用到测量领域,如检测布匹缺陷的同时通过线阵CCD的空间滤波效应得到布匹的运动速度,由于布匹的转动,使得转布轴半径变大,布匹速度随之改变,为保证低成本、高精度、高效率,得到准确的运动速度对布匹缺陷检测定位十分重要,并且线阵CCD隔行累加模拟空间狭缝的遮蔽与透光作用,根据狭缝存在窄带通滤波特性,仅获取运动图像的特定空间频率成分,可认为运动图像的光振幅在传送时被空间狭缝调制,因此光电探测器的输出信号包含频率f与像移速度相关,从而计算出布匹运动速度。
发明内容
有鉴于此,本发明的实施例提供了一种基于线阵CCD的布匹运动速度测量装置。
本发明的实施例提供一种基于线阵CCD的布匹运动速度测量装置,包括支架,所述支架上部设有第一电机、相对的第一卷布轴和第二卷布轴,所述第一卷布轴和所述第二卷布轴的两端均支撑于所述支架上且可转动,所述第一电机转轴连接所述第一卷布轴的一端,所述第一卷布轴和所述第二卷布轴连接平面的上方所述支架上还固定着线阵CCD,且所述线阵CCD的拍摄方向对着所述第一卷布轴和所述第二卷布轴连接平面,所述支架下部固定着控制箱和显示器,所述控制箱内设有电脑主机,所述电脑主机连接所述线阵CCD和所述显示器,布匹安装于所述第二卷布轴,所述第一电机驱动所述第一卷布轴转动从而带动所述第二卷布轴向着所述第一卷布轴传送所述布匹时,所述电脑主机获取所述线阵CCD采集的布匹图像单元并拼接成间距为p的灰度图形矩阵,然后转化灰度图形矩阵为一维矩阵进行滤波,对滤波后的一维矩阵进行频谱分析得到速度因素频率f,根据公式v=p×f计算出布匹的实时运动速度v,最后传输实时运动速度v至所述显示器并显示。
进一步地,所述线阵CCD的拍摄方向垂直于所述第一卷布轴和所述第二卷布轴连接平面。
进一步地,所述支架上部还固定着第二电机,所述第二电机的转轴连接所述第二卷布轴一端且转动方向与所述第一电机相同。
进一步地,所述第一电机和所述第二电机均为步进电机,所述控制箱内设有与所述第一电机和所述第二电机均连接的控制电路板,所述控制电路板控制调节所述第一电机和所述第二电机转速。
进一步地,所述控制电路板连接所述线阵CCD且控制所述线阵CCD的开关。
进一步地,所述第一卷布轴和所述第二卷布轴连接平面上方所述支架上部固定着LED光源,所述LED光源照射所述线阵CCD拍摄位置。
进一步地,所述控制电路板连接所述LED光源且控制调节所述LED光源的功率。
进一步地,所述显示器为触屏显示器,所述触屏显示器连接所述控制电路板,所述触屏显示器接收外界指令并传递至所述控制电路板,所述控制电路板根据指令控制所述线阵CCD的开关、所述LED光源的功率、所述第一电机和所述第二电机转速。
进一步地,所述控制电路板包括串联的单片机、电机驱动器和24V电源。
本发明的实施例提供的技术方案带来的有益效果是:本发明一种基于线阵CCD的布匹运动速度测量装置选取扫描速度快和频率响应高的线阵CCD采集布匹的图像单元,对图像单元进行处理获得布匹运动速度,能够实现动态测量,来辅助对布匹缺陷的检测定位,装置简单,测量准确,提高了布匹检测效率。
本发明的实施例还提供一种基于线阵CCD的布匹运动速度测量方法,包括以下步骤:
S1:以预设频率采集运动布匹预设位置的图像单元;
S2:将图像单元拼接成预设间距p的灰度图形矩阵;
S3:转化灰度图形矩阵为一维矩阵后进行滤波;
S4:对滤波后的一维矩阵进行频谱分析得到速度因素频率f;
S5:根据公式v=p×f计算出布匹的实时运动速度v。
附图说明
图1是本发明一种基于线阵CCD的布匹运动速度测量装置的示意图;
图2是本发明一种基于线阵CCD的布匹运动速度测量方法的流程图;
图3是空间滤波测速的光学原理图。
图中:1-支架,2-布匹,3-第一电机、4-第二电机、5-第一卷布轴、6-第二卷布轴、7-线阵CCD,8-LED光源、9-控制箱、10-显示器。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。
请参考图1,本发明的实施例提供了一种基于线阵CCD的布匹运动速度测量装置,包括支架1,所述支架1上部设有第一电机3、第二电机4、相对的第一卷布轴5和第二卷布轴6,所述第一电机3和所述第二电机4均为步进电机,所述第一卷布轴5和所述第二卷布轴6的两端均支撑于所述支架1上且可转动,所述第一电机3转轴连接所述第一卷布轴5的一端,第二电机4的转轴连接所述第二卷布轴6一端且转动方向与所述第一电机3相同,所述第一卷布轴5和所述第二卷布轴6连接平面的上方所述支架1上还固定着线阵CCD7,且所述线阵CCD7的拍摄方向垂直所述第一卷布轴5和所述第二卷布轴6连接平面,所述第一卷布轴5和所述第二卷布轴6连接平面上方所述支架1上部固定着LED光源8,所述LED光源8照射所述线阵CCD7拍摄位置。
