CN108823765B - 智能布面监测系统 - Google Patents

Abstract

一种智能布面监测系统，包括：摄像装置，用于获取待卷取布面的原图像；转速传感器，设置在织布机的成品卷取装置上，用于获取布面卷取速度；处理器，与摄像装置和转速传感器连接，用于将获取的原图像与相对应的标准图像进行对比，在原图像与标准图像不一致时，确定原图像存在异常状态，并确定异常状态在原图像中的位置，进而根据布面卷取速度确定异常状态在布面的实际位置，并输出实际位置；本智能布面监测系统，能够在织布机织布过程中实时监测布面，进而确认布面质量，当布面出现异常状态时及时发现，防止大量次品布面的出现。另外，无需在织完布后再通过人工或者检测机械进行测试，节省人力和资源。

Description

智能布面监测系统

技术领域

本发明涉及布面监测领域，特别涉及一种智能布面监测系统。

背景技术

目前，织布机织布时需要工人时常检查成品是否出现次品，但出于人工考虑，往往一个工人要看多台织布机，这样就容易造成出现次品都是大量。另外织出来的布还需经过人工检查，极其浪费人力。

发明内容

本发明提供一种智能布面监测系统，能够在织布机织布过程中实时监测布面，进而确认布面质量，当布面出现异常状态时及时发现，防止大量次品布面的出现。另外，无需在织完布后再通过人工或者检测机械进行测试，节省人力和资源。

本发明实施例提供的一种智能布面监测系统，包括：

摄像装置，用于获取待卷取布面的原图像；

转速传感器，设置在所述织布机的成品卷取装置上，用于获取布面卷取速度；

处理器，与所述摄像装置和转速传感器连接，用于将获取的所述原图像与相对应的标准图像进行对比，在所述原图像与所述标准图像不一致时，确定所述原图像存在异常状态，并确定所述异常状态在原图像中的位置，进而根据布面卷取速度确定所述异常状态在布面的实际位置，并输出所述实际位置；

显示器，与所述处理器连接，用于接收并显示所述处理器发送的实际位置。

在一个实施例中，摄像装置包括第一摄像头和第二摄像头；

所述第一摄像头设置在待卷取布面的正面上方，用于获取待卷取布面在预设区域内的正面原图像；

所述第二摄像头与所述第一摄像头相对设置在待卷取布面的反面，用于获取待卷取布面在所述预设区域内的反面原图像。

其中，处理器用于：

获取待卷取布面在预设区域内的正面原图像和反面原图像；

将所述正面原图像分割成N个正面子图像，并将所述反面原图像分割成N个相应的反面子图像，N大于等于2，且所述正面子图像与所述反面子图像是一一对应关系；

将相对应的正面子图像和反面子图像作为一组，分别确定每一组的正面相似度和反面相似度，正面相似度为正面子图像与相应位置处的标准正面子图像之间的相似度，反面相似度为反面子图像与相应位置处的标准反面子图像之间的相似度；

在正面相似度小于第一预设值和/或反面相似度小于第二预设值时，确定相对应的正面子图像和/或反面子图像中存在异常状态，并确定正面图像中存在异常状态的正面子图像的位置集合和反面图像中存在异常状态的正面子图像的位置集合，将正面图像中存在异常状态的正面子图像的位置集合和反面图像中存在异常状态的正面子图像的位置集合的并集作为异常状态在原图像中位置。

更进一步的，处理器还用于：

获取布面卷取速度；

根据布面卷取速度及布面卷取轴的半径及卷取时间，确定布面的移动速度；

根据处理时间和所述移动速度对拍摄原图像时异常状态在布面的位置进行沿布面移动方向的位置补偿，将进行位置补偿后的位置作为存在异常状态在布面上实际位置，并输出所述实际位置；所述处理时间为从获取到所述原图像至确定所述异常状态位置之间的时间。

