CN110004600B - 基于机器视觉的智能缝纫装置及方法 - Google Patents
基于机器视觉的智能缝纫装置及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110004600B CN110004600B CN201811097536.4A CN201811097536A CN110004600B CN 110004600 B CN110004600 B CN 110004600B CN 201811097536 A CN201811097536 A CN 201811097536A CN 110004600 B CN110004600 B CN 110004600B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sewing
- coordinates
- collar
- image
- sewing machine
- 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
Links
- 238000009958 sewing Methods 0.000 title claims abstract description 202
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 23
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 29
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 16
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims description 13
- 238000012216 screening Methods 0.000 claims description 9
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims description 6
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims description 6
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 3
- 238000005282 brightening Methods 0.000 claims description 3
- 230000003796 beauty Effects 0.000 abstract description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000006855 networking Effects 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007306 turnover Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D05—SEWING; EMBROIDERING; TUFTING
- D05B—SEWING
- D05B19/00—Programme-controlled sewing machines
- D05B19/02—Sewing machines having electronic memory or microprocessor control unit
- D05B19/04—Sewing machines having electronic memory or microprocessor control unit characterised by memory aspects
- D05B19/08—Arrangements for inputting stitch or pattern data to memory ; Editing stitch or pattern data
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D05—SEWING; EMBROIDERING; TUFTING
- D05B—SEWING
- D05B35/00—Work-feeding or -handling elements not otherwise provided for
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D05—SEWING; EMBROIDERING; TUFTING
- D05D—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES D05B AND D05C, RELATING TO SEWING, EMBROIDERING AND TUFTING
- D05D2207/00—Use of special elements
- D05D2207/02—Pneumatic or hydraulic devices
- D05D2207/04—Suction or blowing devices
Abstract
