CN212459435U - 纺织品织物表面瑕疵检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种纺织品织物表面瑕疵检测装置，包括图像采集单元、支架组件及横向限位结构，图像采集单元包括工业相机、照明灯具及亮度传感器，支架组件包括第一支撑杆、第二支撑杆、吊杆及横向支撑杆，横向限位结构包括连杆、拉手及限位销。通过将图像采集单元通过支架组件与纺织机相结合，装配方式简单，占用空间小且更加适用于圆织机垂直织物表面的瑕疵检测；横向限位结构与图像采集单元相配合，实现了图像采集单元的快速更换与维修。

Description

纺织品织物表面瑕疵检测装置

技术领域

本实用新型涉及视觉检测技术领域，尤其是涉及一种纺织品织物表面瑕疵检测装置。

背景技术

随着纺织机械制造技术的发展和进步，圆织机因其转速高、产量大、性能稳定、织物品质好的特点使其受到纺织业的广泛青睐。但是，在原坯料生产过程中还是会产生诸如漏针、勾丝、断经、缺纬等问题，极大影响了织物的等级。然而，当下市场对产品质量的要求正在不断提升，在纺织行业中织物的质量检测要求随着这种发展趋势愈加严格，并随着纺织品产量的持续增长，织物检测过程对速度与精度的要求大大提升，而传统人工检测的方法因人眼视觉存在偏差，导致其检测速度慢、成本高、标准化程度低、误检率大，因此快速并且精确地检测出纺织品瑕疵成为生产过程中亟待解决的问题。

国外的一些大型纺织企业在纺织品瑕疵的自动化检测装置的研发和应用上已经具备了较好的技术基础，目前主流设备主要有以色列EVS公司的IQ-TEX4 自动在线检测装置和美国BMS Vision公司的Cyclops自动在线织物检测装置等，但其售价高昂、系统复杂、日常维护难度大，且不能与已有的纺织设备有机结合占用了较多的空间，不能够普遍适用于国内的生产环境和实际国情。

此外，传统织物表面瑕疵检测装置只适用于织物在水平方向运行时对织物表面的瑕疵进行检测，而对于圆织机而言，其织物是在竖直方向运行的，使用传统织物表面瑕疵检测装置需要占用较大的空间，无法针对圆织机的特点适用。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：为了克服现有技术中织物表面瑕疵的检测效率和精度仍然不够理想的问题，不能与已有的纺织设备有机结合占用了较多的空间，且对于圆织机适用性差的问题，提供一种纺织品织物表面瑕疵检测装置、检测系统及其检测方法。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种纺织品织物表面瑕疵检测装置，包括图像采集单元、支架组件及横向限位结构；

所述图像采集单元包括工业相机、照明灯具及亮度传感器；所述支架组件包括第一支撑杆、第二支撑杆、吊杆及横向支撑杆；

所述工业相机及照明灯具均设置在吊杆上，围绕着吊杆设置有多个工业相机，照明灯具设置于吊杆的底端；所述亮度传感器设置在纺织机的外部，用于检测外界环境的光照强度；所述横向支撑杆上设置有滑槽，吊杆的顶端滑动设置在滑槽内；

所述横向限位结构包括连杆、拉手及限位销，所述连杆与吊杆固定连接，所述连杆远离吊杆的一端设置有拉手，连杆上开设有限位孔，限位销插设在限位孔内并用于限制吊杆与横向支撑杆发生相对滑动；所述横向支撑杆的一端与第一支撑杆的上端固定连接，另一端与第二支撑杆的上端固定连接。

进一步的，所述连杆上开设有与第二支撑杆相匹配的位移槽，所述位移槽与第二支撑杆滑动连接，所述第二支撑杆上开设有与限位销相匹配的销孔，所述限位销穿过限位孔后插设在第二支撑杆的销孔内。

进一步的，所述横向支撑杆上开设有与限位销相匹配的销孔，所述限位销穿过限位孔后插设在横向支撑杆的销孔内。

进一步的，所述第一支撑杆的下端及第二支撑杆的下端均固定在纺织机外侧的地面上。

进一步的，所述第一支撑杆的下端及第二支撑杆的下端均固定在纺织机上。

进一步的，所述工业相机设置在升降装置上，所述升降装置包括升降板、螺母、螺杆及电机，所述工业相机与升降板固定连接，升降板与螺母固定连接，螺母与螺杆螺纹传动连接，所述电机的输出端与螺杆传动连接，螺母沿螺杆的轴线方向滑动设置在吊杆上，电机与吊杆固定连接。

