CN110068571A - 一种织物尺寸变化率自动测量方法 - Google Patents

一种织物尺寸变化率自动测量方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种织物尺寸变化率自动测量方法，所采用的设备包括检测系统、信息处理主机和操控平台，织物在传送带运输下依次运动至上料区、打标区和视觉检测区三个区域进行操作，所采用的检测系统包括传送带模块、打标模块和打标用视觉相机以及视觉检测模块，其特征在于，其中打标模块用视觉相机用以检测织物是否完整进入打标区，以是否进行打标的判断；视觉检测模块用以对织物是否完整进入视觉检测区域判断，标记点进行位置矫正以及标记点距离测量。

Description

一种织物尺寸变化率自动测量方法
技术领域
本发明属于纺织品质量检测领域，涉及一种织物尺寸变化率自动测量方法。
背景技术
纤维成分、织物结构等因素都会影响织物水洗前后尺寸变化率。在织物印染、使用过程中，纤维、纱线和织物会收到张力作用而有不同程度的伸长，织物在洗涤后纤维之间张力减弱，使织物尺寸发生变化。因此，水洗尺寸变化率影响织物的服用性能，是纺织品质量诸多检测项目中几位重要的一项。行业标准和国家标准已经对一些产品的水洗尺寸变化率指标进行了考核定义，一般来说，需要测试织物在一定条件下的洗涤和干燥前后的尺寸变化情况，具体做法是在织物试样上做数对标记点，分别在规定处理程序的前后测量每对标记点之间的距离，根据洗涤前尺寸进行计算。目前，测量过程一般采用人工测量为主，有检测速度低、人工成本高、工人主观上的因素对检测结果影响大，并且还有误检率和漏检率高等缺点。在纺织行业装备智能化升级的大趋势下，亟需开发一种自动检测设备，实现织物尺寸变化率的高效测量。
发明内容
本发明的目的是基于视觉测量原理开发一种织物尺寸变化率自动测量系统，实现织物标记点打印及洗涤前后标记点测量等自动化操作。本发明具有系统简单、自动化程度高、成本低、测量操作方便等特点，满足织物尺寸变化率大批量测量的需求。技术方案如下：
一种织物尺寸变化率自动测量方法，所采用的设备包括检测系统、信息处理主机和操控平台，织物在传送带运输下依次运动至上料区、打标区和视觉检测区三个区域进行操作，所采用的检测系统包括传送带模块、打标模块和打标用视觉相机以及视觉检测模块，其特征在于，其中打标模块用视觉相机用以检测织物是否完整进入打标区，以是否进行打标的判断；视觉检测模块用以对织物是否完整进入视觉检测区域判断，标记点进行位置矫正以及标记点距离测量，检测步骤如下：
(1)启动传送带，启动新织物检测功能，对新织物进行打标、视觉测量的操作；
(2)将织物展平于传送带上，打标模块的视觉相机连续采集视场内图像，并由信息处理主机实时判断织物是否完全到达打标区；
(3)当判断织物完全到达打标区，打标模块的视觉相机采集织物上的条形码或二维码信息，信息处理主机记录当前织物编号，同时，发送信号在打标位置控制打标机构喷射打标墨水，在织物上制作标记点；
(4)织物由传送带送至视觉检测区，由视觉检测模块的视觉相机采集标记点，由信息处理主机进行标记点拓扑位置的判断，并判断织物方位，进行相关距离尺寸测量；
(5)信息处理主机根据在打标区识别出的织物编码进行相关距离尺寸的测量数据的记录，放入存放数据库的洗涤前的数据栏中；
(6)织物由传送带送出视觉测量区；
(7)对于新织物进行(2)-(6)步骤的连续操作，批量记录新织物的洗涤之前的相关尺寸数据；
(8)对于洗涤后织物测量的相关检测操作，启动传送带，启动洗涤后织物检测功能，对洗涤后织物视觉测量的操作；
(9)将洗涤后的织物展平于传送带上，打标模块的打标用视觉相机连续采集视场内图像，并由信息处理主机实时判断织物是否完全到达打标区；
(10)当织物完全到达打标区，首先，打标模块的视觉相机采集织物上的条形码或二维码信息，信息处理主机在当前数据库中查找对应的织物编号；