本发明提供一种基于机器视觉的智能缝纫装置，包括缝纫机控制装置、缝纫机、第一移动装置、第二移动装置、图像采集装置、光源、处理设备。本发明还提供一种基于机器视觉的智能缝纫方法。本发明引入了基于机器视觉的衣领缝制系统，系统更加稳定。本发明去除频繁、繁杂的衣领路径规划，引入简洁的标定方法。本发明的方法更加智能、精确，能够自动规划出与衣领平行的缝制路径，确保衣领形变后，缝纫不受影响。本发明引入智能调整缝针算法，自动调整缝针间距，确保有缝针点落在缝制路径的交点，保证衣领缝制的美观性。通过本发明的装置和方法，减少了系统对熟练操作工的依赖。
Description
技术领域
本发明涉及基于机器视觉的智能缝纫技术领域。
背景技术
衣领的缝针缝制路径应该与衣领边缘平行，如图1所示。市面上暂时没有基于机器视觉的衣领缝制设备。目前都为根据衣领模板，规划好缝针的缝纫路径，然后根据规划路径缝纫衣领。目前缝纫方法的主要缺陷在于：由于布料形变、工人素质等问题，在缝制前衣领的形状会有一定的变形。如图2、3所示，衣领在缝制前存在一定的变形。此时，如果用同一个路径模板去缝制。则会出现两个严重问题：1)缝针缝到衣领外。2)缝制路径与衣领边缘不平行，严重影响美观。如，模板是根据图3制作的，则在缝纫3时会出现下列情况，如图4中线条所示。
发明内容
本发明首先要解决的技术问题是针对背景技术中的问题，提供一种基于机器视觉的智能缝纫装置，包括：
缝纫机控制装置，用于控制缝纫机的缝纫动作和缝纫路径；
缝纫机，与缝纫机控制装置通过有线或无线的方式数据连接，并能够在缝纫机控制装置的控制下进行缝纫操作，缝纫机包括缝纫机工作台，待缝纫的衣领在缝纫机工作台上被缝纫；
第一移动装置，位于缝纫机工作台上方并对缝纫机工作台上放置的待缝纫的衣领进行移动；
第二移动装置，能够对缝制完成的衣领进行移动；
图像采集装置，位于缝纫机工作台上方并能够对缝纫机工作台上某个区域内的图像进行采集；
光源：用于为图像采集装置增亮，光源中部设有空圈，图像采集装置位于空圈之上；
处理设备，与图像采集装置通过有线或者无线的方式建立数据连接并能够对图像采集装置所采集到的图像进行处理，得到缝纫路径的像素坐标，并能够根据一定的规则将像素坐标转换为机械坐标。
进一步地，缝纫机工作台包括工作台，工作台包括存放区域和缝纫区域，存放区域上设有通孔，存放区域的下方设有负压吸附装置。
进一步地，第一移动装置包括至少一个吸头，吸头安装在升降和移动装置上，并能够在升降和移动装置的作用下上下和/或左右移动。
进一步地，第二移动装置是吹气装置。
本发明还提供一种基于机器视觉的智能缝纫方法，该方法采用上述装置，并包括以下步骤：
(1)根据标定的规则，对图像像素坐标和机械坐标之间的转换关系进行标定，并将标定记录在处理设备上；
(2)将待缝纫的衣领放到工作台的存放区域并通过吸附装置将其吸附在工作台上；
(3)通过第一移动装置将待缝纫的衣领移动到缝纫区域；
(4)触发采集装置采集缝纫区域的图像并发送给处理设备；
(5)处理设备对图像进行处理，生成缝纫路径的像素坐标；
(6)处理设备根据步骤(1)的标定结果，将像素坐标转换为机械坐标，即缝纫机缝针的坐标，并发送给缝纫机控制装置；
(7)缝纫机控制装置控制缝针根据机械坐标缝制衣领；
(8)将缝制完成后的衣领通过第二移动装置移动到指定位置，为下一次缝制做准备。
进一步地，步骤(1)中具体的标定步骤如下：
(1.1)首先将标定板放入采集装置的视场中；
(1.2)根据两个标记点的实际距离及图像中的距离，计算放大率r，即毫米像素比(mm/pixel)；
(1.3)将其中一个吸头的中心移动到第一个标记点，读取一组机械坐标(xMachine1,yMachine1)，和一组图像坐标(xImage1,yImage1)；
(1.4)将(1.3)中的吸头的中心移动到第二个标记点，读取另一组机械坐标(xMachine2,yMachine2)，和另一组图像坐标(xImage2,yImage2)；
(1.5)根据两组机械坐标和图像坐标及转换公式得到a、b、c、d四个转换参数。
进一步，对于任一点的机械坐标(x,y)和(x'，y')为图像坐标，其转换公式为：
x＝x'*r*cos(theta)-y'*r*sin(theta)+x0
y＝x'*r*sin(theta)+y'*r*cos(theta)+y0
其中r是毫米像素比(mm/pixel)，(x'，y')为图像坐标，theta为两个坐标系之间的夹角，(x0,y0)为图像坐标原点到机械坐标原点的距离。
进一步地，将转为公式简化为：
x＝x'*a-y'*b+c
y＝x'*b+y'*a+d
其中，
a＝r*cos(theta)
b＝r*sin(theta)
c＝x0
根据采集到的两组机械坐标和图像坐标，可得，
c＝xMachine1-a*xImage1+b*yImage1
d＝yMachine1-b*xImage1-a*yImage1
进一步地，步骤(5)具体包括：
(5.1)将图像转换为灰度图；
(5.2)计算图像的平均灰度m；
(5.3)设定m为二值化阈值，并二值化图像，即图像中灰度值大于m为设定为255，灰度值小于m设置为0；
(5.4)通过轮廓查找算法图像中所有的外轮廓；
(5.5)计算所有外轮廓的周长；
(5.6)筛选最长的外轮廓Cmax；
(5.7)计算外轮廓Cmax最小外接矩形的长宽比和周长；
(5.8)将Cmax的周长、最小外接矩形的长宽比与标准衣领的周长c、最小外接矩形的长宽比r1进行比对。如偏差比例大于5％，则视查找到的衣领区域无效，算法退出；
(5.9)如偏差比例小于5％，则判断外轮廓Cmax内包含的区域为衣领区域；
(5.10)将外轮廓Cmax内部的像素灰度设定为255，外部的设定为0；