所述支架1下部固定着控制箱9和显示器10,所述控制箱9内设有电脑主机和控制电路板,所述电脑主机连接所述线阵CCD7和所述显示器10,所述显示器10为触屏显示器,布匹2安装于所述第二卷布轴6,所述第一电机3驱动所述第一卷布轴5转动从而带动所述第二卷布轴6向着所述第一卷布轴5传送所述布匹2时,电脑主机获取所述线阵CCD7采集的布匹图像单元并拼接成间距为p的灰度图形矩阵,然后转化灰度图形矩阵为一维矩阵进行滤波,对滤波后的一维矩阵进行频谱分析得到速度因素频率f,根据公式v=p×f计算出布匹2的实时运动速度v,最后传输实时运动速度v至所述触屏显示器10并显示。
所述控制电路板分别连接所述第一电机3、所述第二电机4、所述线阵CCD7和所述LED光源8,所述触屏显示器10连接所述控制电路板,所述触屏显示器10接收外界指令并传递至所述控制电路板,所述控制电路板根据指令控制所述线阵CCD7的开关、所述LED光源8的功率、所述第一电机3和所述第二电机4转速。
本实施例中所述控制电路板包括串联的单片机、电机驱动器和24V电源。
请参考图2,本发明的实施例还提供一种基于线阵CCD的布匹运动速度测量方法,包括以下步骤:
S1:以预设频率采集运动布匹预设位置的图像单元;
S2:将图像单元拼接成预设间距p的灰度图形矩阵;
S3:转化灰度图形矩阵为一维矩阵后进行滤波;
S4:对滤波后的一维矩阵进行频谱分析得到速度因素频率f;
S5:根据公式v=p×f计算出布匹的实时运动速度v。
请参考图3,结合空间滤波测速光学原理对公式v=p×f进行说明:运动物体沿x0方向做水平运动,通过物镜运动物体成像在有一定空间周期分布的透射光栅上,像移速度为v,透射光栅与物体运动方向垂直。由于图像速度的存在,所有通过透射光栅的光强产生周期性的变化,并由透射光栅后方的光电探测器接收。由于透射光栅存在窄带通滤波器特性,仅获取运动图像的特定空间频率成分,可认为运动图像的光振幅在传送时被透射光栅调制了。因此光电探测器的输出信号中包含与像移速度v相关的频率f,速度v可由v=p×f确定,其中p为透射光栅的空间周期。
在本文中,所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的,只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解,所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。
在不冲突的情况下,本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于线阵CCD的布匹运动速度测量装置,其特征在于:包括支架,所述支架上部设有第一电机、相对的第一卷布轴和第二卷布轴,所述第一卷布轴两端和所述第二卷布轴两端均支撑于所述支架上且可转动,所述第一电机转轴连接所述第一卷布轴的一端,所述第一卷布轴和所述第二卷布轴连接平面上方的所述支架上还固定着线阵CCD,所述线阵CCD的拍摄方向对着所述第一卷布轴和所述第二卷布轴连接平面,所述支架下部固定着控制箱和显示器,所述控制箱内设有电脑主机,所述电脑主机连接所述线阵CCD和所述显示器,布匹安装于所述第二卷布轴,所述第一电机驱动所述第一卷布轴转动从而带动所述第二卷布轴向着所述第一卷布轴传送所述布匹时,所述电脑主机获取所述线阵CCD采集的布匹图像单元,并拼接成间距为p的灰度图形矩阵,然后转化灰度图形矩阵为一维矩阵进行滤波,对滤波后的一维矩阵进行频谱分析得到速度因素频率f,根据公式v=p×f计算出布匹的实时运动速度v,最后传输实时运动速度v至所述显示器并显示,所述线阵CCD的拍摄方向垂直于所述第一卷布轴和所述第二卷布轴连接平面,所述支架上部还固定着第二电机,所述第二电机的转轴连接所述第二卷布轴一端且转动方向与所述第一电机相同。
2.如权利要求1所述的一种基于线阵CCD的布匹运动速度测量装置,其特征在于:所述第一电机和所述第二电机均为步进电机,所述控制箱内设有与所述第一电机和所述第二电机均连接的控制电路板,所述控制电路板控制调节所述第一电机和所述第二电机转速。
3.如权利要求2所述的一种基于线阵CCD的布匹运动速度测量装置,其特征在于:所述控制电路板连接所述线阵CCD且控制所述线阵CCD的开关。
4.如权利要求3所述的一种基于线阵CCD的布匹运动速度测量装置,其特征在于:所述第一卷布轴和所述第二卷布轴连接平面上方所述支架上部固定着LED光源,所述LED光源照射所述线阵CCD拍摄位置。
5.如权利要求4所述的一种基于线阵CCD的布匹运动速度测量装置,其特征在于:所述控制电路板连接所述LED光源且控制调节所述LED光源的功率。
6.如权利要求5所述的一种基于线阵CCD的布匹运动速度测量装置,其特征在于:所述显示器为触屏显示器,所述触屏显示器连接所述控制电路板,所述触屏显示器接收外界指令并传递至所述控制电路板,所述控制电路板根据指令控制所述线阵CCD的开关、所述LED光源的功率、所述第一电机和所述第二电机转速。
7.如权利要求6所述的一种基于线阵CCD的布匹运动速度测量装置,其特征在于:所述控制电路板包括串联的单片机、电机驱动器和24V电源。
8.一种基于线阵CCD的布匹运动速度测量方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:以预设频率采集运动布匹预设位置的图像单元;