(11)织物由传送带送至视觉测量区，由视觉检测模块的视觉相机采集标记点，由信息处理主机进行标记点拓扑位置的判断，并判断织物方位，进行相关距离尺寸测量；
(12)信息处理主机根据在打标区识别出的织物编码进行相关距离尺寸的测量数据的记录，放入存放数据库的洗涤后的数据栏中，并依据织物尺寸变化率公式进行织物尺寸变化率的计算，并记录于当前织物编码的尺寸变化率栏；
(13)织物由传送带送出视觉测量区；
(14)对于洗涤后织物进行(9)-(13)步骤的连续操作，批量记录洗涤后织物相关尺寸数据，和尺寸变化率数据。
优选地，步骤(3)中，，在打标墨水中掺杂有紫外或红外激发的荧光材料，该材料在紫外或红外光照情况下会发光，所制作的标记点为荧光标记点，从而被视觉检测模块的相机采集得到。在步骤(4)和步骤(11)分别由视觉检测模块的视觉相机镜头在暗箱环境下采集被用紫外或红外光源激发下发亮的荧光标记点。
本发明基于视觉测量原理开发一种织物尺寸变化率自动测量系统，实现织物标记点打印及洗涤前后标记点测量等自动化操作。该系统可实现任意结构、图案、颜色、材质织物的检测，并通过合理的标记点拓扑结构设计自动判断织物的摆放方位，保证人工将织物展平于上料区的环节，就不用严格调正织物摆放位置，从而减轻人工操作复杂度。通过创新的打标机构设计，实现打标过程的高效准确，保证传送带连续运动，织物在各个区域时均不暂停等待操作。总之，该系统能够提高提高织物尺寸变化率测量的自动化程度，系统的稳定性良好，并实现了测量头的低成本和小型化，在织物尺寸变化率大批量测量过程中具有重要的实际作用。
附图说明
图1本发明织物尺寸变化率自动测量系统示意图。(a)为上料区；(b)为打标区；(c)为视觉检测区。1整理盒；2工装支架；3打标机构；4底座支架；5显示器；6传输带；7转动轴承；8织物；9操控平台；10视觉相机镜头；11垂直直线运动导轨；12照明光源及控制器。
图2打标机构设计示意图。13固定支架；14喷墨水管道。
图3打标点拓扑结构设计实例示意图。8织物；15标记点。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的进行详细的描述。
本发明系统结构图如图1所示，织物在传送带运输下分别运动至上料区(a)、打标区(b)和视觉检测区(c)三部分进行相关操作。其中上料区由人工将织物展平放置于传送带6中间；织物运动于打标区由视觉相机镜头判断其位置并控制打标机构3进行打标操作；织物运动于视觉检测区进行标记点15的测量，并通过软件记录相关信息；织物经过视觉检测区后自动掉入织物整理盒1中，以便进行下一步操作。在织物按照规定处理程序洗涤干燥后再次进入系统进行检测，此时打标区操作不开启，其他区域进行相关操作，记录同一个织物缩水后的标记点测量信息，从而计算尺寸变化率等相关信息。
为提高整个测量过程的效率，需要保证传送带连续运动，织物在各个区域时均不暂停等待操作。一般来说，视觉相机镜头采集速度和信息处理系统的处理速度均能满足这样的实时操作，需要重点考虑打标机构的设计，保证织物运动状态下的高效打标。图2是打标机构的设计示意图，其机构由固定支架13和几个喷墨水的管道14组成。标记用的墨水直接通过管道喷射到织物上，通过控制管道口的大小可以控制喷射标记点的大小，这种方法不是传统上的压印标记的方式，可以比较快速的实现打标。另外，设计的机构用来按照打标图案拓扑方式固定的多个墨水管道，所有标记点同时打标，进一步提高打标效率。
标记点15拓扑结构设计是为了自动判断织物的摆放方位，这样在人工将织物展平于上料区的环节，就不用严格调正织物摆放位置，从而减轻人工操作复杂度。标记点的拓扑结构只要能区别织物摆放方位即可，图3展示了最简单的拓扑结构方式，依据靠近的三个标记点作为织物方位的定位，可以建立如图3所示的坐标系，其中较近两点建立X轴，垂直方向且过第三个点为Y轴。