(5.11)自定义大小为d1的腐蚀核，并对图像做腐蚀运算；
(5.12)查找图像外轮廓C，计算C的中心点坐标(x,y)、最小外接矩形垂直方向中心线的角度θ、最小外界矩形宽度w、最小外接矩形的高度h；
(5.13)根据拐点将C分割子轮廓线合集Cs；
(5.14)遍历Cs，计算子轮廓线的中心坐标(xi，yi)、长度、子轮廓线的拟合角度。筛选子轮廓线的长度大于h/2，拟合角度在(θ-30°，θ+30°)之间的轮廓线即为左、右两边的缝纫线，其中，xi<x为左边缝纫线，xi>x为右边缝纫线。筛选子轮廓线的长度大于w/2,拟合角度在(θ+90°-30°，θ+90°+30°)，yi<y的轮廓线为下边的缝纫线；
(5.15)在左、下、右缝纫线交点处设置缝针点；
(5.16)将左、下、右的缝针点坐标组成一个数组，并将根据标定结果，将缝针点坐标转换为机械坐标。
进一步地，缝针点的具体算法是：
(5.15.1)计算缝纫线的长度L；
(5.15.2)确定缝纫点的个数n为(L/d2)四舍五入后的值；
(5.15.3)将缝纫线转换为坐标数组,包括x坐标数组Mx，y坐标数组My，其中数组的长度为Lm；
(5.15.4)缝针的数组间隔n'为(Lm/n)四舍五入后的整数值；
(5.15.5)所有的缝针点坐标都在数组Mx，My里面，其中前n-5缝针点的坐标的起始点(Mx[0],My[0])，数组间隔为n'；接下来4个的缝针点的起始坐标为(Mx[(n-6)*n'],My(n-6)*n')，数组间隔n＂为(Lm-n'*(n-5))/5四舍五入后的值，最后的缝针点为(Mx[Lm-1]，My[Lm-1])。
本发明的有益效果是：1、本发明引入了基于机器视觉的衣领缝制系统，系统更加稳定。2、本发明去除频繁、繁杂的衣领路径规划，引入简洁的标定方法。3、本发明的方法更加智能、精确，能够自动规划出与衣领平行的缝制路径，确保衣领形变后，缝纫不受影响。4、本发明引入智能调整缝针算法，自动调整缝针间距，确保有缝针点落在缝制路径的交点，保证衣领缝制的美观性。5、通过本发明的装置和方法，减少了系统对熟练操作工的依赖。
附图说明
图1是衣领的缝针缝制路径示意图。
图2是现有技术中衣领变形的示意图之一。
图3是现有技术中衣领变形的示意图之二。
图4是现有技术中衣领缝制路线图。
图5是实施例1中缝纫机工作台的示意图。
图6是实施例1中第一移动装置的示意图。
图7是实施例1中采集装置的示意图。
图8是实施例1中光源示意图。
图9是实施例1中标定板的示意图。
图10是本发明中图像坐标和机械坐标的转换示意图。
图11是本发明中缝纫机和相机的布局图。
图12是本发明中采集图像和获得机械坐标的流程图。
图13是本发明中获取缝针点的流程图。
图14是实施例2的整体结构图。
图15是实施例2的另一个角度的示意图。
图16是实施例2的衣领压件部分的放大图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的技术方案作进一步详细说明，应当指出的是，实施例只是对本发明的具体阐述，不应视为对本发明的限定。
实施例1，参照附图5-8、11。
本实施例提供一种基于机器视觉的智能缝纫装置，包括：
1、缝纫机控制装置，用于控制缝纫机的缝纫动作和缝纫路径；控制装置在图中未示出，控制装置只需要接收控制信号，并根据控制信号发出控制指令即可，控制装置可以采购现有的控制芯片或者CPU或者其他的处理器。
2、缝纫机，与缝纫机控制装置通过有线或无线的方式数据连接，并能够在缝纫机控制装置的控制下进行缝纫操作，缝纫机的整体部分也未示出，仅以简图表示，由于缝纫机本身并不是本发明的改进点，带工控的缝纫机在现有技术中也有类似产品，因此，本发明可以采用现有技术中的缝纫机，来实现，甚至，只需要有缝针、工控部分，即能顾满足本发明对缝纫机械的要求，对本发明的来说，更重要的是，缝纫机包括缝纫机工作台，待缝纫的衣领在缝纫机工作台上被缝纫，缝纫工作台是本发明进行采集和标定的基础部分，本发明的操作大多数都在缝纫工作台上进行。
3、第一移动装置，位于缝纫机工作台上方并对缝纫机工作台上放置的待缝纫的衣领进行移动，在本实施例中，第一移动装置采用吸头和移动结构的形式，如图6所示，吸头可以位于存放区域上方，一般来说，吸头可以是两个，两个吸头之间具有一定间距，便于吸附具有一定长度的衣领，此外，吸头可以安装在一些移动装置，例如机械臂或者滑轨上，机械臂或者滑轨均是较为成熟的技术，本发明中未以图示表示，只要满足可以实现基本的上下和/或左右移动即可；第一移动装置用于将衣领从存放区域吸附上来，然后移动至缝纫区域放下，或者甚至不需要向上移动，直接平移也可以，即将衣领从存放区域拖至缝纫区域。
第二移动装置，能够对缝制完成的衣领进行移动，例如吹气装置，吹气装置可以设置在工作台的一侧，在缝好之后，将衣领吹走，直接进行下一个缝纫，当然也可以采用具有类似功能的其他移动装置，例如吸附，抓取，均可以实现。
图像采集装置，位于缝纫机工作台上方并能够对缝纫机工作台上某个区域内的图像进行采集，在本发明中，图像采集装置可以采用工业相机。
光源：用于为图像采集装置增亮，光源中部设有空圈，图像采集装置位于空圈之上，在本发明中，光源可以采用如图8所示的环状灯。
处理设备，与图像采集装置通过有线或者无线的方式建立数据连接并能够对图像采集装置所采集到的图像进行处理，得到缝纫路径的像素坐标，并能够根据一定的规则将像素坐标转换为机械坐标，处理设备可以是电脑等具有运算功能的设备即可，也可以直接从现有技术中取材。