在一个实施例中，智能布面监测系统还包括：

紧急停止装置，与所述处理器连接，用于接收所述处理器发送的设备停止信号而停止织布机。

在一个实施例中，智能布面监测系统还包括：

报警装置，与所述处理器连接，用于接收到所述处理器发送的报警信号后执行报警操作。

在一个实施例中，智能布面监测系统还包括：

标记装置，与所述处理器连接，用于在布面上标记出异常状态在布面的实际位置；

所述标记装置包括：

电缸，平行设置于所述待卷取的布面上方；

伸缩装置，设置于所述电缸的上靠近所述待卷取布面；

标记头，固定设置在所述伸缩装置上。

在一个实施例中，智能布面监测系统还包括：裁断装置，与所述处理器连接，设置在所述摄像装置正对的待卷取布面与成品卷曲装置之间，且所述待卷取布面通过所述裁断装置后被所述成品卷取装置卷取；

所述裁断装置用于异常状态发生时，裁断所述待卷取布面。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例中一种智能布面监测系统的示意图；

图2为本发明实施例中又一种智能布面监测系统的示意图；

图3为本发明实施例中又一种智能布面监测系统的示意图；

图4为本发明实施例中又一种智能布面监测系统的示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供了一种智能布面监测系统，如图1所示，包括：

摄像装置10，设置在织布机的成品卷取装置前端，用于获取待卷取布面的原图像；

转速传感器20，设置在织布机的成品卷取装置上，用于获取布面卷取速度；

处理器30，与摄像装置10和转速传感器20连接，用于将获取的原图像与相对应的标准图像进行对比，在原图像与标准图像不一致时，确定原图像存在异常状态，并确定异常状态在原图像中的位置，进而根据布面卷取速度确定异常状态在布面的实际位置，并输出实际位置；

显示器40，与处理器30连接，用于接收并显示处理器30发送的实际位置。

在织布机织布过程中，成品卷取装置位于织布机织的下方，当织布机将布织好后，经成品卷取装置进行卷取。智能布面监测系统还包括存储器，存储器预先存储有不同类型布面的标准图像，标准图像为表示良品布面的图像；存储器与处理器连接。处理器通过摄像装置获取待卷取布面的原图像，通过转速传感器获取布面卷取速度后，处理器将获取的原图像与相对应的标准图像进行对比，在原图像与标准图像不一致时，确定原图像存在异常状态，(例如，原图像中的布面存在疵点，可能是纺织过程中因漏针造成的)，并确定异常状态在原图像中的位置，进而根据布面卷取速度确定异常状态在布面的实际位置，即异常状态在布面的位置，并输出实际位置到显示器。工作人员通过设置的显示器可以直接看到异常状态的实际位置及其布面原图像。处理器包括：FPGA(Field－Programmable GateArray)，即现场可编程门阵列。

工作人员所能操作的织布机的机台数量是随着自身技能的熟练而增加的，使用本智能布面监测系统后，不论是新手还是熟练工，都可以轻松操作几十台机器甚至更多，轻松做到节省人力。甚至于，后续发展为一个车间只需一个人，为实现工厂自动化提供有效的技术支持。

此外，大多数的织布车间内空气质量不大好，空气漂浮着毛絮、粉尘等，对人体危害较大，使用本智能布面监测系统时可以将显示器设置在车间的出入口处，或者其他空气质量好的地方，工作人员只需在显示器前监控整个车间的织布状况，当有异常状态出现后才需进入到车间内进行异常排除，极大的改善了工作人员的工作环境。

为了保证本智能布面监测系统确定异常状态位置的准确性，如图2所示，在一个实施例中，摄像装置包括第一摄像头21和第二摄像头24；

所述第一摄像头设置在待卷取布面的正面上方，用于获取待卷取布面在预设区域内的正面原图像；例如将第一摄像头21设置在织布机的成品卷取装置22正在卷取的布面的与卷取方向反向30CM处的上方。