优选的，所述升降板上设置有一组两个上下分布的工业相机，所述螺杆的下端设置有限位开关，用于限制螺母的行程。

优选的，所述螺母为滚珠丝杠螺母，所述螺杆为滚珠丝杠螺杆。

优选的，所述照明灯具为环形灯。

优选的，所述工业相机为CCD相机。

应用于上述纺织品织物表面瑕疵检测装置的检测方法，包括如下步骤：

S01，调节光照强度；

S02，采集待检测图像；

S03，对采集到的待检测图像进行灰度化处理；

S04，使用滤波算法对灰度化处理后的图像进行滤波去噪；

S05，进行Blob特征点检测，判断是否存在斑点；如果有斑点，则停机处理，计算滤波处理后的图像的斑点位置并提取该位置信息；如果没有斑点，则进入S06；

S06，运用Canny算子进行轮廓检测和提取，判断是否存在连通区域；如果有连通区域，停机处理；如果没有连通区域，进入S07；

S07，采用7×7的线检测模板进行检测，对滤波处理后的图像进行0°、45°、90°及135°四个方向的线检测，针对每一个像素点(x,y)取0°、45°、90°及 135°四个方向线检测后得到的图像在该像素点(x,y)处的灰度值中的最大值作为该像素点(x,y)处的灰度值g(x,y)，即g(x,y)＝max(fa(x,y),fb(x,y),fc(x,y),fd(x,y))，其中fa(x,y)、fb(x,y)、fc(x,y)及fd(x,y)分别为0°、45°、90°及135°四个方向的线检测后得到的图像在该像素点(x,y)处的灰度值，判断是否存在直线；如果存在直线，则停机处理；如果不存在直线，则进入S08；

S08，本次待检测图像检测结束，进入下一帧图像的检测。

进一步的，S04中所述的滤波算法为卡尔曼滤波算法，使用卡尔曼滤波算法对灰度化处理后的图像进行滤波去噪，对灰度化处理后的图像进行0°、45°、 90°及135°四个方向的卡尔曼滤波，分别加以滤波去噪获得四副处理后的图像，取四幅处理后的图像的每一个像素位置的最大灰度值作为融合后的对应像素灰度值，其中：

0°方向的卡尔曼滤波公式为g(i,j)＝k·f(i,j-1)+(1-k)·f(i,j)；

45°方向的卡尔曼滤波公式为g(i,j)＝k·f(i+1,j-1)+(1-k)·f(i,j)；

90°方向的卡尔曼滤波公式为g(i,j)＝k·f(i-1,j)+(1-k)·f(i,j)；

135°方向的卡尔曼滤波公式为g(i,j)＝k·f(i-1,j-1)+(1-k)·f(i,j)；

公式中f(i,j)为灰度化处理后图像上第i行、第j列的像素灰度值，g(i,j)为卡尔曼滤波处理后的图像第i行、第j列的像素灰度值，k为滤波系数k∈(0,1)。

基于上述一种纺织品织物表面瑕疵检测方法的检测系统，包括：光源控制模块、图像采集模块、图像处理模块、显示模块及操控模块；

所述光源控制模块与操控模块相连接，用于根据亮度传感器检测到的光照强度对照明灯具的亮度进行调节控制；

所述图像采集模块与图像处理模块及显示模块相连接，用于通过工业相机采集待检测图像，并将采集到的图像传送至图像处理模块及显示模块；

所述图像处理模块与显示模块相连接，用于对采集到的图像进行灰度化处理、滤波去噪处理及瑕疵检测，并将检测结果传送至显示模块；

显示模块与操控模块相连接，用于显示图像处理模块处理后的检测结果以及图像采集模块所采集的待检测图像；

操控模块用于控制光源控制模块及进行停复机操作。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过将图像采集单元通过支架组件与纺织机相结合，装配方式简单，占用空间小且更加适用于圆织机垂直织物表面的瑕疵检测，图像采集单元可根据环境光的明暗程度调整纺织机内的照明亮度，从而使织物表面瑕疵检测效率及精度更高；横向限位结构与图像采集单元相配合，实现了图像采集单元的快速更换与维修。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型纺织品织物表面瑕疵装置所使用检测方法的流程图；

图2是本实用新型纺织品织物表面瑕疵装置应用检测系统的模块框架图；

图3是使用本实用新型纺织品织物表面瑕疵检测装置实施例一的结构示意图；

图4是使用本实用新型纺织品织物表面瑕疵检测装置实施例一中横向限位结构的主视图；

图5是使用本实用新型纺织品织物表面瑕疵检测装置实施例一中横向限位结构的俯视图；

图6是使用本实用新型纺织品织物表面瑕疵检测装置实施例二的结构示意图；

图7是使用本实用新型纺织品织物表面瑕疵检测装置实施例二中横向限位结构的俯视图。

图中：1、纺织机，2、工业相机，3、照明灯具，4、亮度传感器，5、第一支撑杆，6、第二支撑杆，7、吊杆，8、横向支撑杆，9、升降板，10、螺母，11、螺杆，12、电机，13、限位开关，14、连杆，15、拉手，16、限位销，17、限位孔，18、位移槽。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

如图1所示为本实用新型纺织品织物表面瑕疵检测装置所使用检测方法的流程图，具体检测步骤如下：

S01，调节光照强度；

通过亮度传感器4检测纺织机1所处环境的光照强度，根据纺织机1所处环境的光照强度对照明灯具3的亮度进行调节控制，便于采集到更加清晰的待检测图像。

S02，采集待检测图像；

通过工业相机2对纺织物进行实时的图像采集，作为待检测图像。

S03，对采集到的待检测图像进行灰度化处理；

使用现有的图像灰度化处理方法(例如：分量法、最大值法、平均值法和加权平均值法等)对采集到的彩色待检测图像进行灰度化处理，从而减少运算量提高纺织物表面瑕疵检测的处理速度。

S04，使用卡尔曼滤波算法对灰度化处理后的图像进行滤波去噪，对灰度化处理后的图像进行0°、45°、90°及135°四个方向的卡尔曼滤波，分别加以滤波去噪获得四副处理后的图像，取四幅处理后的图像的每一个像素位置的最大灰度值作为融合后的对应像素灰度值，其中：

0°方向的卡尔曼滤波公式为g(i,j)＝k·f(i,j-1)+(1-k)·f(i,j)；

45°方向的卡尔曼滤波公式为g(i,j)＝k·f(i+1,j-1)+(1-k)·f(i,j)；

90°方向的卡尔曼滤波公式为g(i,j)＝k·f(i-1,j)+(1-k)·f(i,j)；

135°方向的卡尔曼滤波公式为g(i,j)＝k·f(i-1,j-1)+(1-k)·f(i,j)；

公式中f(i,j)为灰度化处理后图像上第i行、第j列的像素灰度值，g(i,j)为卡尔曼滤波处理后的图像第i行、第j列的像素灰度值，k为滤波系数k∈(0,1)；

滤波系数k的取值表示滤波的严重程度，当k＝0时相当于没有进行序贯滤波，当k＝1时，表示最严重的卡尔曼滤波，此时相当于将灰度化处理后图像进行了平移操作，因此k的取值范围介于0～1之间。

S05，进行Blob特征点检测，判断是否存在斑点；如果有斑点，则停机处理，计算滤波处理后的图像的斑点位置并提取该位置信息；如果没有斑点，则进入S06；

Blob特征点检测的方法和过程在公开号为CN108364291A的发明专利申请中已经公开，在此不再赘述。Blob特征点检测主要用于判断织物表面是否存在斑点，具体通过筛选待检测图像的相应区域内的各个二值图像斑点的中心点坐标，待检测图像斑点的位置由该斑点的所有二值图像斑点的中心点坐标的加权和得到；如果有斑点，该纺织机1停止运行车间修补人员进行现场修补；如果没有斑点，则进入S06。

S06，运用Canny算子进行轮廓检测和提取，判断是否存在连通区域；如果有连通区域，停机处理；如果没有连通区域，进入S07；

运用Canny算子进行轮廓检测和提取的方法和过程在公开号为 CN108364291A的发明专利申请中已经公开，在此不再赘述。运用Canny算子进行轮廓检测和提取主要用于判断织物表面是否存在连通区域，首先对待检测图像运用Canny双阈值算法进行边缘检测，将低阈值中与高阈值的边缘有重叠的线条保留其他的线条都删除得到边缘点的轮廓信息，然后对边缘的轮廓信息进行提取，最后显示所有检测出的连通区域的轮廓。如果有连通区域，纺织机1 停止运行车间修补人员进行现场修补；如果没有连通区域，则进入S07。