如图6所示，缝纫机工作台包括工作台，工作台包括存放区域和缝纫区域，存放区域上设有通孔，存放区域的下方设有负压吸附装置，可以把存放区域的衣领吸附在台面上，不会掉落。
本发明的智能缝纫方法，采用上述装置，并包括以下步骤：
(1)根据标定的规则，对图像像素坐标和机械坐标之间的转换关系进行标定，并将标定记录在处理设备上；
(1.1)首先将图9所示的标定板放入采集装置的视场中；
(1.2)根据两个标记点的实际距离及图像中的距离，计算放大率r，即毫米像素比(mm/pixel)；
(1.3)将其中一个吸头的中心移动到第一个标记点，读取一组机械坐标(xMachine1,yMachine1)，和一组图像坐标(xImage1,yImage1)；
(1.4)将(1.3)中的吸头的中心移动到第二个标记点，读取另一组机械坐标(xMachine2,yMachine2)，和另一组图像坐标(xImage2,yImage2)；
(1.5)根据两组机械坐标和图像坐标及转换公式得到a、b、c、d四个转换参数。
进一步，对于任一点的机械坐标(x,y)和图像坐标(x'，y')，其转换公式为：
x＝x'*r*cos(theta)-y'*r*sin(theta)+x0
y＝x'*r*sin(theta)+y'*r*cos(theta)+y0
其中r是毫米像素比(mm/pixel)，(x'，y')为图像坐标，theta为两个坐标系之间的夹角，(x0,y0)为图像坐标原点到机械坐标原点的距离。
进一步地，将转为公式简化为：
x＝x'*a-y'*b+c
y＝x'*b+y'*a+d
其中，
a＝r*cos(theta)
b＝r*sin(theta)
c＝x0
根据采集到的两组机械坐标和图像坐标，可得，
c＝xMachine1-a*xImage1+b*yImage1
d＝yMachine1-b*xImage1-a*yImage1
(1.6)将标定板从采集装置的视场移开。
(2)将待缝纫的衣领放到工作台的存放区域并通过吸附装置将其吸附在工作台上。
(3)通过第一移动装置将待缝纫的衣领移动到缝纫区域。
(4)触发采集装置采集缝纫区域的图像并发送给处理设备。
(5)处理设备对图像进行处理，生成缝纫路径的像素坐标；
(5.1)将图像转换为灰度图；
(5.2)计算图像的平均灰度m；
(5.3)设定m为二值化阈值，并二值化图像，即图像中灰度值大于m为设定为255，灰度值小于m设置为0；
(5.4)通过轮廓查找算法图像中所有的外轮廓；
(5.5)计算所有外轮廓的周长；
(5.6)筛选最长的外轮廓Cmax；
(5.7)计算外轮廓Cmax最小外接矩形的长宽比和周长；
(5.8)将Cmax的周长、最小外接矩形的长宽比与标准衣领的周长c、最小外接矩形的长宽比r1进行比对。如偏差比例大于5％，则视查找到的衣领区域无效，算法退出；
(5.9)如偏差比例小于5％，则判断外轮廓Cmax内包含的区域为衣领区域；
(5.10)将外轮廓Cmax内部的像素灰度设定为255，外部的设定为0；
(5.11)自定义大小为d1的腐蚀核，并对图像做腐蚀运算；
(5.12)查找图像外轮廓C，计算C的中心点坐标(x,y)、最小外接矩形垂直方向中心线的角度θ、最小外界矩形宽度w、最小外接矩形的高度h；
(5.13)根据拐点将C分割子轮廓线合集Cs；
(5.14)遍历Cs，计算子轮廓线的中心坐标(xi，yi)、长度、子轮廓线的拟合角度。筛选子轮廓线的长度大于h/2，拟合角度在(θ-30°，θ+30°)之间的轮廓线即为左、右两边的缝纫线，其中，xi<x为左边缝纫线，xi>x为右边缝纫线。筛选子轮廓线的长度大于w/2,拟合角度在(θ+90°-30°，θ+90°+30°)，yi<y的轮廓线为下边的缝纫线；
(5.15)在左、下、右缝纫线交点处设置缝针点；
(5.16)将左、下、右的缝针点坐标组成一个数组，并将根据标定结果，将缝针点坐标转换为机械坐标；
(5.15.1)计算缝纫线的长度L；
(5.15.2)确定缝纫点的个数n为(L/d2)四舍五入后的值；
(5.15.3)将缝纫线转换为坐标数组,包括x坐标数组Mx，y坐标数组My，其中数组的长度为Lm；
(5.15.4)缝针的数组间隔n'为(Lm/n)四舍五入后的整数值；
(5.15.5)所有的缝针点坐标都在数组Mx，My里面，其中前n-5缝针点的坐标的起始点(Mx[0],My[0])，数组间隔为n'；接下来4个的缝针点的起始坐标为(Mx[(n-6)*n'],My(n-6)*n')，数组间隔n＂为(Lm-n'*(n-5))/5四舍五入后的值，最后的缝针点为(Mx[Lm-1]，My[Lm-1])；
步骤(5.15.1)-(5.15.5)可以分别用于左、下、右的缝针点确定。
(6)处理设备根据步骤(1)的标定结果，将像素坐标转换为机械坐标，即缝纫机缝针的坐标，并发送给缝纫机控制装置。
(7)缝纫机控制装置控制缝针根据机械坐标缝制衣领。
(8)将缝制完成后的衣领通过第二移动装置移动到指定位置，为下一次缝制做准备。
实施例2，参照附图14-16。
本发明的衣领缝纫装置，包括表面光滑的工作台1，工作台1采用不锈钢材料制作，其表面光滑，便于衣领的移动，不会勾划到布料，尤其是待加工的布料。
工作台1上设有存放区域和缝纫区域，存放区域和缝纫区域是两个不同的工作区域，这样划分主要是因为，采集图像和具体执行缝纫操作需要在两块不同的地方，因此这样划分，实际上，存放区域和缝纫区域是连通并且连为一体的，也不需要有一个明确的界限来区分，只要满足存放区域上方的采集视野不被遮挡即可。