实际检测过程中，往往存才结构、图案、颜色、材质复杂的织物，导致采用何种颜色的墨水作为标记点都会存在和织物存在类似颜色的情况，为保证检测系统可以检测任意结构、图案、颜色、材质织物，需要采用特殊墨水材料。本发明中在油基墨水中均匀掺杂紫外或红外激发的荧光材料，该材料在紫外或红外光照情况下会发光，从而被相机采集得到。将标记后的织物放置于视觉检测区，该区域被防尘罩密闭为暗室，该区域采用紫外或红外光源照射，织物自身不能被相机采集，而只有有相应激发波段的荧光标记点被相机采集得到，从而实现对任意结构、图案、颜色、材质织物的检测。
在检测过程中，需要对同一织物进行洗涤前后的两次测量，因此，需要有对同一织物进行判断的操作，以便信息处理主机可以分别记录同一织物的洗涤前后的测量数据，并进行相应的尺寸变化率的计算。对同一织物进行判断的操作可在织物相应位置做条形码或二维码进行唯一标记，由打标模块的视觉相机进行条形码或二维码的识别，这样极大提高整个过程自动化程度。
本发明中提及的视觉检测算法，如织物位置判断、位置矫正、标记点测量、条形码或二维码识别等算法均为视觉检测领域成熟算法，有经验的视觉算法开发人员都能轻松实现，这里不再详细描述。
下面结合附图和实施例对本发明进行说明。
本发明针对织物尺寸变化率自动化测量进行系统设计开发，具体实施流程如下：
(1)搭建系统结构，主要包括检测系统、信息处理主机、操控平台三部分。其中检测系统包括传送带模块、打标模块和视觉检测模块。传送带模块包括转动轴承、传送带、电机控制器、底座支架等；打标模块包括：视觉相机镜头、照明光源及控制器、垂直直线运动导轨、打标机构、打标墨水、工装支架等；视觉检测系统包括：视觉相机镜头、照明光源及控制器、工装支架等。其中打标模块的视觉相机镜头负责检测织物是否完整进入打标区域，以是否进行打标的判断；视觉检测系统的视觉相机镜头主要是负责对织物是否完整进入视觉检测区域判断，标记点进行位置矫正，标记点距离测量等。信息处理主机主要完成操作中视觉算法等任务，包括织物位置判断、位置矫正、测量、信息记录和数据库整理等，数据可以通过USB进行保存和传输；操控平台主要完成人为设定的系统功能选择(是否启动打标模块)、及系统急停等。同时，系统还需配备系统机罩予以防尘，以及危险操作警示灯、显示器等，以方便系统操作和使用。
(2)对于新织物的相关检测操作，启动传送带，启动新织物检测功能，实现对新织物进行打标、视觉测量的操作；
(3)人工将织物展平于传送带上，打标模块的视觉相机镜头连续采集视场内图像，并由信息处理主机实时判断织物是否完全到达打标区；
(4)当织物完全到达打标区，首先，打标模块的视觉相机镜头采集织物上的条形码或二维码信息，信息处理主机记录当前织物编号，同时，发送信号控制垂直直线运动导轨快速下降，并在打标位置控制打标机构喷射打标墨水；
(5)织物由传送带送至视觉测量区，由视觉检测系统的视觉相机镜头在暗箱环境下采集被用紫外或红外光源激发下发亮的荧光标记点，由信息处理主机进行标记点拓扑位置的判断，并判断织物方位，进行相关距离尺寸测量；
(6)信息处理主机根据在打标区识别出的织物编码进行相关距离尺寸的测量数据的记录，放入存放数据库的洗涤前的数据栏中；
(7)织物由传送带送出视觉测量区，直接掉入织物整理盒中；
(8)对于新织物进行(3)-(7)步骤的连续操作，可以批量记录新织物的洗涤之前的相关尺寸数据；
(9)对于洗涤后织物测量的相关检测操作，启动传送带，启动洗涤后织物检测功能，实现对洗涤后织物视觉测量的操作；
(10)人工将织物展平于传送带上，打标模块的视觉相机镜头连续采集视场内图像，并由信息处理主机实时判断织物是否完全到达打标区；
(11)当织物完全到达打标区，首先，打标模块的视觉相机镜头采集织物上的条形码或二维码信息，信息处理主机在当前数据库中查找对应的织物编号；