第二摄像头24与第一摄像头21相对设置在待卷取布面23的下方，用于获取待卷取布面23在预设区域内的反面原图像。其中，待卷取布面的正面指的是待卷取布面的两面中朝上的一面。

任何事物都是有两面的，有时虽然正面看上去没有问题，但背面却存在着问题，所以为了保证本智能布面监测系统确定异常状态位置的准确性，即保证布面的质量，布面的正反面都需设置摄像头。

其中，处理器用于：

获取待卷取布面在预设区域内的正面原图像和反面原图像；

将正面原图像分割成N个子正面图像，并将反面原图像分割成N个相应的子反面图像，N大于等于2，且子正面图像与子反面图像是一一对应关系；为了尽可能精确，在分割原图像时，应尽量分割成较多份。

将相对应的正面子图像和反面子图像作为一组，分别确定每一组的正面相似度和反面相似度，正面相似度为正面子图像与相应位置处的标准正面子图像之间的相似度，反面相似度为反面子图像与相应位置处的标准反面子图像之间的相似度；

在正面相似度小于第一预设值和/或反面相似度小于第二预设值时，确定相对应的正面子图像和/或反面子图像中存在异常状态，并确定正面图像中存在异常状态的正面子图像的位置集合和反面图像中存在异常状态的正面子图像的位置集合，如果某一面的图像不存在异常状态，那么该面的位置集合为空，将正面图像中存在异常状态的正面子图像的位置集合和反面图像中存在异常状态的正面子图像的位置集合的并集作为异常状态在原图像中位置。

例如将正面原图像和反面原图像按照大小等分成九份，然后将分割的十八份子图像，按照正反相对应的关系变成九组，将正反面的标准图像根据上述规则进行分割后的子图像(即九个标准正面子图像和九个标准反面子图像)作为标准子图像，分别计算这九组中的正反子图像对应于标准正反子图像的相似度。

其中，正面子图像与标准正面子图像的相似度计算方法如下：

先将正面子图像和标准正面子图像分别进行灰度化处理，得到第一灰度图像和第二灰度图像。

根据第一灰度图像与第二灰度图像提取正面子图像与标准正面子图像的特征向量，该正面子图像与标准正面子图像的特征向量为每一灰度值的像素点占总像素点的比例的集合，其中，将第一灰度图像与第二灰度图像分为n个灰度级的灰度直方图，n＝2m-1，m为大于零的正整数，由灰度直方图提取子正面图像的特征向量Va＝{ga0,ga1,ga2,ga3…gai}，gai(0≤i≤n)：第一灰度图像中灰度值为i像素点占总像素点的比例，由灰度直方图提取标准正面子图像的特征向量Vb＝{gb0,gb1,gb2,gb3…gbj}，gbj(0≤j≤n)：第二灰度图像中灰度值为j像素点占总像素点的比例。

相似度的公式为：

其中，

还可以采用其他方式确定两个字图像之间的相似度，此处对相似度的具体计算方式不做限定。

更进一步的，处理器还用于：

获取布面卷取速度；

根据布面卷取速度及布面卷取轴的半径及卷取时间，确定布面的移动速度；

根据处理时间和所述移动速度对拍摄原图像时异常状态在布面的位置进行沿布面移动方向的位置补偿，将进行位置补偿后的位置作为存在异常状态在布面上实际位置，并输出所述实际位置；所述处理时间为从获取到所述原图像至确定所述异常状态位置之间的时间。

从拍摄原图像到确定异常状态在原图像的位置之间处理是有时间差的，这段时间织布机一直工作，所以异常状态在布面的位置在是沿着布面移动，所以为了确认异常状态实际位置需要补偿处理时间内移动的距离，根据卷取轴的卷取速度与卷取时间，确定出卷取轴在开始运动到当前异常状态确定的时间时卷取轴上的卷取布料的圈数，根据卷取轴的半径及卷取布料的圈数确定出当前卷取布料的半径；根据当前卷取布料的半径与卷取轴的卷取速度确定出当前布料的移动速度。最后根据当前布料的移动速度与处理时间确定出需要补偿的移动距离。