由于衣领是质量很轻的物件，轻微的扰动就很有可能造成其移位或者翻折等，因此需要通过某种方式将衣领固定在工作台的表面并且还不会遮挡衣领上方的拍摄视线，因此，采用吸附装置会比较符合本发明的要求，具体来说，存放区域设有用于将衣领吸附在工作台1上的衣领吸附装置，衣领吸附装置包括开设在工作台1上的气孔2以及位于工作台1下方的真空盒23，气孔2均布或者阵列式分布于存放区域的某一部分上，这一部分的大小与衣领大小接近，从而可以将衣领平整地吸附在这部分的工作台上，气孔2和真空盒23连通，真空盒23上设有用于将真空盒23内抽真空的真空盒接口24，真空盒接口24也与真空盒23内部连通，可以在真空盒接口24上连接真空泵或者吸附装置，将真空盒23内抽真空，则可以通过气孔2对工作台面上的衣领产生均匀的吸附力，将衣领吸附在台面上，而不会飘起、移位或者翻折。
缝纫区域上方设有缝纫机9，实际上，缝纫机9可以安装在工作台面上，缝纫机头位于缝纫区域上方，处于可缝纫状态即可，缝纫机9可以采用智能型的缝纫机，现有技术中已有不少类似的机型，可以接收某种控制指令或者缝纫路径图，从而执行缝纫操作。
存放区域上方设有图像采集装置，图像采集装置6可以采用工业相机或者普通相机，具体来说，存放区域的一侧设有型材支架8，型材支架8可以采用铝合金型材，质量轻且保证强度。型材支架8上设有第一横梁，第一横梁上设有相机支架7，相机支架7伸至存放区域的上方，相机支架7上固定连接有用于采集衣领图像的相机6。
为了确保拍摄效果，还为图像采集装置设置了配套的光源装置，具体来说，型材支架8上设有第二横梁，第二横梁位于第一横梁下方，第二横梁上设有光源支架4，光源支架4上设有光源3，光源3中部设有镂空的光圈，相机6的摄像头对准该光圈，并能够穿过光圈拍摄到光源3下方的衣领部分。
如图所示，为了保证光源均匀性，光源3包括半球形的光源罩壳，光源罩壳，光源罩壳内涂有均匀的漫反射材料，光源罩壳上设有对应所述镂空的光圈的开孔，光源罩壳的开口朝下，光源3和相机6均位于气孔2所在部位的上方。
相机6也可以采用具有联网或数据通信功能的相机，将相机在缝纫区域采集衣领的图像通过无线或者有线的方式发送给电脑或者其他设备，根据图像生成缝纫路径(生成路径的过程可以采用实施例1中所述的方法)，将缝纫路径发送给缝纫机9，由缝纫机9执行缝纫操作。本发明还可以包括某个控制装置，这个控制装置可以是普通的PC机，也可以是CPU等集成有简单图像处理功能的控制芯片，例如，实施例1所述的处理设备，这个设备能够执行接收和发送数据的操作，以及图像识别和轮廓/路径生产操作即可。
由于如前所述的衣领在采集图像完成后，需要移动到缝纫区域(缝纫区域上方必须有缝纫机阻挡，所以缝纫区域和存放区域需要划分开来)，因此，需要有一个能够自动移动衣领的装置，即，工作台1上还设有衣领压件15，衣领压件15能够上下移动/左右移动，从而压住或松开衣领/带动衣领在工作台上移动。具体来说，工作台1上设有第一直线滑轨16，第一直线滑轨16是沿工作台1的长度方向，即沿存放区域到缝纫区域的移动方向，第一直线滑轨16上设有第一滑块13和第一电机10，第一电机10能够驱动第一滑块带动衣领压件15沿第一直线滑轨16移动。
衣领压件15的上下移动，可以通过气动滑台14来实现，具体来说，衣领压件15固定连接在气动滑台14上，气动滑台可以通过气缸控制其上下移动，进而调节衣领压件15的上下位置，从而压住或者松开衣领。
第一直线滑轨16可以满足沿工作台长度方向的移动，实际使用时，还可能需要用到沿工作台宽度方向上的调节，因此，工作台1的下方设有第二直线滑轨18，第一直线滑轨16和第二直线滑轨18的方向垂直，形成两个方向的行程。第二直线滑轨18可以固定安装在工作台1的下表面，第二直线滑轨18上设有第二滑块25和第二电机21，第二滑块25通过连接杆11连接第一直线滑轨16，第二电机21能够驱动第一直线滑轨16沿第二直线滑轨18的方向移动。
为了配合上述结构，工作台1上设有能够允许连接杆11穿过的开槽，开槽的方向和第二直线滑轨18的方向相同。
如图2所示，本实施例包括至少两组第二直线滑轨和第二滑块，第二直线滑轨和第二滑块构成的滑动组固定在工作台的下表面，不同组的第二直线滑轨和第二滑块之间可以通过滑块连接件22连接，使他们同步运动，本实施例中设置了三组第二直线滑轨和第二滑块，由于第二直线滑轨和第二滑块实际上承载了整个移动装置，通过三点定一线的原理，三组滑轨+滑块组可以使这个结构更稳定。
使用时，首先将衣领放在存放区域，开启吸附装置，将衣领平整地吸附在存放区域上，打开光源，通过相机采集衣领图像，发送至处理设备，处理设备根据实施例1的分析方法得到路径后，发送至缝纫机，与此同时，衣领压件15下移压住衣领，吸附装置关闭，衣领压件移动带动衣领移动至缝纫区域，衣领压件15是一个和衣领长度和宽度相近的扁平件，可以按压住衣领，防止其变形或者不规则移动，衣领移动到缝纫区域后，衣领压件上移，松开衣领，通过第一直线导轨回位，必要时，在衣领压件上移之前，也可以通过第二直线导轨带动其移动调节衣领的前后位置，当衣领放置到合适的位置后，缝纫机进行缝纫，缝纫完成后，取走衣领，或者通过吹气装置将衣领吹走即可。
Claims (6)
1.基于机器视觉的衣领智能缝纫方法，其特征是，所述方法基于智能缝纫装置实现，所述智能缝纫装置包括：
缝纫机控制装置，用于控制缝纫机的缝纫动作和缝纫路径；
缝纫机，与缝纫机控制装置通过有线或无线的方式数据连接，并能够在缝纫机控制装置的控制下进行缝纫操作，缝纫机包括缝纫机工作台，待缝纫的衣领在缝纫机工作台上被缝纫；
第一移动装置，位于缝纫机工作台上方并对缝纫机工作台上放置的待缝纫的衣领进行移动；
第二移动装置，能够对缝制完成的衣领进行移动；
