CN109596628B - 一种用于纺织品疵点检测图像采集环境的构建方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于纺织品疵点检测图像采集环境的构建方法，包括以下步骤，构造微型摄像头组件、补光光源组件、遮光罩组件；将微型摄像头组件安装到补光光源组件中部的预留区域中，并将遮光罩组件安装在微型摄像头组件拍摄视角方向上，所述遮光罩组件从预留区域向下延伸出补光光源组件所在的平面；将被检纺织品设置在微型摄像头组件拍摄视角的正下方，启动微型摄像头组件、补光光源组件工作，获取被检纺织品的数字图像。本发明的用于纺织品疵点检测图像采集环境的构建方法，构建用于纺织品疵点检测的图像采集环境，能够有效屏蔽杂光，使识别置信度达到工业级应用标准，可适用于其他类似检测环境的需求，具有良好的应用前景。

Description

一种用于纺织品疵点检测图像采集环境的构建方法

技术领域

本发明涉及纺织品疵点检测技术领域，具体涉及一种用于纺织品疵点检测图像采集环境的构建方法。

背景技术

传统的纺织品疵点检测主要依靠人工进行，较少采用自动化检测手段。随着科学技术的快速进步，纺织品的疵点自动化检测也得到了快速发展。目前，现有的纺织品的疵点自动化检测在数字图像采集方面，主要采用工业相机或集成化单芯片传感器的微型镜头进行光电转换，通常未针对数字图像采集环境的改善采用的专用的技术措施，导致数字图像质量较低，主要依靠图像识别技术来完成检测，因此，存在以下缺点，具体如下：

（1），由于图像采集环境不佳的问题，导致数字图像的精度和还原度较低，因此对图像识别技术要求大幅提高，其识别置信度难以达到工业级应用标准，无法保证纺织品疵点检测的精确度；

（2），集成化单芯片传感器的微型镜头，不具有抗杂光功能，微型镜头受环境温度影响明显，当前的微型镜头散热效果不佳，容易出现死机现象，且微型镜头在和光源集成安装时信噪比很低，难于达成所需的采集精度，进而无法保证纺织品疵点检测的精确度。

如果不能解决数字图像采集环境问题，是无法提高纺织品疵点检测过程中数字图像数据来源的精确度，后续图像识别技术在完善，都不得到较为准确的纺织品疵点检测精确度，因此，提高数字图像数据来源的精确度，构建纺织品疵点检测的良好取样环境，是当前急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有的纺织品疵点检测过程中数字图像数据来源无法精确取样的问题。本发明的用于纺织品疵点检测图像采集环境的构建方法，构建用于纺织品疵点检测的图像采集环境，能够有效屏蔽杂光，使识别置信度达到工业级应用标准，构建纺织品疵点检测的良好取样环境，可适用于其他类似检测环境的需求，构思巧妙，结构新颖，具有良好的应用前景。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种用于纺织品疵点检测图像采集环境的构建方法，包括以下步骤，

步骤（A），构造微型摄像头组件、补光光源组件、遮光罩组件；

步骤（B），将微型摄像头组件安装到补光光源组件中部的预留区域中，并将遮光罩组件安装在微型摄像头组件拍摄视角方向上，所述遮光罩组件从预留区域向下延伸出补光光源组件所在的平面，进行图像采集环境的构建；

步骤（C），将被检纺织品设置在微型摄像头组件拍摄视角的正下方，启动微型摄像头组件、补光光源组件工作，获取被检纺织品的数字图像。

前述的用于纺织品疵点检测图像采集环境的构建方法，步骤（A），构造微型摄像头组件的过程如下，

（A11），在金属散热支撑板的中部开设凹陷孔；

（A12），将微型摄像头内陷在凹陷孔内。

前述的用于纺织品疵点检测图像采集环境的构建方法，步骤（A），构造补光光源组件的过程如下，

（A21），制作单个光源盒，光源盒包括控制线路板、LED灯条、薄膜层和光源盒透明底板，将控制线路板、光源盒透明底板之间通过位于四角的连接柱固定连接，将LED灯条为多条且等间隔平行设置在控制线路板、光源盒透明底板之间区域内，将薄膜层贴附在光源盒透明底板的上表面，相邻的连接柱之间设置有侧挡光板，完成单个光源盒的制作；