S2:将图像单元拼接成预设间距p的灰度图形矩阵;
S3:转化灰度图形矩阵为一维矩阵后进行滤波;
S4:对滤波后的一维矩阵进行频谱分析得到速度因素频率f;
S5:根据公式v=p×f计算出布匹的实时运动速度。
CN201711330224.9A 2017-12-13 2017-12-13 一种基于线阵ccd的布匹运动速度测量装置及方法 Active CN107843741B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711330224.9A CN107843741B (zh) 2017-12-13 2017-12-13 一种基于线阵ccd的布匹运动速度测量装置及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711330224.9A CN107843741B (zh) 2017-12-13 2017-12-13 一种基于线阵ccd的布匹运动速度测量装置及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107843741A CN107843741A (zh) 2018-03-27
CN107843741B true CN107843741B (zh) 2023-05-26

Family

ID=61664948

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711330224.9A Active CN107843741B (zh) 2017-12-13 2017-12-13 一种基于线阵ccd的布匹运动速度测量装置及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107843741B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110510364B (zh) * 2019-08-09 2020-06-09 武汉理工大学 一种基于机器视觉的皮带撕裂检测实验平台
CN111157757A (zh) * 2019-12-27 2020-05-15 苏州博田自动化技术有限公司 基于视觉的履带速度检测装置及方法
CN111521838B (zh) * 2020-04-24 2021-03-12 北京科技大学 一种线面阵相机相结合的热轧卷测速方法

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0633368A (ja) * 1992-07-14 1994-02-08 Gunze Ltd 生地の検反方法およびその装置
CN101308096A (zh) * 2008-06-19 2008-11-19 何峰 基于计算机图形识别原理的纺织织机在线品质监测方法
CN101482518A (zh) * 2009-01-09 2009-07-15 东华大学 一种运动带状材料在线质量检测系统
CN101592672A (zh) * 2008-05-30 2009-12-02 安徽宏实光机电高科有限公司 基于线阵ccd相机测速的拍摄线与物体运动方向对齐方法
CN202770781U (zh) * 2012-09-05 2013-03-06 西安工程大学 一种基于机器视觉的织物疵点在线检测装置
CN103207186A (zh) * 2013-04-08 2013-07-17 北京经纬纺机新技术有限公司 自动验布机疵点检测识别方法及其系统
CN103376093A (zh) * 2012-04-28 2013-10-30 宝山钢铁股份有限公司 用于tdi ccd相机对非匀速运动对象的成像方法和装置
CN103926255A (zh) * 2014-04-26 2014-07-16 江南大学 一种基于小波神经网络的布匹表面瑕疵检测方法
CN105678767A (zh) * 2016-01-07 2016-06-15 无锡信捷电气股份有限公司 一种基于SoC软硬件协同设计的布匹表面瑕疵检测方法
CN105699392A (zh) * 2016-01-11 2016-06-22 深圳市麦克斯泰有限公司 智能验布机及其验布方法
CN106982370A (zh) * 2017-05-03 2017-07-25 武汉科技大学 一种多线阵相机检测系统的相机高精度校准标定板及实现校准的方法
CN207780049U (zh) * 2017-12-13 2018-08-28 中国地质大学(武汉) 一种基于线阵ccd的布匹运动速度测量装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2711694A1 (en) * 2012-09-21 2014-03-26 Mettler-Toledo Safeline X-Ray Limited Method of operating a radiographic inspection system with a modular conveyor chain