图像采集装置，位于缝纫机工作台上方并能够对缝纫机工作台上某个区域内的图像进行采集；
光源：用于为图像采集装置增亮，光源中部设有空圈，图像采集装置位于空圈之上；
处理设备，与图像采集装置通过有线或者无线的方式建立数据连接并能够对图像采集装置所采集到的图像进行处理，得到缝纫路径的像素坐标，并能够根据一定的规则将像素坐标转换为机械坐标；
所述方法包括：
(1)根据标定的规则，对图像像素坐标和机械坐标之间的转换关系进行标定，并将标定记录在处理设备上；
(2)将待缝纫的衣领放到工作台的存放区域并通过吸附装置将其吸附在工作台上；
(3)通过第一移动装置将待缝纫的衣领移动到缝纫区域；
(4)触发采集装置采集缝纫区域的图像并发送给处理设备；
(5)处理设备对图像进行处理，生成缝纫路径的像素坐标；
(6)处理设备根据步骤(1)的标定结果，将像素坐标转换为机械坐标，即缝纫机缝针的坐标，并发送给缝纫机控制装置；
(7)缝纫机控制装置控制缝针根据机械坐标缝制衣领；
(8)将缝制完成后的衣领通过第二移动装置移动到指定位置，为下一次缝制做准备；
步骤(1)中具体的标定步骤如下：
(1.1)首先将标定板放入采集装置的视场中；
(1.2)根据两个标记点的实际距离及图像中的距离，计算放大率r，即毫米像素比(mm/pixel)；
(1.3)将其中一个吸头的中心移动到第一个标记点，读取一组机械坐标(xMachine1,yMachine1)，和一组图像坐标(xImage1,yImage1)；
(1.4)将(1.3)中的吸头的中心移动到第二个标记点，读取另一组机械坐标(xMachine2,yMachine2)，和另一组图像坐标(xImage2,yImage2)；
(1.5)根据两组机械坐标和图像坐标及转换公式得到a、b、c、d四个转换参数；
对于任一点的机械坐标(x,y)和图像坐标(x'，y')，其转换公式为：
x＝x'*r*cos(theta)-y'*r*sin(theta)+x0
y＝x'*r*sin(theta)+y'*r*cos(theta)+y0
其中r是毫米像素比(mm/pixel)，(x'，y')为图像坐标，theta为两个坐标系之间的夹角，(x0,y0)为图像坐标原点到机械坐标原点的距离；
将转换公式简化为：
x＝x'*a-y'*b+c
y＝x'*b+y'*a+d
其中，
a＝r*cos(theta)
b＝r*sin(theta)
c＝x0
根据采集到的两组机械坐标和图像坐标，可得，
c＝xMachine1-a*xImage1+b*yImage1
d＝yMachine1-b*xImage1-a*yImage1。
2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的衣领智能缝纫方法，其特征是，缝纫机工作台包括工作台，工作台包括存放区域和缝纫区域，存放区域上设有通孔，存放区域的下方设有负压吸附装置。
3.根据权利要求1所述的基于机器视觉的衣领智能缝纫方法，其特征是，第一移动装置包括至少一个吸头，吸头安装在升降和移动装置上，并能够在升降和移动装置的作用下上下和/或左右移动。
4.根据权利要求1所述的基于机器视觉的衣领智能缝纫方法，其特征是，第二移动装置是吹气装置。
5.根据权利要求1所述的基于机器视觉的衣领智能缝纫方法，其特征是，步骤(5)具体包括：
(5.1)将图像转换为灰度图；
(5.2)计算图像的平均灰度m；
(5.3)设定m为二值化阈值，并二值化图像，即图像中灰度值大于m为设定为255，灰度值小于m设置为0；
(5.4)通过轮廓查找算法图像中所有的外轮廓；
(5.5)计算所有外轮廓的周长；
(5.6)筛选最长的外轮廓Cmax；
(5.7)计算外轮廓Cmax最小外接矩形的长宽比和周长；
(5.8)将Cmax的周长、最小外接矩形的长宽比与标准衣领的周长c、最小外接矩形的长宽比r1进行比对；如偏差比例大于5％，则视查找到的衣领区域无效，算法退出；
(5.9)如偏差比例小于5％，则判断外轮廓Cmax内包含的区域为衣领区域；
(5.10)将外轮廓Cmax内部的像素灰度设定为255，外部的设定为0；
(5.11)自定义大小为d1的腐蚀核，并对图像做腐蚀运算；
(5.12)查找图像外轮廓C，计算C的中心点坐标(x,y)、最小外接矩形垂直方向中心线的角度θ、最小外界矩形宽度w、最小外接矩形的高度h；
(5.13)根据拐点将C分割子轮廓线合集Cs；
(5.14)遍历Cs，计算子轮廓线的中心坐标(xi，yi)、长度、子轮廓线的拟合角度；筛选子轮廓线的长度大于h/2，拟合角度在(θ-30°，θ+30°)之间的轮廓线即为左、右两边的缝纫线，其中，xi<x为左边缝纫线，xi>x为右边缝纫线；筛选子轮廓线的长度大于w/2,拟合角度在(θ+90°-30°，θ+90°+30°)，yi<y的轮廓线为下边的缝纫线；
(5.15)在左、下、右缝纫线交点处设置缝针点；
(5.16)将左、下、右的缝针点坐标组成一个数组，并将根据标定结果，将缝针点坐标转换为机械坐标。
6.根据权利要求5所述的基于机器视觉的衣领智能缝纫方法，其特征是，缝针点的具体算法是：
(5.15.1)计算缝纫线的长度L；
(5.15.2)确定缝纫点的个数n为(L/d2)四舍五入后的值；
(5.15.3)将缝纫线转换为坐标数组,包括x坐标数组Mx，y坐标数组My，其中数组的长度为Lm；
(5.15.4)缝针的数组间隔n'为(Lm/n)四舍五入后的整数值；