（A22），将若干组光源盒依次首尾相接，所有组光源盒中部形成用于安装微型摄像头组件及遮光罩组件的预留区域。

前述的用于纺织品疵点检测图像采集环境的构建方法，其特征在于：（A22），将四组光源盒依次首尾相接，四组光源盒中部形成用于安装微型摄像头组件及遮光罩组件的预留区域。

前述的用于纺织品疵点检测图像采集环境的构建方法，步骤（A），构造遮光罩组件的过程如下，

（A31），制作遮光罩组件的遮光外罩，该遮光外罩为正四棱台形状，将遮光外罩的大端方向正对位于下方的被检纺织品，遮光外罩的小端周圈设置有固定板；

（A32），将遮光外罩的外表面涂有隔热涂层；

（A33），制作遮光罩组件的遮光内罩，该遮光内罩由从上到下依次层叠的若干个正四棱台单体构成，位于上层正四棱台单体下表面形状与位于下层正四棱台单体上表面的形状相同，将遮光内罩的内壁在位于各层正四棱台单体上表面的周圈设置有倾斜向下的挡光条；

（A34），相邻的两条挡光条之间形成杂光拦截沟槽，从而使遮光内罩的内壁形成多级孔径光阑；

（A35），将遮光外罩的内表面涂有吸光涂层，并遮光内罩嵌设在遮光外罩的内部。

前述的用于纺织品疵点检测图像采集环境的构建方法，步骤（B），将微型摄像头组件安装到补光光源组件中部的预留区域中，是通过将安装有微型摄像头的金属散热支撑板安装到在补光光源组件中部的预留区域中，使金属散热支撑板与补光光源组件相接触，以便微型摄像头形成散热通道。

前述的用于纺织品疵点检测图像采集环境的构建方法，所述微型摄像头拍照视角方向与LED灯条的照射方向为同轴设置。

前述的用于纺织品疵点检测图像采集环境的构建方法，步骤（B），将遮光罩组件安装在微型摄像头组件拍摄视角方向上，是通过固定板将遮光罩组件安装到金属散热支撑板的正下方，并使遮光罩组件从预留区域向下延伸出补光光源组件所在的平面。

前述的用于纺织品疵点检测图像采集环境的构建方法，所述控制线路板内设置有LED驱动电路，所述LED驱动电路包括晶体管Q1、晶体管Q2和MOS管Q3，所述晶体管Q1的基极通过电阻R1外接驱动控制信号接口，所述晶体管Q1的基极还通过电阻R2与地相连接，所述晶体管Q1的集电极通过电阻R4与控制电压Vgd相连接，所述晶体管Q1的发射极与地相连接，所述晶体管Q1的集电极还通过电阻R5与晶体管Q2的基极相连接，所述晶体管Q2的发射极与控制电压Vgd相连接，所述晶体管Q2的集电极分别与电阻R4的一端、MOS管Q3的栅极相连接，所述电阻R4的另一端与地相连接，所述MOS管Q3的源极与LED灯条的正极相连接，所述LED灯条的负极与地相连接，所述MOS管Q3的漏极与供电电压Vd相连接。

前述的用于纺织品疵点检测图像采集环境的构建方法，其特征在于：所述挡光条的倾斜角度为90°-135°之间。

本发明的有益效果是：本发明的用于纺织品疵点检测图像采集环境的构建方法，构建用于纺织品疵点检测的图像采集环境，能够有效屏蔽杂光，使信噪比提高14dB，而且，微型摄像头组件散热效果好，工作稳定度高，通过补光光源组件将被检纺织品的自投影降至最低，纺织品残留的自投影不会表达在数字图像中，为图像识别技术提供了更加精确可靠的数字图像数据来源，使识别置信度达到工业级应用标准，构建纺织品疵点检测的良好取样环境，可适用于其他类似检测环境的需求，构思巧妙，结构新颖，具有良好的应用前景。

附图说明

图1是本发明的用于纺织品疵点检测图像采集环境的构建方法的流程图；

图2是本发明的微型摄像头组件的结构示意图；

图3是本发明的金属散热支撑板的结构示意图；

图4是本发明的补光光源组件的结构示意图；

图5是本发明的光源盒的结构示意图；

图6是本发明的遮光罩组件的结构示意图；

图7是本发明的遮光外罩的结构示意图；

图8是本发明的遮光内罩的结构示意图；

图9是本发明的遮光内罩的截面示意图；

图10是本发明的用于纺织品疵点检测图像采集环境构建后的结构示意图；

图11是本发明的用于纺织品疵点检测图像采集环境构建后的的侧视图；

图12是本发明的微型摄像头组件、遮光罩组件的爆炸示意图；

图13是本发明的LED驱动电路的电路图。

附图中标记的含义如下：

1：微型摄像头组件；101：金属散热支撑板；102：微型摄像头；103：凹陷孔；2：补光光源组件；201：光源盒；202：控制线路板；203：LED灯条；204：薄膜层；205：光源盒透明底板；206：连接柱；207：侧挡光板；3：遮光罩组件；301：遮光外罩；302：遮光内罩；303：挡光条；304：杂光拦截沟槽；305：固定板。

具体实施方式

下面将结合说明书附图，对本发明作进一步的说明。

如图1所示，本发明的用于纺织品疵点检测图像采集环境的构建方法，包括以下步骤，

步骤（A），构造微型摄像头组件1、补光光源组件2、遮光罩组件3，其中，如图2所示，微型摄像头组件1构造过程如下，

（A 11），在金属散热支撑板101的中部开设凹陷孔103，如图3所示；

（A 12），将微型摄像头102内陷在凹陷孔103内，内嵌设置微型摄像头102，能够增加微型摄像头102与金属散热支撑板101的接触面积，方便微型摄像头102进行散热，保证其良好可靠的运行，温度性能好，进一步提高拍摄图像数据的效果；

如图4-图5所示，补光光源组件2、微型摄像头组件1构造过程如下，

（A21），制作单个光源盒201，光源盒201包括控制线路板202、LED灯条203、薄膜层204和光源盒透明底板205，将控制线路板202、光源盒透明底板205之间通过位于四角的连接柱206固定连接，将LED灯条203为多条且等间隔平行设置在控制线路板202、光源盒透明底板205之间区域内，将薄膜层204贴附在光源盒透明底板205的上表面，相邻的连接柱206之间设置有侧挡光板207，完成单个光源盒201的制作，且相邻的侧挡光板207之间存在通风间隙，便于光源盒201的通风散热；

（A22），将若干组光源盒201依次首尾相接，所有组光源盒201中部形成用于安装微型摄像头组件1及遮光罩组件3的预留区域，优选的将四组光源盒201依次首尾相接，所有组光源盒201中部形成用于安装微型摄像头组件1及遮光罩组件3的预留区域便于组装，控制线路板202用于控制LED灯条203开启或者关闭，以及明暗；薄膜层204用于阻挡LED灯条203的直射光柔和照射出的补光，形成漫射光源使被检纺织品的自投影将至最低；

如图6-图8所示，构造遮光罩组件3的过程如下，

（A31），制作遮光罩组件3的遮光外罩301，该遮光外罩301为正四棱台形状，将遮光外罩301的大端方向正对位于下方的被检纺织品，遮光外罩301的小端周圈设置有固定板305；

（A32），将遮光外罩301的外表面涂有隔热涂层，隔热涂层能有效阻止补光光源组件2产生的热量对微型摄像头102的影响，遮光外罩301在隔热的同时，能够阻挡补光光源组件2较为多的杂光，保证拍摄环境的建立，遮光外罩301同样与补光光源组件2相接触，形成散热通道；

（A33），制作遮光罩组件3的遮光内罩302，该遮光内罩302由从上到下依次层叠的若干个正四棱台单体构成，位于上层正四棱台单体下表面形状与位于下层正四棱台单体上表面的形状相同，将遮光内罩302的内壁在位于各层正四棱台单体上表面的周圈设置有倾斜向下的挡光条303；

（A34），相邻的两条挡光条303之间形成杂光拦截沟槽304，从而使遮光内罩302的内壁形成多级孔径光阑；

（A35），将遮光外罩301的内表面涂有吸光涂层，并遮光内罩302嵌设在遮光外罩301的内部，本发明设计的挡光条303的倾斜角度为90°-135°之间，能够较大程度的在挡光条303内留着杂光，如图9所示，杂光拦截沟槽304的截面图，其内部沟槽呈现向下一定角度（与挡光条303的倾斜角度一致），且配合吸光涂层，保证所有进入遮光内罩302内部的杂光都会被该沟槽拦截，并有很大几率被吸光涂层吸收，若如有少部分杂光第一次未被吸收掉，经二次折射后，多级孔径光阑仍有很大几率被吸光涂层吸收，微型摄像头102的镜头视角内的有用反射光将直接从遮光外罩301的小端进入微型摄像头102内，不受到影响，遮光外罩301能够去除与成像无关的杂光，避免杂光到达微型摄像头102的镜头视角，同时多道的杂光拦截沟槽304构成消光结构，进一步去除杂光；

步骤（B），将微型摄像头组件1安装到补光光源组件2中部的预留区域中，并将遮光罩组件3安装在微型摄像头组件1拍摄视角方向上，所述遮光罩组件3从预留区域向下延伸出补光光源组件2所在的平面，进行图像采集环境的构建，构建后结构，如图10及图11所示，具体过程为：

如图12所示，将微型摄像头组件1安装到补光光源组件2中部的预留区域中，是通过将安装有微型摄像头102的金属散热支撑板101安装到在补光光源组件2中部的预留区域中，使金属散热支撑板101与补光光源组件2相接触，以便微型摄像头102形成散热通道；

将遮光罩组件3安装在微型摄像头组件1拍摄视角方向上，是通过固定板305将遮光罩组件3安装到金属散热支撑板101的正下方，并使遮光罩组件3从预留区域向下延伸出补光光源组件2所在的平面， 延伸出的长度为0.5-1 cm，此设计保证遮光罩组件3和补光光源组件2两者在正常工作的同时，遮光罩组件3能够屏蔽掉补光光源组件2内各光源盒侧边的强光，避免强光对微型摄像头组件1的影响，提高微型摄像头组件1拍摄图像数据的效果；

将微型摄像头102拍照视角方向与LED灯条203的照射方向为同轴设置，照射方向和拍摄方向相同或者近似，能够使被检纺织品残留的自投影不会表达在拍摄的数字图像中，提高取样效果；

步骤（C），将被检纺织品设置在微型摄像头组件1拍摄视角的正下方，启动微型摄像头组件1、补光光源组件2工作，获取被检纺织品的数字图像。

所述控制线路板202内设置有LED驱动电路，如图13所示，所述LED驱动电路包括晶体管Q1、晶体管Q2和MOS管Q3，所述晶体管Q1的基极通过电阻R1外接驱动控制信号接口，所述晶体管Q1的基极还通过电阻R2与地相连接，所述晶体管Q1的集电极通过电阻R4与控制电压Vgd相连接，所述晶体管Q1的发射极与地相连接，所述晶体管Q1的集电极还通过电阻R5与晶体管Q2的基极相连接，所述晶体管Q2的发射极与控制电压Vgd相连接，所述晶体管Q2的集电极分别与电阻R4的一端、MOS管Q3的栅极相连接，所述电阻R4的另一端与地相连接，所述MOS管Q3的源极与LED灯条203的正极相连接，所述LED灯条203的负极与地相连接，所述MOS管Q3的漏极与供电电压Vd相连接。

该LED驱动电路能够代替传统的照明驱动电路和控制电路使用光电耦合器隔离，并且开关管使用栅极驱动集成电路驱动，传统的照明驱动电路和控制电路电路较复杂，成本较高，故障率较高，该LED驱动电路的工作原理如下：

驱动控制信号接口输入逻辑高电平把晶体管Q1驱动至饱和态，使电阻R3产生电压降，R3下端电平将晶体管Q2驱动至饱和态，使电阻R4产生电压，用于驱动MOS管Q3栅极，使之导通为LED灯条203提供电流，由于本电路中晶体管Q1和Q2工作在开关态，MOS管Q3为源极输出电路，增益小于1，所以本电路不会对输入端寄生的干扰信号产生放大作用，因此不必使用光电隔离，晶体管Q1和Q2构成的栅极驱动电路采用独立供电，控制电压Vgd电压高于Vd，用于产生栅极驱动电压，具体取值为Vd为15V、 Vgd17V、驱动控制信号接口3.3V为逻辑高电平，使LED驱动电路开启，LED灯条203亮起，整个电路简单，成本低廉，且功耗低，适用于纺织品疵点检测的工业环境。

综上所述，本发明的用于纺织品疵点检测图像采集环境的构建方法，构建用于纺织品疵点检测的图像采集环境，能够有效屏蔽杂光，使信噪比提高14dB，而且，微型摄像头组件散热效果好，工作稳定度高，通过补光光源组件将被检纺织品的自投影降至最低，纺织品残留的自投影不会表达在数字图像中，为图像识别技术提供了更加精确可靠的数字图像数据来源，使识别置信度达到工业级应用标准，构建纺织品疵点检测的良好取样环境，可适用于其他类似检测环境的需求，构思巧妙，结构新颖，具有良好的应用前景。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种用于纺织品疵点检测图像采集环境的构建方法，其特征在于：包括以下步骤，

步骤（A），构造微型摄像头组件（1）、补光光源组件（2）、遮光罩组件（3）；

步骤（B），将微型摄像头组件（1）安装到补光光源组件（2）中部的预留区域中，并将遮光罩组件（3）安装在微型摄像头组件（1）拍摄视角方向上，所述遮光罩组件（3）从预留区域向下延伸出补光光源组件（2）所在的平面，进行图像采集环境的构建；

步骤（C），将被检纺织品设置在微型摄像头组件（1）拍摄视角的正下方，启动微型摄像头组件（1）、补光光源组件（2）工作，获取被检纺织品的数字图像，

其中，构造遮光罩组件（3）的过程如下，

（A31），制作遮光罩组件（3）的遮光外罩（301），该遮光外罩（301）为正四棱台形状，将遮光外罩（301）的大端方向正对位于下方的被检纺织品，遮光外罩（301）的小端周圈设置有固定板（305）；

（A32），将遮光外罩（301）的外表面涂有隔热涂层；

（A33），制作遮光罩组件（3）的遮光内罩（302），该遮光内罩（302）由从上到下依次层叠的若干个正四棱台单体构成，位于上层正四棱台单体下表面形状与位于下层正四棱台单体上表面的形状相同，将遮光内罩（302）的内壁在位于各层正四棱台单体上表面的周圈设置有倾斜向下的挡光条（303）；

（A34），相邻的两条挡光条（303）之间形成杂光拦截沟槽（304），从而使遮光内罩（302）的内壁形成多级孔径光阑；

（A35），将遮光外罩（301）的内表面涂有吸光涂层，并遮光内罩（302）嵌设在遮光外罩（301）的内部。

2.根据权利要求1所述的用于纺织品疵点检测图像采集环境的构建方法，其特征在于：步骤（A），构造微型摄像头组件（1）的过程如下，

（A11），在金属散热支撑板（101）的中部开设凹陷孔（103）；

（A12），将微型摄像头（102）内陷在凹陷孔（103）内。

3.根据权利要求1所述的用于纺织品疵点检测图像采集环境的构建方法，其特征在于：步骤（A），构造补光光源组件（2）的过程如下，

（A21），制作单个光源盒（201），光源盒（201）包括控制线路板（202）、LED灯条（203）、薄膜层（204）和光源盒透明底板（205），将控制线路板（202）、光源盒透明底板（205）之间通过位于四角的连接柱（206）固定连接，将LED灯条（203）为多条且等间隔平行设置在控制线路板（202）、光源盒透明底板（205）之间区域内，将薄膜层（204）贴附在光源盒透明底板（205）的上表面，相邻的连接柱（206）之间设置有侧挡光板（207），完成单个光源盒（201）的制作；

（A22），将若干组光源盒（201）依次首尾相接，所有组光源盒（201）中部形成用于安装微型摄像头组件（1）及遮光罩组件（3）的预留区域。

4.根据权利要求3所述的用于纺织品疵点检测图像采集环境的构建方法，其特征在于：（A22），将四组光源盒（201）依次首尾相接，四组光源盒（201）中部形成用于安装微型摄像头组件（1）及遮光罩组件（3）的预留区域。

5.根据权利要求1所述的用于纺织品疵点检测图像采集环境的构建方法，其特征在于：步骤（B），将微型摄像头组件（1）安装到补光光源组件（2）中部的预留区域中，是通过将安装有微型摄像头（102）的金属散热支撑板（101）安装到在补光光源组件（2）中部的预留区域中，使金属散热支撑板（101）与补光光源组件（2）相接触，以便微型摄像头（102）形成散热通道。

6.根据权利要求5所述的用于纺织品疵点检测图像采集环境的构建方法，其特征在于：所述微型摄像头（102）拍照视角方向与LED灯条（203）的照射方向为同轴设置。

7.根据权利要求1所述的用于纺织品疵点检测图像采集环境的构建方法，其特征在于：步骤（B），将遮光罩组件（3）安装在微型摄像头组件（1）拍摄视角方向上，是通过固定板（305）将遮光罩组件（3）安装到金属散热支撑板（101）的正下方，并使遮光罩组件（3）从预留区域向下延伸出补光光源组件（2）所在的平面。

8.根据权利要求3所述的用于纺织品疵点检测图像采集环境的构建方法，其特征在于：所述控制线路板（202）内设置有LED驱动电路，所述LED驱动电路包括晶体管Q1、晶体管Q2和MOS管Q3，所述晶体管Q1的基极通过电阻R1外接驱动控制信号接口，所述晶体管Q1的基极还通过电阻R2与地相连接，所述晶体管Q1的集电极通过电阻R4与控制电压Vgd相连接，所述晶体管Q1的发射极与地相连接，所述晶体管Q1的集电极还通过电阻R5与晶体管Q2的基极相连接，所述晶体管Q2的发射极与控制电压Vgd相连接，所述晶体管Q2的集电极分别与电阻R4的一端、MOS管Q3的栅极相连接，所述电阻R4的另一端与地相连接，所述MOS管Q3的源极与LED灯条（203）的正极相连接，所述LED灯条（203）的负极与地相连接，所述MOS管Q3的漏极与供电电压Vd相连接。

9.根据权利要求1所述的用于纺织品疵点检测图像采集环境的构建方法，其特征在于：所述挡光条（303）的倾斜角度为90°-135°之间。

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