(12)织物由传送带送至视觉测量区，由视觉检测系统的视觉相机镜头在暗箱环境下采集被用紫外或红外光源激发下发亮的荧光标记点，由信息处理主机进行标记点拓扑位置的判断，并判断织物方位，进行相关距离尺寸测量；
(13)信息处理主机根据在打标区识别出的织物编码进行相关距离尺寸的测量数据的记录，放入存放数据库的洗涤后的数据栏中，并依据织物尺寸变化率公式进行织物尺寸变化率的计算，并记录于当前织物编码的尺寸变化率栏；
(14)织物由传送带送出视觉测量区，直接掉入织物整理盒中；
(15)对于洗涤后织物进行(10)-(14)步骤的连续操作，可以批量记录洗涤后织物相关尺寸数据，和尺寸变化率数据。

Claims (3)

1.一种织物尺寸变化率自动测量方法，所采用的设备包括检测系统、信息处理主机和操控平台，织物在传送带运输下依次运动至上料区、打标区和视觉检测区三个区域进行操作，所采用的检测系统包括传送带模块、打标模块和打标用视觉相机以及视觉检测模块，其特征在于，其中打标模块用视觉相机用以检测织物是否完整进入打标区，以是否进行打标的判断；视觉检测模块用以对织物是否完整进入视觉检测区域判断，标记点进行位置矫正以及标记点距离测量，检测步骤如下：
(1)启动传送带，启动新织物检测功能，对新织物进行打标、视觉测量的操作；
(2)将织物展平于传送带上，打标模块的视觉相机连续采集视场内图像，并由信息处理主机实时判断织物是否完全到达打标区；
(3)当判断织物完全到达打标区，打标模块的视觉相机采集织物上的条形码或二维码信息，信息处理主机记录当前织物编号，同时，发送信号在打标位置控制打标机构喷射打标墨水，在织物上制作标记点；
(4)织物由传送带送至视觉检测区，由视觉检测模块的视觉相机采集标记点，由信息处理主机进行标记点拓扑位置的判断，并判断织物方位，进行相关距离尺寸测量；
(5)信息处理主机根据在打标区识别出的织物编码进行相关距离尺寸的测量数据的记录，放入存放数据库的洗涤前的数据栏中；
(6)织物由传送带送出视觉测量区；
(7)对于新织物进行(2)-(6)步骤的连续操作，批量记录新织物的洗涤之前的相关尺寸数据；
(8)对于洗涤后织物测量的相关检测操作，启动传送带，启动洗涤后织物检测功能，对洗涤后织物视觉测量的操作；
(9)将洗涤后的织物展平于传送带上，打标模块的打标用视觉相机连续采集视场内图像，并由信息处理主机实时判断织物是否完全到达打标区；
(10)当织物完全到达打标区，首先，打标模块的视觉相机采集织物上的条形码或二维码信息，信息处理主机在当前数据库中查找对应的织物编号；
(11)织物由传送带送至视觉测量区，由视觉检测模块的视觉相机采集标记点，由信息处理主机进行标记点拓扑位置的判断，并判断织物方位，进行相关距离尺寸测量；
(12)信息处理主机根据在打标区识别出的织物编码进行相关距离尺寸的测量数据的记录，放入存放数据库的洗涤后的数据栏中，并依据织物尺寸变化率公式进行织物尺寸变化率的计算，并记录于当前织物编码的尺寸变化率栏；
(13)织物由传送带送出视觉测量区；
(14)对于洗涤后织物进行(9)-(13)步骤的连续操作，批量记录洗涤后织物相关尺寸数据，和尺寸变化率数据。
2.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，步骤(3)中，，在打标墨水中掺杂有紫外或红外激发的荧光材料，该材料在紫外或红外光照情况下会发光，所制作的标记点为荧光标记点，从而被视觉检测模块的相机采集得到。
3.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，在步骤(4)和步骤(11)分别由视觉检测模块的视觉相机镜头在暗箱环境下采集被用紫外或红外光源激发下发亮的荧光标记点。
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