通过上述处理器将获取的原图像与相对应的标准图像进行对比，确定原图像中的异常状态位置，并根据布面卷取速度确定异常状态位置在布面的实际位置，即可在织布机工作时，当发生异常状态时即可准确地确认异常状态发生在布面的准确位置。

为防止织布机织布时出现大批量的次品布面的，在一个实施例中，如图3所示，智能布面监测系统还包括：

紧急停止装置50，与处理器30连接，用于接收处理器30发送的设备停止信号而停止织布机。

当异常状态发生时，处理器发送设备停止信号到紧急停止装置，紧急停止装置使织布机停止，能有效防止织布机织布时出现大批量的次品布面。紧急停止装置包括：织布机的急停开关。

为了提醒工作人员，在一个实施例中，智能布面监测系统还包括：

报警装置，与处理器连接，用于接收到处理器发送的报警信号后执行报警操作。

当异常状态发生时，处理器发送报警信号到报警装置，报警装置执行报警操作。报警装置包括：蜂鸣器、指示灯中一种或多种结合。一个厂房内往往有很多台机器，这样方便工作人员及时找到出现异常的织布机，进而减短工作人员排除异常的时间，提高工作效率。

为了标记出异常状态的实际位置，在一个实施例中，智能布面监测系统还包括：

标记装置，与处理器连接，用于在布面上标记出异常状态在布面的实际位置；

标记装置包括：

电缸，平行设置于待卷取的布面上方；

伸缩装置，设置于电缸的上靠近待卷取布面；

标记头，固定设置在伸缩装置上。

当异常状态发生时，处理器发送异常状态在布面的实际位置到标记装置，标记装置将实际位置在布面上标记出来。标记装置通过电缸将伸缩装置在布面上方平行移动，到实际位置时，伸缩装置伸长使标记头触碰到布面，电缸向左或向右带动一段距离，然后伸缩装置缩回，使标记头离开布面，这样完成标记工作。伸缩装置包括：伸缩气缸。通过标记出异常状态在布面的实际位置方便工作人员及时找到，进而减短工作人员排除异常的时间，提高工作效率。

为了将次品布面剔除，在一个实施例中，智能布面监测系统还包括：裁断装置，与处理器连接，设置在摄像装置正对的待卷取布面与成品卷曲装置之间，且待卷取布面通过裁断装置后被成品卷取装置卷取；

裁断装置用于异常状态发生时，裁断待卷取布面。

例如，如图4所示，裁断装置25设置在织布机的成品卷取装置22卷取的布面与卷取方向反向位置10CM处，且布面23通过裁断装置25后经成品卷取装置22卷取。

裁断装置包括：

裁刀，用于对布面进行裁断；

夹紧装置，用于在裁断时夹紧布面，防止裁断时布面发生偏斜。

当异常状态发生时，处理器发送裁断信号到裁断装置，裁断装置在成品卷取装置正在卷取的布面与卷取方向反向位置10CM处将布面进行裁断。在发生异常之前生产的布面都属于优品，需要将优品和次品分开。更进一步的，当异常状态的实际位置随着卷取布面移动刚好移动到成品卷取装置正在卷取的布面与卷取方向反向位置10CM处时进行裁断，这样裁断的线刚好包括异常状态位置，节省布面的浪费。

在一个实施例中，织布机为大圆机，其织物为环形筒状，为提高筒状织物的检测效率，在机台之下安装高清工业相机，拍摄筒状织物层，LED环形面光源安装在相机上面提供照明用，采用机台上的转速传感器输出的信号触发相机拍照，从而获取稳定、优秀的画面质量，提供给处理器进行分析。纺织缺陷如翻丝、漏针等情况常常在毫米级别。本智能布面监测系统可有效的识别漏针、错针、破洞、坏针、油污、脏纱、油针、翻丝、跑氨纶等纺织疵点，成功识别的效率可达到99％，实现“零检漏”、“零误检”。还特别设计了紧急停止装置，当处理器检测到上述问题时、通过紧急停止装置，可立即让机器停止工作，并发出开启警示灯提醒织布工人进行检查，从而减少原材料的浪费，真正发挥检测结果对质量管理的作用，准确的识别出缺陷的发生，并在检测到缺陷时立即控制织布机(大圆机)停机。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.一种智能布面监测系统，其特征在于，包括：

