CN209296607U

CN209296607U - 智能验布装置

Info

Publication number: CN209296607U
Application number: CN201821766547.2U
Authority: CN
Inventors: 金玲玲; 饶东升; 何文玮; 麦瑞彬
Original assignee: Shenzhen Lingtu Huishi Technology Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Lingtu Huishi Technology Co Ltd
Priority date: 2018-10-30
Filing date: 2018-10-30
Publication date: 2019-08-23
Anticipated expiration: 2028-10-30

Abstract

本申请公开了智能验布装置，包括验布机体，还包括多媒体应用处理器单元、摄像采集单元、数据采集单元、PLC单元和数据传输单元。本申请实施例的方案使验布机具备智能联网的功能，多媒体应用处理器单元可将疵点检测应用程序的数据以及采集的PLC单元的数据通过数据传输单元实时传输至云端数据中心进行分析以供生产管理者或验布机维护者使用。

Description

智能验布装置

技术领域

本申请涉及布料疵点检测技术领域，特别涉及一种智能验布装置。

背景技术

纺织品在进入市场之前会进行一系列的检测，纺织品疵点检测就是不可或缺的一个检测项目。纺织品一个很小的疵点就会影响购买者的心情进而对厂商产生不信赖感。纺织品在印染过程中由于染色工艺和操作等问题会在纺织物外观留下疵点(如：转印不同步、染色不足、走色，色斑等)，对产品质量造成很大的影响。

国内外纺织行业对布料的疵点检测主要是通过安排专人来监督实现的。由于人的精力和注意力有限，在高强度的工作环境中往往可能会出现疏漏，使检测环节成为纺织行业检测成为生产流水线上的瓶颈。由于采用人工检测的手段错误率高且效率低，近年来逐渐发展基于机器视觉的布料疵点检测技术以代替人工检测——即验布机，其利用相机采集布料图像并利用计算机运行的疵点检测应用程序和/或检测算法(例如神经网络模型)对布料图像进行检测以对疵点进行识别。

目前，现有的验布机多为独立工作，缺乏与数据中心、云、大数据等技术的联结，生产管理者或验布机维护者无法实时获得多台验布机的实时进度、检验速度、运行时间以及检测精度等，从而制定相关策略或远程维护升级，往往无法在实际应用中做出统筹或快速反应，不足日益突显。

发明内容

鉴于以上问题，本申请的实施例提供一种智能验布装置，其能解决上述背景技术部分提到的问题。

按照本申请的实施例的智能验布装置，包括验布机体，还包括多媒体应用处理器单元、摄像采集单元、数据采集单元、PLC单元和数据传输单元；其中，所述多媒体应用处理器单元用于运行疵点检测应用程序；所述摄像采集单元与所述多媒体应用处理器单元连接，用于获取布料图像；所述数据采集单元连接于所述多媒体应用处理器单元与所述PLC单元之间，所述PLC单元用于控制所述验布机体；所述数据传输单元与所述多媒体应用处理器单元连接。

在上述智能验布装置的一实施方式中，所述多媒体应用处理器单元采用MIPS架构或ARM架构或INTEL架构。

在上述智能验布装置的一实施方式中，所述摄像采集单元包括CMOS摄像头或CCD摄像头或CIS摄像头。

在上述智能验布装置的一实施方式中，所述数据采集单元包括RS232接口、RS485接口或RJ45接口。

在上述智能验布装置的一实施方式中，所述数据传输单元包括包括4G、wifi无线传输单元或以太网模块。

在上述智能验布装置的一实施方式中，还包括与所述多媒体应用处理器单元连接的显示单元、人机接口单元、外存储器单元的至少一种。

在上述智能验布装置的一实施方式中，所述显示单元包括LCD显示屏幕或OLED显示屏幕；所述人机接口单元包括控制键或触摸屏。

在上述智能验布装置的一实施方式中，还包括内存单元和可编程逻辑单元；其中，所述内存单元分别与所述多媒体应用处理器单元和所述可编程逻辑单元连接，供所述多媒体应用处理器单元或所述可编程逻辑单元写入或读出数据；所述可编程逻辑单元与所述多媒体应用处理器单元连接，用于运行疵点检测神经网络模型。