(5.15.5)所有的缝针点坐标都在数组Mx，My里面，其中前n-5缝针点的坐标的起始点(Mx[0],My[0])，数组间隔为n'；接下来4个的缝针点的起始坐标为(Mx[(n-6)*n'],My(n-6)*n')，数组间隔n＂为(Lm-n'*(n-5))/5四舍五入后的值，最后的缝针点为(Mx[Lm-1]，My[Lm-1])。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811097536.4A CN110004600B (zh) | 2018-09-20 | 2018-09-20 | 基于机器视觉的智能缝纫装置及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811097536.4A CN110004600B (zh) | 2018-09-20 | 2018-09-20 | 基于机器视觉的智能缝纫装置及方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110004600A CN110004600A (zh) | 2019-07-12 |
| CN110004600B true CN110004600B (zh) | 2024-03-01 |
Family
ID=67164970
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201811097536.4A Active CN110004600B (zh) | 2018-09-20 | 2018-09-20 | 基于机器视觉的智能缝纫装置及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110004600B (zh) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110992425A (zh) * | 2019-12-11 | 2020-04-10 | 北京大豪科技股份有限公司 | 图像标定方法、装置、电子设备及存储介质 |
| CN111005163B (zh) * | 2019-12-30 | 2022-04-26 | 深圳市越疆科技有限公司 | 皮料自动缝纫方法、装置、设备及计算机可读存储介质 |
| CN111156896B (zh) * | 2020-01-02 | 2022-06-10 | 浙江大学台州研究院 | 一种用于不同高度零件尺寸测量时的激光辅助标定装置 |
| CN113123022A (zh) * | 2021-04-16 | 2021-07-16 | 上海威士机械有限公司 | 一种基于视觉检测处理的袖克夫缝纫装置及其方法 |
| CN114808281B (zh) * | 2022-05-18 | 2023-04-14 | 易麦斯智能科技(无锡)有限公司 | 智能3d视觉识别缝纫机及其应用方法 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3835713A1 (de) * | 1987-09-10 | 1990-04-26 | Kochs Adler Ag | Verfahren und vorrichtung zum annaehen eines kragens an einen rumpf eines bekleidungsstuecks |
| US6304793B1 (en) * | 1997-08-26 | 2001-10-16 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Embroidery data editing device |
| JP2013074970A (ja) * | 2011-09-30 | 2013-04-25 | Brother Ind Ltd | ミシン |
| CN103993431A (zh) * | 2014-06-12 | 2014-08-20 | 新杰克缝纫机股份有限公司 | 一种用于缝纫的视觉校正方法及系统 |
| CN104018297A (zh) * | 2014-06-12 | 2014-09-03 | 新杰克缝纫机股份有限公司 | 一种智能缝制装置及系统 |
| CN104711785A (zh) * | 2015-04-01 | 2015-06-17 | 华中科技大学 | 一种基于视觉控制的电脑花样机 |
| CN106757874A (zh) * | 2016-12-20 | 2017-05-31 | 广西风华服饰有限责任公司 | 一种带显示屏的缝纫机 |
| CN209082136U (zh) * | 2018-09-20 | 2019-07-09 | 浙江大学台州研究院 | 衣领缝纫装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013070875A (ja) * | 2011-09-28 | 2013-04-22 | Brother Ind Ltd | ミシン及び刺繍枠 |
-
2018
- 2018-09-20 CN CN201811097536.4A patent/CN110004600B/zh active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3835713A1 (de) * | 1987-09-10 | 1990-04-26 | Kochs Adler Ag | Verfahren und vorrichtung zum annaehen eines kragens an einen rumpf eines bekleidungsstuecks |