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0633368A (ja) * 1992-07-14 1994-02-08 Gunze Ltd 生地の検反方法およびその装置
CN101592672A (zh) * 2008-05-30 2009-12-02 安徽宏实光机电高科有限公司 基于线阵ccd相机测速的拍摄线与物体运动方向对齐方法
CN101308096A (zh) * 2008-06-19 2008-11-19 何峰 基于计算机图形识别原理的纺织织机在线品质监测方法
CN101482518A (zh) * 2009-01-09 2009-07-15 东华大学 一种运动带状材料在线质量检测系统
CN103376093A (zh) * 2012-04-28 2013-10-30 宝山钢铁股份有限公司 用于tdi ccd相机对非匀速运动对象的成像方法和装置
CN202770781U (zh) * 2012-09-05 2013-03-06 西安工程大学 一种基于机器视觉的织物疵点在线检测装置
CN103207186A (zh) * 2013-04-08 2013-07-17 北京经纬纺机新技术有限公司 自动验布机疵点检测识别方法及其系统
CN103926255A (zh) * 2014-04-26 2014-07-16 江南大学 一种基于小波神经网络的布匹表面瑕疵检测方法
CN105678767A (zh) * 2016-01-07 2016-06-15 无锡信捷电气股份有限公司 一种基于SoC软硬件协同设计的布匹表面瑕疵检测方法
CN105699392A (zh) * 2016-01-11 2016-06-22 深圳市麦克斯泰有限公司 智能验布机及其验布方法
CN106982370A (zh) * 2017-05-03 2017-07-25 武汉科技大学 一种多线阵相机检测系统的相机高精度校准标定板及实现校准的方法
CN207780049U (zh) * 2017-12-13 2018-08-28 中国地质大学(武汉) 一种基于线阵ccd的布匹运动速度测量装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN107843741A (zh) 2018-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107843741B (zh) 一种基于线阵ccd的布匹运动速度测量装置及方法
CN202002894U (zh) 基于机器视觉的快速在线纸病检测系统
CN101545869B (zh) 嵌入式机器视觉印刷质量智能检测系统
CN104236463A (zh) 机器视觉检查系统和进行高速对焦高度测量操作的方法
CN204007540U (zh) 基于ccd图像的轧辊圆柱度误差检测装置
CN110017899B (zh) 用于复杂表面色彩检测系统的装置
CN102654388B (zh) 自动跟踪式高精度大量程滑坡位移测量仪
CN203299112U (zh) 一种农产品品质的多光谱成像检测装置
CN103792686B (zh) 一种角膜接触镜综合检测仪
CN103376093B (zh) 用于tdi ccd相机对非匀速运动对象的成像方法和装置
CN103837225A (zh) 一种实时获取振动物体表面四维振动信息的测量方法
CN103817562A (zh) 一种刀具参数的检测方法及其检测装置
CN107957245A (zh) 基于机器视觉的发动机连杆尺寸测量装置及其测量方法
CN103148935B (zh) 一种工业用激光器光束参数测量装置
KR20080034259A (ko) 구조물의 변위 측정장치
CN103543163A (zh) 一种图像分析齿轮碰撞/损伤形变过程的方法及系统
CN105220437A (zh) 一种自动对边高速验布机
CN202092660U (zh) 适用于tdi相机的景物模拟器
CN109642820B (zh) 光传感装置、检测系统及检测方法
CN2804794Y (zh) 微观物体三维形貌光学测量装置
CN202582487U (zh) 一种光纤端面检测仪
CN207780049U (zh) 一种基于线阵ccd的布匹运动速度测量装置
CN204649198U (zh) 一种具有五个自由度的显微机器视觉测量装置
CN103759753A (zh) 一种光栅光电信号速度测试装置
CN109490314A (zh) 一种基于改进型传感检测装置的工业机器视觉系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant