CN110763695B - 一种自除摩尔纹的自动验布系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自除摩尔纹的自动验布系统及方法，该自除摩尔纹的自动验布系统包括放料辊以及收卷辊，布匹经放料辊放料并由收卷辊收料，其特征在于，还包括：摄像头，与布匹表面呈垂直设置，用于布匹成像拍摄；补光光源，设置在摄像头的一侧，用于照亮被拍摄布匹；执行辊机构，设置在放料辊与收卷辊之间且位于摄像头的上游位置，用于对布匹施加张力；验布控制系统，与摄像头以及执行辊机构分别连接，当布匹成像图像出现瑕疵时，控制执行辊机构动作。本发明通过执行辊机构动作实现了在验布过程中自动消除或减弱摩尔纹，检验出真正的织物瑕疵。

Description

一种自除摩尔纹的自动验布系统及方法

技术领域

本发明涉及织物图像检验技术领域，特别涉及一种自除摩尔纹的自动验布系统及方法。

背景技术

织染行业需要对生产的织物进行瑕疵检验，以控制产出织物的品质。由于采用智能识别设备检验比人工检验拥有更高的准确度以及更快的效率，因此目前多采用智能识别设备进行检验。智能验布过程是先对织物成像，然后通过对成像图像的检测来判别织物是否存在瑕疵。然而，卷布机的机械振动将不可避免的带来了织物与摄像头之间的相对振动，使得成像图像中生成类似于水面波纹一样的摩尔纹，摩尔纹会根据织物抖动的大小强弱而变强或者消失。而图像中存在的摩尔纹经由智能识别算法计算后容易误判成瑕疵，如此一来，由摩尔纹造成的“假瑕疵”和织物本身存在的真正瑕疵混淆，将导致检验结果不准确。

目前针对因机械振动而导致的摩尔纹化的图像，主要有如下几种解决方式：(1)在程序端加入滤波处理算法，滤除摩尔纹。这种方式虽然在一定程度上可减轻摩尔纹带来的影响，但由于算法本身的弊端也可能会将图像中某些种类织物的真正瑕疵滤除，导致判断不准。(2)在可能发生振动的位置引入了检测装置来检测振动的发生。这种方式的弊端是：当检测位置和图片拍摄位置不重叠的情况下将出现检测与实际不一致的情况；该方式受检测装置本身精度的影响，存在精度误差的问题；安装的检测装置会随着机械振动而产生偏移，带来偏差；该方式并不能纠正因为振动带来的影响。(3)调节织物收卷的张力。该方式的实际效果比较差，只能调节收卷时候的力度及振动幅度，并不能解决织物和摄像头之间的相对振动及共振。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种自除摩尔纹的自动验布系统及方法。

本发明提供一种自除摩尔纹的自动验布系统，包括放料辊以及收卷辊，布匹经放料辊放料并由收卷辊收料，其特征在于，还包括：摄像头，与布匹表面呈垂直设置，用于布匹成像拍摄；补光光源，设置在摄像头的一侧，用于照亮被拍摄布匹；执行辊机构，设置在放料辊与收卷辊之间且位于摄像头的上游位置，用于对布匹施加张力；验布控制系统，与摄像头以及执行辊机构分别连接，当布匹成像图像出现瑕疵时，控制执行辊机构动作。

在本发明提供的自除摩尔纹的自动验布系统中，还具有这样的特征：其中，摄像头的数量为多个，多个摄像头沿布匹的宽度方向呈直线等距排列，多个摄像头的总成像区域覆盖布匹的宽度范围。

在本发明提供的自除摩尔纹的自动验布系统中，还具有这样的特征：其中，相邻摄像头的成像区域具有部分重叠，位于最外侧的摄像头的成像区域超出布匹的边缘。

在本发明提供的自除摩尔纹的自动验布系统中，还具有这样的特征：其中，执行辊机构包含限位支撑平台，限位支撑平台具有导向环孔，导向环孔内设置有升降轴，升降轴的上端部固定有辊连接构件，一执行辊通过辊连接构件连接在升降轴的上端部，升降轴被驱动后，在导向环孔内上升，带动执行辊随之上升，使得经由执行辊的布匹受到张力。

在本发明提供的自除摩尔纹的自动验布系统中，还具有这样的特征：其中，执行辊机构包含转轴，一辊安装架连接转轴，辊安装架上关于转轴呈对称设置有第一执行辊和第二执行辊，转轴被驱动后，带动辊安装架随之旋转，使得经由第一执行辊及第二执行辊的布匹受到张力。

在本发明提供的自除摩尔纹的自动验布系统中，还具有这样的特征：其中，执行辊机构还包含用于提供驱动力的电力驱动装置。

在本发明提供的自除摩尔纹的自动验布系统中，还具有这样的特征：其中，验布控制系统具有：图像接收模块、图像瑕疵分析模块、信号生成模块、电动执行器、图像比对判断模块、记录存储模块；图像接收模块用于接收摄像头传输的成像图像；图像瑕疵分析模块用于分析布匹成像图像中是否存在瑕疵；信号生成模块用于当图像瑕疵分析模块分析得出布匹成像图像中存在瑕疵时，生成相应的执行控制信号；电动执行器根据执行控制信号控制执行辊机构动作；图像比对判断模块用于比对执行辊机构动作前和动作后的的布匹成像图像，判断布匹成像图像中的存在瑕疵是否为摩尔纹；记录存储模块用于存储布匹的相关信息，并记录图像接收模块接收的布匹成像图像数据、图像瑕疵分析模块得到的瑕疵分析数据、图像比对判断模块得到的摩尔纹判断数据。

在本发明提供的自除摩尔纹的自动验布系统中，还具有这样的特征：其中，验布控制系统还具有电子计米器；电子计米器设置在收卷辊的上游，用于对经过布匹的长度进行计量；记录存储模块按照布匹计量长度相应记录布匹成像图像数据、瑕疵分析数据、摩尔纹判断数据。

在本发明提供的自除摩尔纹的自动验布系统中，还具有这样的特征：其中，验布控制系统还具有光电接近开关、电源控制模块；光电接近开关在收卷辊的上游，用于感应是否仍然有布匹经过；电源控制模块用于当光电接近开关感应到不再有布匹经过时，控制总电源关闭。

本发明还提供一种自除摩尔纹的自动验布方法，其特征在于，包括：步骤一，对传送过程中布匹进行成像拍摄，获得布匹成像图像；步骤二，分析布匹成像图像中是否存在瑕疵；步骤三，当布匹成像图像中存在瑕疵时，控制执行辊机构动作，以对布匹施加张力；步骤四，对施加张力前和施加张力后的布匹成像图像进行比对，判断瑕疵是否为摩尔纹；步骤五，实时记录步骤一得到的布匹成像图像数据、步骤二得到的瑕疵分析数据、步骤四得到的摩尔纹判断数据。

本发明的作用和效果：

根据本发明的自除摩尔纹的自动验布系统，由于设置有执行辊机构以及验布控制系统，使得经由摄像头拍摄得到的布匹成像图像可以由验布控制系统进行自动分析判定，并在布匹成像图像中出现瑕疵时生成相应的执行控制信号，然后由电动执行器根据该控制执行信号控制执行辊机构动作以对布匹施加张力，从而消除或减弱摩尔纹(使得摩尔纹变化)，再进一步通过对执行辊机构动作前和动作后布匹成像图像进行比对判断，可以确定哪些是摩尔纹、哪些是布匹的真正瑕疵。采用本发明自除摩尔纹的自动验布系统及方法验布结果更为准确。

另外，本发明的自除摩尔纹的自动验布系统中各部件结构设置科学合理，易于安装。

另外，本发明的自除摩尔纹的自动验布系统中，多个摄像头的布置方式合理，确保布匹宽度方向不会存在遗漏拍摄区域。

另外，本发明的自除摩尔纹的自动验布系统中，布匹以特定角度设置、摄像头及补光光源以特定的位置设置，其相互配合使得拍摄成效果更佳。

另外，本发明的自除摩尔纹的自动验布系统中设置有计米器，验布控制系统中记录存储模块按照布匹计量长度相应记录布匹成像图像数据、瑕疵分析数据及摩尔纹判断数据，使得这些数据按照其对应特征在布匹上的位置被相应记录，方便后续查看分析。

另外，本发明的自除摩尔纹的自动验布系统自动化程度高，且更为智能，不仅可以实现更为科学合理的自动验布，而且由于系统设置有光电接近开关以及电源控制模块，这样在整验布结束后可实现自动关闭电源。

附图说明

图1是本发明的实施例1中自除摩尔纹的自动验布系统的整体结构示意图；

图2是本发明的实施例1中摄像头的设置示意图；

图3a是本发明的实施例1中相邻摄像头的成像区域的示意图；

图3b是不符合要求的相邻摄像头的成像区域的示意图；

图4a是本发明的实施例1中执行辊机构的结构示意图(执行辊未上升状态)；

图4b是本发明的实施例1中执行辊机构的结构示意图(执行辊上升状态)；

图5是本发明的实施例1中执行辊与辊连接构件连接示意图(俯视)；

图6是本发明的实施例1中执行辊机构验布控制系统框图；

图7a是本发明的实施例2中执行辊机构的结构示意图(辊安装架未旋转状态)；

图7b是本发明的实施例2中执行辊机构的结构示意图(辊安装架旋转状态)。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明自除摩尔纹的自动验布系统及方法作具体阐述。

<实施例1>

本实施例提供一种自除摩尔纹的自动验布系统100包括：放料辊1、过渡辊2、收卷辊3、布匹4、摄像头5、补光光源6、执行辊机构7、验布控制系统8。

如图1所示，待检验的布匹4经放料辊1放料并由收卷辊3收料。摄像头5和补光光源6均设置在布匹4的背面，摄像头5用于布匹成像拍摄，补光光源6用于照亮被拍摄布匹。摄像头5采用高速摄像头，连续拍摄布匹成像图像，并将每一帧布匹成像图像传输。布匹4的成像段与水平面所成夹角(如图1所示的角度r)为45°～60°。摄像头5、补光光源6均设置在布匹背面，摄像头5与布匹4呈垂直设置，补光光源6设置在摄像头的近旁，补光光源6的出射光线与布匹呈垂直设置。补光光源6采用LED灯或荧光灯等这类冷光光源。布匹4、摄像头5以及补光光源6的这样特定设置，使得摄像头5拍摄成像效果良好。

过渡辊2为从动辊，设置在摄像头5的上游且位于执行辊机构7的下游，用于为布匹提供一定的支撑，保证布匹4的成像段与水平面所成夹角的要求。

摄像头5的数量为多个，多个摄像头沿布匹4的宽度方向呈直线等距排列，如图2所示，图2示意了设置有4个摄像头情况，但不以此为限制，可根据实际情况来设置摄像头的数量。多个摄像头5的总成像区域覆盖布匹的宽度范围，且设置为相邻摄像头的成像区域(如图3a所示51为摄像头的成像区域)具有部分重叠(如图3a所示的52为重叠部分)，且最外侧的摄像头的成像区域超出布匹的边缘。这样确保了布匹4在成像区域的宽度方向均被拍摄到，不存在遗漏，而图像的重叠部分并不会影响后续的瑕疵分析。如果相邻摄像头的成像区域51’被设置成如图3b所示的情况，则会存在遗漏部分，这样的设置是不合格的。

执行辊机构7设置在放料辊1与收卷辊3之间且位于摄像头的上游位置，执行辊机构7用于对布匹施加张力。如图4a、图5所示，本实施例中的执行辊机构7包括：限位支撑平台71、升降轴72、辊连接构件73、执行辊74、驱动升降轴上升或下降的气缸(图中未示)。

限位支撑平台71具有导向环孔711。升降轴72的下端部连接气缸，升降轴72穿过限位支撑平台71上的导向环孔711，升降轴72的上端部与固定连接辊连接构件73。限位支撑平台71、升降轴72、辊连接构件73的数量均为二个，对称设置在执行辊74的两端外侧。辊连接构件73上开设有圆孔，执行辊74的旋转轴741可通过轴承与辊连接构件73上的圆孔相配合安装，使得执行辊74与辊连接构件73形成可转动连接。由气缸驱动升降轴72在导向环孔711内上升或下降，带动辊连接构件73随之上升或下降，从而带动执行辊74随之上升或下降。图4b示意了执行辊上升的状态，升降轴72被驱动后在导向环孔711内上升，带动执行辊74随之上升，使得布匹4被向上顶起，从而使得经由执行辊74的布匹受到张力，受到张力后将使摩尔纹发生变化(如果是布匹本身存在的瑕疵则不会因为受力发生变化)。在本实施例中，执行辊74为从动辊，其绕自身辊轴心线转动的动作是被动的。但并不以此为限制，在其他实施例中也可设置该执行辊74与辊连接构件73构成一体不可相对转动结构，该辊仅仅通过圆弧表面来支撑布匹、为布匹提供张力。

如图1和图6所示，验布控制系统8包括：分析计算中心系统(如图1所示的81)、电动执行器804、电子计米器807以及光电接近开关808。该分析计算中心系统可采用PLC或上位机等具有分析运算能力设备。电动执行器804、电子计米器807以及光电接近开关808均与分析计算中心系统通信连接，摄像头5以及执行辊机构7也与该分析计算中心系统通信连接。该分析计算中心系统具有图像接收模块801、图像瑕疵分析模块802、信号生成模块803、图像比对判断模块805、记录存储模块806、电源控制模块809。

图像接收模块801用于接收摄像头5传输的布匹成像图像。

图像瑕疵分析模块802调用现有的织物图像分析算法来分析是否存在瑕疵(现有技术中的织物图像分析算法已可以实现瑕疵分析，但不能判断瑕疵是摩尔纹造成的“假瑕疵”还是织物本身的真正瑕疵)。

信号生成模块803用于当图像瑕疵分析模块802分析得出布匹成像图像中存在瑕疵时，生成相应的执行控制信号。

电动执行器804根据执行控制信号控制执行辊机构7动作，使得经由执行辊74的布匹受到张力，从而使摩尔纹发生变化。

图像比对判断模块805用于比对执行辊机构7动作前和动作后的的布匹成像图像中的瑕疵是否发生变化，若瑕疵发生变化则表示该瑕疵是由摩尔纹造成的“假瑕疵”，若不发生变化则表示该瑕疵是布匹本身存在的真正瑕疵，经由比对后，可判断出布匹成像图像中的存在瑕疵是否为摩尔纹。

如图1所示，电子计米器807设置在收卷辊3的上游，用于对经过布匹的长度进行计量。

记录存储模块806用于存储布匹的相关信息，比如由使用者输入的布匹种类、型号、颜色、布匹总长度等等信息；并用于记录图像接收模块801接收的布匹成像图像数据、图像瑕疵分析模块802得到的瑕疵分析数据、图像比对判断模块803得到的摩尔纹判断数据。记录存储模块806按照电子计米器807的布匹计量长度相应记录布匹成像图像数据、瑕疵分析数据、摩尔纹判断数据。

如图1所示，光电接近开关808在收卷辊3的上游，用于感应是否仍然有布匹经过。本发明的自除摩尔纹的自动验布系统中各驱动结构均采用电气自动化结构，该系统中总电源开关可由人工关闭，也可通过电源控制模块809控制自动关闭。当光电接近开关808感应到不再有布匹经过时，电源控制模块809控制总电源关闭。

<实施例2>

在本实施例中自除摩尔纹的自动验布系统，与实施例1相同的结构采用相同的附图标记，并省略相应的文字阐述。

如图7a所示，本实施例与实施例1的不同之处在于：在本实施例中的自除摩尔纹的自动验布系统中，执行辊机构7’包含：转轴75、辊安装架76、第一执行辊77、第二执行辊78、驱动转轴旋转的中心电机(图中未示)。

辊安装架76连接转轴75，辊安装架76上关于转轴75呈对称安装有第一执行辊77和第二执行辊78。转轴75被中心电机驱动后，带动辊安装架76随之旋转，使得经由第一执行辊77及第二执行辊78的布匹受到张力，受到张力后将使摩尔纹发生变化(如果是布匹本身存在的瑕疵则不会因为受力发生变化)。在本实施例中，第一执行辊77和第二执行辊78均为从动辊，其绕自身辊轴心线转动的动作是被动的。但并不以此为限制，在其他实施例中也可设置为该第一执行辊77和第二执行辊78均与辊安装架76构成一体不可相对转动结构，该二个辊仅仅通过圆弧表面来支撑布匹、为布匹提供张力。

<实施例3>

本实施例中提供一种自除摩尔纹的自动验布方法，采用上述实施1或实施例2的自除摩尔纹的自动验布系统进行，按照如下步骤：

步骤一，对传送过程中布匹进行成像拍摄，获得布匹成像图像。

步骤二，分析布匹成像图像中是否存在瑕疵。

步骤三，当布匹成像图像中存在瑕疵时，控制执行辊机构动作，以对布匹施加张力。

步骤四，对施加张力前和施加张力后的布匹成像图像进行比对，判断瑕疵是否为摩尔纹。

步骤五，实时记录步骤一得到的布匹成像图像数据、步骤二得到的瑕疵分析数据、步骤四得到的摩尔纹判断数据。

上述自除摩尔纹的验布方法中，布匹传送过程以相对较慢的速度传送，拍摄成像过程以相高速进行，这样确保在执行辊机构动作前拍摄所得成像图像的中心位置，在执行辊机构动作后拍摄所得成像图像中仍然出现该布匹位置，这样确保若出现真正瑕疵，则执行辊机构动作前和动作后，摄像头拍摄得到的成像图像中都能够拍摄到，从而避免真正瑕疵被遗漏检验。

上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。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，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种自除摩尔纹的自动验布系统，包括放料辊以及收卷辊，布匹经所述放料辊放料并由所述收卷辊收料，其特征在于，还包括：

摄像头，与布匹表面呈垂直设置，用于布匹成像拍摄；

补光光源，设置在所述摄像头的一侧，用于照亮被拍摄布匹；

执行辊机构，设置在所述放料辊与所述收卷辊之间且位于所述摄像头的上游位置，用于对所述布匹施加张力；

验布控制系统，与所述摄像头以及所述执行辊机构分别连接，当布匹成像图像出现瑕疵时，控制所述执行辊机构动作。

2.如权利要求1所述的自除摩尔纹的自动验布系统，其特征在于：

其中，所述摄像头的数量为多个，

多个所述摄像头沿所述布匹的宽度方向呈直线等距排列，

多个所述摄像头的总成像区域覆盖所述布匹的宽度范围。

3.如权利要求2所述的自除摩尔纹的自动验布系统，其特征在于：

其中，相邻所述摄像头的成像区域具有部分重叠，

位于最外侧的所述摄像头的成像区域超出所述布匹的边缘。

4.如权利要求1所述的自除摩尔纹的自动验布系统，其特征在于：

其中，所述执行辊机构包含限位支撑平台，所述限位支撑平台具有导向环孔，所述导向环孔内设置有升降轴，所述升降轴的上端部固定有辊连接构件，一执行辊通过所述辊连接构件连接在所述升降轴的上端部，

所述升降轴被驱动后，在所述导向环孔内上升，带动所述执行辊随之上升，使得经由所述执行辊的布匹受到张力。

5.如权利要求1所述的自除摩尔纹的自动验布系统，其特征在于：

其中，所述执行辊机构包含转轴，一辊安装架连接所述转轴，所述辊安装架上关于所述转轴呈对称设置有第一执行辊和第二执行辊，

所述转轴被驱动后，带动所述辊安装架随之旋转，使得经由所述第一执行辊及所述第二执行辊的布匹受到张力。

6.如权利要求4或5所述的自除摩尔纹的自动验布系统，其特征在于：

其中，所述执行辊机构还包含用于提供驱动力的电力驱动装置。

7.如权利要求1所述的自除摩尔纹的自动验布系统，其特征在于：

其中，所述验布控制系统具有：图像接收模块、图像瑕疵分析模块、信号生成模块、电动执行器、图像比对判断模块、记录存储模块；

所述图像接收模块用于接收所述摄像头传输的成像图像；

所述图像瑕疵分析模块用于分析布匹成像图像中是否存在瑕疵；

所述信号生成模块用于当所述图像瑕疵分析模块分析得出布匹成像图像中存在瑕疵时，生成相应的执行控制信号；

所述电动执行器根据所述执行控制信号控制所述执行辊机构动作；

所述图像比对判断模块用于比对执行辊机构动作前和动作后的的布匹成像图像，判断所述布匹成像图像中的存在瑕疵是否为摩尔纹；

所述记录存储模块用于存储布匹的相关信息，并记录所述图像接收模块接收的布匹成像图像数据、所述图像瑕疵分析模块得到的瑕疵分析数据、所述图像比对判断模块得到的摩尔纹判断数据。

8.如权利要求7所述的自除摩尔纹的自动验布系统，其特征在于：

其中，所述验布控制系统还具有电子计米器；

所述电子计米器设置在所述收卷辊的上游，用于对经过布匹的长度进行计量；

所述记录存储模块按照布匹计量长度相应记录所述布匹成像图像数据、所述瑕疵分析数据、所述摩尔纹判断数据。

9.如权利要求7所述的自除摩尔纹的自动验布系统，其特征在于：

其中，所述验布控制系统还具有光电接近开关、电源控制模块；

所述光电接近开关在所述收卷辊的上游，用于感应是否仍然有布匹经过；

所述电源控制模块用于当所述光电接近开关感应到不再有布匹经过时，控制总电源关闭。

10.一种自除摩尔纹的自动验布方法，其特征在于，采用上述权利要求1-9中的任一项所述的自除摩尔纹的自动验布系统进行自动验布，包括：

步骤一，对传送过程中布匹进行成像拍摄，获得布匹成像图像；

步骤二，分析布匹成像图像中是否存在瑕疵；

步骤三，当布匹成像图像中存在瑕疵时，控制执行辊机构动作，以对布匹施加张力；

步骤四，对施加张力前和施加张力后的布匹成像图像进行比对，判断瑕疵是否为摩尔纹；

步骤五，实时记录步骤一得到的布匹成像图像数据、步骤二得到的瑕疵分析数据、步骤四得到的摩尔纹判断数据。

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