在上述智能验布装置的一实施方式中，所述内存单元包括SDRAM或DDR。

在上述智能验布装置的一实施方式中，所述可编程逻辑单元包括至少一存储模块、至少一计算模块以及控制模块；所述至少一存储模块用于存储操作指令、运算数据和疵点检测神经网络的权重数据；所述至少一计算模块用于根据所述操作指令、运算数据和权重数据执行疵点检测神经网络模型计算中向量乘加操作以得到计算结果；所述控制模块与所述至少一存储模块、至少一计算模块相连，用于经由所述至少一存储模块获得操作指令，并且解析操作指令以控制所述至少一计算模块。

从以上的描述可以看出，本申请的实施例的方案通过设置多媒体应用处理器单元、数据采集单元和数据传输单元，使验布机具备智能联网的功能，多媒体应用处理器单元可将疵点检测应用程序的数据以及采集的PLC单元的数据通过数据传输单元实时传输至云端数据中心进行分析以供生产管理者或验布机维护者使用。

附图说明

图1为按照本申请的一个实施例的智能验布装置的结构示意图；

图2为按照本申请的一个实施例的验布机体的结构示意图；

图3为按照本申请的一个实施例的多媒体应用处理器单元与摄像采集单元/外存储器单元的连接原理图；

图4为按照本申请的一个实施例的多媒体应用处理器单元与数据传输单元的连接原理图；

图5为按照本申请的一个实施例的多媒体应用处理器单元与显示单元的连接原理图；

图6为按照本申请的另一个实施例的智能验布装置的结构示意图；

图7为按照本申请的一个实施例的可编程逻辑单元的示意图；

图8为按照本申请的一个实施例的使用多媒体应用处理器与可编程逻辑单元协同处理的架构示意图。

具体实施方式

现在将参考示例实施方式讨论本文描述的主题。应该理解，讨论这些实施方式只是为了使得本领域技术人员能够更好地理解从而实现本文描述的主题，并非是对权利要求书中所阐述的保护范围、适用性或者示例的限制。可以在不脱离本公开内容的保护范围的情况下，对所讨论的元素的功能和排列进行改变。各个示例可以根据需要，省略、替代或者添加各种过程或组件。例如，所描述的方法可以按照与所描述的顺序不同的顺序来执行，以及各个步骤可以被添加、省略或者组合。另外，相对一些示例所描述的特征在其他例子中也可以进行组合。

在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设定进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

图1示出了按照本申请的一个实施例的智能验布装置的结构示意图，其中虚线箭头表示控制信号，空心箭头表示数据传输。如图1所示，智能验布装置包括验布机体100，优选还包括：多媒体应用处理器单元102、摄像采集单元104、数据采集单元106、PLC单元108和数据传输单元110。其中，多媒体应用处理器单元102分别与摄像采集单元104、数据采集单元106和数据传输单元110连接，数据采集单元106与PLC单元108连接，PLC单元108与验布机体100连接。

图2示出了按照本申请的一个实施例的验布机体的结构示意图，如图2所示，验布机体100主要由机架202与设置在机架202上的布料传送组件204组成，PLC单元108与布料传送组件204连接，控制布料传送组件204传送布料至智能验布装置的检测区域。布料传送组件204包括传动辊、电机和同步带，电机带动同步带的传动从而带动传动辊转动。摄像采集单元104设置在机架202上位于布料传送组件检测区域的上方，拍摄经过检测区域的布料图像。在其他实施方式中，验布机体100还可以包括贴标组件206，贴标组件206设置在机架202上位于检测区域的后方，用于对检测出疵点的区域进行贴标标记。PLC单元108与贴标组件206连接，控制贴标组件206进行贴标。在其他实施方式中，PLC单元108还可以与验布机体100外围的装置连接，以控制相应的外围装置，外围装置例如但不限于收放卷装置、叠布装置、进布装置等。

在其他实施方式中，PLC单元108还可以接收验布机体100发送的数据，例如验布机体100还包括计米组件(图中未示出)，计米组件用于获取计量布料已检测的米数。PLC单元108与计米组件连接，接收计米组件发送的数据。计米组件可以采用编码器，例如可以采用日本欧姆龙高精度旋转编码器。

多媒体应用处理器(Multimedia Application Processor)单元102相比于基于PC的CPU芯片具有体积小、功耗低的优点。多媒体应用处理器单元102可以采用包括MIPS架构或ARM架构或INTEL架构，主要用于运行操作系统和疵点检测应用程序。操作系统例如但不限于windows Phone、Android、iOS、Linux操作系统。多媒体应用处理器单元102是硬核，硬件结构固定，用软件进行调度。

摄像采集单元104包括CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)摄像头或CCD(Charge Coupled Device，感光耦合组件)摄像头或CIS(Contact Image Sensor，接触式传感器件)摄像头。摄像采集单元104用于采集布料图像。图3以ARM处理器和CCD摄像头为例示出了一实施例的多媒体应用处理器单元与摄像采集单元的连接原理图。其中，USB接口模块的数据端D1₊、D1_-与ARM处理器相对应的数据端DNO、DPO连接，USB接口模块的数据端D1₊、D1_-与CCD摄像头连接。

数据采集单元106用于采集数据设备运行数据，数据采集单元106支持RS232、RS485或RJ45接口，支持高速和低速多种串口，波特率范围可以为3Mbps及1200bps-19200bps，数据位为8-bit，支持奇偶校验，其中低速适合作为RS485接口使用。数据采集单元106提供RS232、RS485、RJ45接口，支持ModBus、TCP/IP、PPI等多种工业标准接口协议，例如，PLC采用较多的PPI协议，通过RS232转RS485连接，对采集地址以PPI协议进行编码，采集返回值以PPI协议解码；采集数据传输给多媒体应用处理器单元102进行处理。

PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)单元108用于控制执行机构和采集模拟量信号。PLC单元108例如但不限于可以采用西门子1200-PLC，由CPU1214C和模拟量SM1231-4AI组成，其中，CPU1214C用来输出执行机构动作以及运行和故障信号，SM1231-4AI用来采集相关装置所发出来的模拟量信号。

数据传输单元110用于与数据中心进行数据传输，多媒体应用处理器单元102对采集的数据进行处理后提交给数据传输单元110。数据传输单元110包括但不限于4G、wifi无线传输单元或以太网模块，支持Tcp/Udp多种通信协议，智能验布装置定时向数据中心发送心跳包，保持连接；数据传输线程能实时处理定时采集数据、设备操作命令、设备更新操作等功能。图4以ARM处理器和以太网模块为例示出了一实施例的多媒体应用处理器与数据传输单元的连接原理图，其中，以太网模块的数据端SD[0：15]与ARM处理器的数据端MD[0：15]连接，以太网模块的地址端CMD与ARM处理器的地址端MA2连接，以太网模块的中断端INT与ARM处理器的中断端EINTO连接，以太网模块的读使能端IOR与ARM处理器的读使能端nOE连接，以太网模块的写使能端IOW与ARM处理器的写使能端nWE连接，以太网模块的片选端AEN与ARM处理器的片选端nGCS1连接；以太网模块的数据端TX+、TX-、RX+、RX-与网络设备相对应的端口连接。以太网模块可以采用由以太网芯片DM9000、网络变压器和RJ45接口组成。

继续参考图1，在其他实施例中，智能验布装置还可以包括与多媒体应用处理器单元102连接的显示单元112、人机接口单元114、外存储器单元116的至少一种。显示单元112包括LCD显示屏幕或OLED显示屏幕，用于显示系统界面和程序界面。图5以ARM处理器和LCD显示屏幕为例示出了一实施例的多媒体应用处理器单元与显示单元的连接原理图。其中，LCD显示屏幕的数据端R[4：0]、G[5：0]、B[4：0]与ARM处理器相对应的视频数据端VD[23：19]、VD[15：10]、VD[7：3]连接，LCD显示屏幕的帧同步信号端VSYNC与ARM处理器的帧同步信号端VFRAME连接，LCD显示屏幕的行同步端HSYNC与ARM处理器的行同步端VINE连接，LCD显示屏幕的时钟信号端CLK与ARM处理器的时钟信号端VCLK连接，LCD显示屏幕的控制端DENB与ARM处理器的控制端VM连接。人机接口单元114包括但不限于控制键或触摸屏。外存储器单元116包括但不限于SD卡、U盘等，图3以ARM处理器和U盘为例示出了一实施例的多媒体应用处理器单元与外存储器单元的连接原理图。其中，USB接口模块的数据端D2+、D2-与ARM处理器相对应的数据端DN1、DP1连接；USB接口模块的数据端D2+、D2-与外存储器连接。

从以上描述可以看出，本申请的实施例的方案通过设置多媒体应用处理器单元、数据采集单元和数据传输单元，使验布机具备智能联网的功能，多媒体应用处理器单元可将疵点检测应用程序的数据以及采集的PLC单元的数据通过数据传输单元实时传输至云端数据中心进行分析以供生产管理者或验布机维护者使用。

请参阅图6，在上述任一实施例基础上，智能验布装置还可以包括内存单元118和可编程逻辑单元120。其中，内存单元118分别与多媒体应用处理器单元102和可编程逻辑单元120连接，供多媒体应用处理器单元102或可编程逻辑单元120写入或读出数据；可编程逻辑单元120与多媒体应用处理器单元102连接，用于运行疵点检测神经网络模型。

内存单元118包括SDRAM(同步动态随机存储器)或DDR(双倍速率同步动态随机存储器)，内存单元118供多媒体应用处理器单元102和可编程逻辑单元120写入或读出数据。例如，多媒体应用处理器单元102将摄像采集单元104采集的图像数据、神经网络模型参数和指令等写入内存单元118中，可编程逻辑单元120从内存单元118读取图像数据、模型参数和指令执行疵点检测神经网络模型的运算处理，并将运算处理的结果写入内存单元118，多媒体应用处理器单元102从内存单元118读取运算处理结果，根据运算处理结果输出疵点检测结果。

可编程逻辑单元120是可编程的硬件逻辑，硬件结构可变。例如，可编程逻辑单元120可以是FPGA。可编程逻辑单元120用于运行疵点检测神经网络模型。图7示出了一实施例的可编程逻辑单元的示意图。如图7所示，可编程逻辑单元120包括至少一存储模块、至少一计算模块以及控制模块；至少一存储模块用于存储操作指令、运算数据和疵点检测神经网络的权重数据；至少一计算模块用于根据操作指令、运算数据和权重数据执行疵点检测神经网络计算中向量乘加操作以得到计算结果；控制模块与至少一存储模块、至少一计算模块相连，用于经由至少一存储模块获得操作指令，并且解析操作指令以控制至少一计算模块。其中存储模块包括输入数据存储模块、输出数据存储模块、权重存储模块和指令存储模块。

可编程逻辑单元120可通过DMA总线或AXI总线分别与多媒体应用处理器单元102和内存单元118连接；多媒体应用处理器单元102还与DMA总线或AXI总线连接，通过控制DMA总线或AXI总线以在内存单元118和可编程逻辑单元120之间传输指令和数据。图8以DMA总线为例示出了一实施例的使用多媒体应用处理器与可编程逻辑单元协同处理的架构示意图。如图8所示，可编程逻辑单元120设置有：复杂计算核、输入buffer、输出buffer、控制模块和直接存储器访问(DMA)。其中，复杂计算核包括至少一计算模块。芯片缓冲区包括输入buffer和输出buffer，准备计算模块使用的数据并存储结果。控制模块获取指令、对指令解码(如需要)，以及对可编程逻辑单元120中的模块进行调配(除了DMA)。DMA用于传输内存单元118和可编程逻辑单元120之间的数据和指令。图8所示的硬件架构仅是功能划分，多媒体应用处理器单元102与可编程逻辑单元120的界限并不绝对。例如，具体实施时，多媒体应用处理器单元102、可编程逻辑单元120，以及，DMA总线或AXI总线可以实现在一个SOC上，例如xilinx的Zynq芯片。内存单元118可以由另一个存储器芯片实现，与SOC芯片相连接。

从以上的描述可以看出，本申请的实施例的方案通过设置可编程逻辑单元运行疵点检测神经网络模型，使智能验布机具备深度学习能力，可编程逻辑单元实现加速疵点检测神经网络的检测过程，相较于软件运行算法，提高了检测识别速度以及稳定性，并且硬件电路可以灵活改变，便于后期算法优化和系统升级。

上面结合附图阐述的具体实施方式描述了示例性实施例，但并不表示可以实现的或者落入权利要求书的保护范围的所有实施例。在整个本说明书中使用的术语“示例性”意味着“用作示例、实例或例示”，并不意味着比其它实施例“优选”或“具有优势”。出于提供对所描述技术的理解的目的，具体实施方式包括具体细节。然而，可以在没有这些具体细节的情况下实施这些技术。在一些实例中，为了避免对所描述的实施例的概念造成难以理解，公知的结构和装置以框图形式示出。

本公开内容的上述描述被提供来使得本领域任何普通技术人员能够实现或者使用本公开内容。对于本领域普通技术人员来说，对本公开内容进行的各种修改是显而易见的，并且，也可以在不脱离本公开内容的保护范围的情况下，将本文所定义的一般性原理应用于其它变型。因此，本公开内容并不限于本文所描述的示例和设计，而是与符合本文公开的原理和新颖性特征的最广范围相一致。

Claims

1.智能验布装置，包括验布机体，其特征在于，还包括多媒体应用处理器单元、摄像采集单元、数据采集单元、PLC单元和数据传输单元；其中，

所述多媒体应用处理器单元用于运行疵点检测应用程序；

所述摄像采集单元与所述多媒体应用处理器单元连接，用于获取布料图像；

所述数据采集单元连接于所述多媒体应用处理器单元与所述PLC单元之间，所述PLC单元用于控制所述验布机体；

所述数据传输单元与所述多媒体应用处理器单元连接。

2.根据权利要求1所述的智能验布装置，其特征在于，所述多媒体应用处理器单元采用MIPS架构或ARM架构或INTEL架构。

3.根据权利要求1所述的智能验布装置，其特征在于，所述摄像采集单元包括CMOS摄像头或CCD摄像头或CIS摄像头。

4.根据权利要求1所述的智能验布装置，其特征在于，所述数据采集单元包括RS232接口、RS485接口或RJ45接口。

5.根据权利要求1所述的智能验布装置，其特征在于，所述数据传输单元包括4G、wifi无线传输单元或以太网模块。

6.根据权利要求1所述的智能验布装置，其特征在于，还包括与所述多媒体应用处理器单元连接的显示单元、人机接口单元、外存储器单元的至少一种。

7.根据权利要求6所述的智能验布装置，其特征在于，所述显示单元包括LCD显示屏幕或OLED显示屏幕；所述人机接口单元包括控制键或触摸屏。

8.根据权利要求1-7任一项所述的智能验布装置，其特征在于，还包括内存单元和可编程逻辑单元；其中，

所述内存单元分别与所述多媒体应用处理器单元和所述可编程逻辑单元连接，供所述多媒体应用处理器单元或所述可编程逻辑单元写入或读出数据；

所述可编程逻辑单元与所述多媒体应用处理器单元连接，用于运行疵点检测神经网络模型。

9.根据权利要求8所述的智能验布装置，其特征在于，所述内存单元包括SDRAM或DDR。

10.根据权利要求8所述的智能验布装置，其特征在于，所述可编程逻辑单元包括至少一存储模块、至少一计算模块以及控制模块；所述至少一存储模块用于存储操作指令、运算数据和疵点检测神经网络的权重数据；所述至少一计算模块用于根据所述操作指令、运算数据和权重数据执行疵点检测神经网络模型计算中向量乘加操作以得到计算结果；所述控制模块与所述至少一存储模块、至少一计算模块相连，用于经由所述至少一存储模块获得操作指令，并且解析操作指令以控制所述至少一计算模块。