| US6304793B1 (en) * | 1997-08-26 | 2001-10-16 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Embroidery data editing device |
| JP2013074970A (ja) * | 2011-09-30 | 2013-04-25 | Brother Ind Ltd | ミシン |
| CN103993431A (zh) * | 2014-06-12 | 2014-08-20 | 新杰克缝纫机股份有限公司 | 一种用于缝纫的视觉校正方法及系统 |
| CN104018297A (zh) * | 2014-06-12 | 2014-09-03 | 新杰克缝纫机股份有限公司 | 一种智能缝制装置及系统 |
| CN104711785A (zh) * | 2015-04-01 | 2015-06-17 | 华中科技大学 | 一种基于视觉控制的电脑花样机 |
| CN106757874A (zh) * | 2016-12-20 | 2017-05-31 | 广西风华服饰有限责任公司 | 一种带显示屏的缝纫机 |
| CN209082136U (zh) * | 2018-09-20 | 2019-07-09 | 浙江大学台州研究院 | 衣领缝纫装置 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 王晓予 ; 向军 ; 潘如如 ; 梁惠娥 ; 高卫东 ; .服饰刺绣图案的自动提取与色块分割.纺织学报.2017,(09),125-131. * |
| 邓海娟 ; .缝制质量引起的衣领疵病及其补正方法.宿州学院学报.2014,(12),99-101. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110004600A (zh) | 2019-07-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110004600B (zh) | 基于机器视觉的智能缝纫装置及方法 | |
| EP0679749B1 (en) | Apparatus and method for preparation of a sewing program | |
| JP3919825B2 (ja) | 動物の部位の位置を認識して決定するための装置と方法 | |
| CN107443428A (zh) | 一种带视觉识别水平关节机械手及视觉识别方法 | |
| US8539892B2 (en) | Sewing machine and computer-readable medium storing sewing machine control program | |
| JPH04240261A (ja) | 画像認識装置及び柄合せ裁断装置 | |
| US20110048301A1 (en) | Sewing machine and computer-readable medium storing sewing machine control program | |
| US9127385B2 (en) | Sewing machine, non-transitory computer-readable medium, and sewing machine system | |
| JP5993283B2 (ja) | 縫製装置 | |
| CN207464488U (zh) | 镭雕机 | |
| CN210551581U (zh) | 一种柔性材料切割设备 | |
| WO2022036804A1 (zh) | 一种柔性材料智能连续加工控制方法及设备 | |
| EP3479973A1 (en) | Information processing apparatus and robot arm control system | |
| CN107891012B (zh) | 基于等效算法的珍珠大小及圆形度分拣装置 | |
| CN110394422A (zh) | 一种砂型打印过程在线监控装置及方法 | |
| CN108180870B (zh) | 基于测距原理的大型锻件同心度检测装置及其检测方法 | |
| CN110170417A (zh) | 一种应用于点胶自动流水线的检验方法、装置及其流水线 | |
| JP3887807B2 (ja) | 画像計測装置 | |
| CN106969726A (zh) | 智能捕捉目标靶图像的3d四轮定位仪及其控制方法 | |
| CN206935826U (zh) | 一种基于机器视觉的pcb检测及分拣系统 | |
| CN206173708U (zh) | 一种具有智能定位功能的服装点位机 | |
| CN113102297B (zh) | 一种并联机器人快速分拣瑕疵工件的方法 | |
| CN209082136U (zh) | 衣领缝纫装置 | |
| WO2021005840A1 (ja) | 縫製システム及びミシン | |
| CN114392940A (zh) | 一种异型元器件的针脚检测方法及装置 |
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 |