摄像装置，用于获取待卷取布面的原图像；

转速传感器，设置在织布机的成品卷取装置上，用于获取布面卷取速度；

处理器，与所述摄像装置和转速传感器连接，用于将获取的所述原图像与相对应的标准图像进行对比，在所述原图像与所述标准图像不一致时，确定所述原图像存在异常状态，并确定所述异常状态在原图像中的位置，进而根据布面卷取速度确定所述异常状态在布面的实际位置，并输出所述实际位置；

显示器，与所述处理器连接，用于接收并显示所述处理器发送的实际位置；

其中，所述摄像装置包括第一摄像头和第二摄像头；

所述第一摄像头设置在待卷取布面的正面上方，用于获取待卷取布面在预设区域内的正面原图像；

所述第二摄像头与所述第一摄像头相对设置在待卷取布面的反面下方，用于获取待卷取布面在所述预设区域内的反面原图像；

其中，所述处理器用于：

将获取的所述正面原图像分割成N个正面子图像，并将获取的所述反面原图像分割成N个相应的反面子图像，N大于等于2，且所述正面子图像与所述反面子图像是一一对应关系；

将相对应的正面子图像和反面子图像作为一组，分别确定每一组的正面相似度和反面相似度，正面相似度为正面子图像与相应位置处的标准正面子图像之间的相似度，反面相似度为反面子图像与相应位置处的标准反面子图像之间的相似度；

在正面相似度小于第一预设值和/或反面相似度小于第二预设值时，确定相对应的正面子图像和/或反面子图像中存在异常状态，并确定正面原图像中存在异常状态的正面子图像的位置集合和反面原图像中存在异常状态的反面子图像的位置集合，将正面原图像中存在异常状态的正面子图像的位置集合和反面原图像中存在异常状态的反面子图像的位置集合的并集作为异常状态在原图像中位置；

在确定所述异常状态在原图像的位置后，所述处理器还用于：

获取布面卷取速度；

根据布面卷取速度及布面卷取轴的半径及卷取时间，确定布面的移动速度；

根据处理时间和所述移动速度，对拍摄原图像时异常状态在布面的位置进行沿布面移动方向的位置补偿，将进行位置补偿后的位置作为存在异常状态在布面上实际位置，并输出所述实际位置；所述处理时间为从获取所述原图像至确定所述异常状态在原图像中位置之间的时间。

2.如权利要求1所述的智能布面监测系统，其特征在于，还包括：

紧急停止装置，与所述处理器连接，用于接收所述处理器发送的设备停止信号而停止织布机。

3.如权利要求1所述的智能布面监测系统，其特征在于，还包括：

报警装置，与所述处理器连接，用于接收到所述处理器发送的报警信号后执行报警操作。

4.如权利要求1所述的智能布面监测系统，其特征在于，还包括：

标记装置，与所述处理器连接，用于在布面上标记出异常状态在布面的实际位置；

所述标记装置包括：

电缸，平行设置于所述待卷取的布面上方；

伸缩装置，设置于所述电缸的上靠近所述待卷取布面；

标记头，固定设置在所述伸缩装置上。

5.如权利要求1所述的智能布面监测系统，其特征在于，所述系统还包括：裁断装置，与所述处理器连接，设置在所述摄像装置正对的待卷取布面与成品卷曲装置之间，且所述待卷取布面通过所述裁断装置后经所述成品卷取装置被卷取；

所述裁断装置用于异常状态发生时，裁断所述待卷取布面。