S07，采用7×7的线检测模板进行检测，对滤波处理后的图像进行0°、45°、 90°及135°四个方向的线检测，针对每一个像素点(x,y)取0°、45°、90°及 135°四个方向线检测后得到的图像在该像素点(x,y)处的灰度值中的最大值作为该像素点(x,y)处的灰度值g(x,y)，即g(x,y)＝max(fa(x,y),fb(x,y),fc(x,y),fd(x,y))，其中fa(x,y)、fb(x,y)、fc(x,y)及fd(x,y)分别为0°、45°、90°及135°四个方向的线检测后得到的图像在该像素点(x,y)处的灰度值，判断是否存在直线；如果存在直线，则停机处理；如果不存在直线，则进入S08；

采用7×7的线检测模板进行检测主要用于检测织物表面是否存在缺经、断纬等呈线性的瑕疵，7×7的线检测模板是在现有的3×3的线检测模板的基础上，增加了斜方向的模板算子，用来检测45度和135度的线性缺陷，对待检测图像进行0°、45°、90°及135°四个方向的线检测。

S08，本次待检测图像检测结束，进入下一帧图像的检测。

如图2所示为基于本实用新型纺织品织物表面瑕疵检测装置所使用检测系统的模块框架图，该纺织品织物表面瑕疵检测系统包括：光源控制模块、图像采集模块、图像处理模块、显示模块及操控模块。

光源控制模块与操控模块相连接，用于根据亮度传感器4检测到的光照强度对照明灯具3的亮度进行调节控制；

光源控制模块主要包括亮度传感器4及照明灯具3，亮度传感器4检测纺织机1所处环境的光照强度，并根据纺织机1所处环境的光照强度对照明灯具3 的亮度进行调节控制，便于采集到更加清晰的待检测图像。

所述图像采集模块与图像处理模块及显示模块相连接，用于通过工业相机2 采集待检测图像，并将采集到的图像传送至图像处理模块及显示模块；

图像采集模块主要包括工业相机2，工业相机2将采集到的待检测图像传送至图像处理模块进行灰度化处理灰度化处理、滤波去噪处理及瑕疵检测，并将采集到的待检测图像同时传送至显示模块，便于工作人员对检测到的瑕疵点进行比对。

所述图像处理模块与显示模块相连接，用于对采集到的图像进行灰度化处理、滤波去噪处理及瑕疵检测，并将检测结果传送至显示模块；

图像处理模块将织物表面瑕疵检测结果传送至显示模块，便于工作人员对检测到的瑕疵点与织物表面图像进行比对以确认瑕疵检测结果是否正确。

显示模块与操控模块相连接，用于显示图像处理模块处理后的检测结果以及图像采集模块所采集的待检测图像；

操控模块用于控制光源控制模块及进行停复机操作。

实施例一

如图3所示是是使用本实用新型纺织品织物表面瑕疵检测装置实施例一的结构示意图，包括图像采集单元、支架组件及横向限位结构，图像采集单元连接图像处理单元，所述图像处理单元为现有技术，将采集到的织物表面图像传输给图像处理单元进行分析判断；所述图像采集单元包括工业相机2、照明灯具3及亮度传感器4，本实施例中工业相机2为CCD相机，照明灯具3为环形灯；其中工业相机2设置于纺织机1的内部并与图像采集卡电性连接，用于向图像处理单元传送图像信息；所述照明灯具3设置于纺织机1内部，用于为工业相机2提供照明；所述亮度传感器4设置于纺织机1的外部，用于检测纺织机1 所处环境的光照强度，通过光源控制器对照明灯具3的亮度进行调整，所述光源控制器为现有技术可以控制照明灯具3的光照强度及照明时间，便于根据环境光合理控制光照强度，节能的同时亦可为工业相机2图像采集的清晰度提供保障。

支架组件包括第一支撑杆5、第二支撑杆6、吊杆7及横向支撑杆8；所述横向支撑杆8的一端与第一支撑杆5的上端固定连接，另一端与第二支撑杆6 的上端固定连接，第一支撑杆5的下端及第二支撑杆6的下端均固定在纺织机1 外侧的地面上；所述吊杆7位于纺织机1的中心线位置，所述工业相机2及照明灯具3均设置在吊杆7上，围绕着吊杆7设置有多个工业相机2，照明灯具3 设置在吊杆7上并分布在工业相机2的两端；本实施例设置有至少一组两个工业相机2，升降装置包括升降板9、螺母10、螺杆11及电机12，本实施例中，螺母10为滚珠丝杠螺母，螺杆11为滚珠丝杠螺杆，两个工业相机2上下相对均匀分布设置在升降装置的升降板9上并通过升降装置与吊杆7固定连接，升降板9与螺母10固定连接，螺母10与螺杆11螺纹传动连接，螺杆11的下端设置有限位开关13，用于限制螺母的行程。

电机12与吊杆7固定连接，电机12的输出端与螺杆11传动连接，螺母10 沿螺杆11的轴线方向滑动设置在吊杆7上，从而螺母10带动升降板9及其上的工业相机2升降，当两个工业相机2中的一个发生损坏时，升降板9可向下移动至限位开关13处之后停止移动，使其上的未损坏的工业相机2移动至已损坏的工业相机2所处的位置替代其进行织物的图像采集。

所述横向支撑杆8上设置有滑槽，吊杆7的一端通过滑槽与横向支撑杆8 滑动连接；如图4及图5所示，所述横向限位结构包括连杆14、拉手15及限位销16，所述连杆14与吊杆7固定连接，所述连杆14远离吊杆7的一端设置有拉手15，连杆14上开设有限位孔17，限位销16插设在限位孔17内并用于限制吊杆7与横向支撑杆8发生相对滑动，需要对工业相机2进行维修时，拔出限位销16，通过拉手15延滑槽将与横向限位机构连接的吊杆7及其上的工业相机2拉出便可对工业相机2进行维修保养。

实施例二

如图6所示是是使用本实用新型纺织品织物表面瑕疵检测装置实施例二的结构示意图，实施例二与实施例一的区别在于：本实施例中所述横向支撑杆8 的一端与第一支撑杆5的上端固定连接，另一端与第二支撑杆6的上端固定连接，第一支撑杆5及的下端第二支撑杆6的下端均固定在纺织机1上；此外，如图7所示，所述连杆14上开设有与第二支撑杆6相匹配的位移槽18，所述位移槽18与第二支撑杆6滑动连接，所述第二支撑杆6上开设有与限位销16相匹配的销孔，所述限位销16穿过限位孔17后插设在第二支撑杆6的销孔内。需要对工业相机2进行维修时，拔出限位销16，通过拉手15延滑槽将与横向限位机构连接的吊杆7及其上的工业相机2拉出便可对工业相机2进行维修保养。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种纺织品织物表面瑕疵检测装置，其特征在于：包括图像采集单元、支架组件及横向限位结构；

所述图像采集单元包括工业相机(2)、照明灯具(3)及亮度传感器(4)；所述支架组件包括第一支撑杆(5)、第二支撑杆(6)、吊杆(7)及横向支撑杆(8)；

所述工业相机(2)及照明灯具(3)均设置在吊杆(7)上，围绕着吊杆(7)设置有多个工业相机(2)，照明灯具(3)设置于吊杆(7)的底端；所述亮度传感器(4)设置在纺织机(1)的外部，用于检测外界环境的光照强度；所述横向支撑杆(8)上设置有滑槽，吊杆(7)的顶端滑动设置在滑槽内；

所述横向限位结构包括连杆(14)、拉手(15)及限位销(16)，所述连杆(14)与吊杆(7)固定连接，所述连杆(14)远离吊杆(7)的一端设置有拉手(15)，连杆(14)上开设有限位孔(17)，限位销(16)插设在限位孔(17)内并用于限制吊杆(7)与横向支撑杆(8)发生相对滑动；所述横向支撑杆(8)的一端与第一支撑杆(5)的上端固定连接，另一端与第二支撑杆(6)的上端固定连接。

2.如权利要求1所述的纺织品织物表面瑕疵检测装置，其特征在于：所述连杆(14)上开设有与第二支撑杆(6)相匹配的位移槽(18)，所述位移槽(18)与第二支撑杆(6)滑动连接，所述第二支撑杆(6)上开设有与限位销(16)相匹配的销孔，所述限位销(16)穿过限位孔(17)后插设在第二支撑杆(6)的销孔内。

3.如权利要求1所述的纺织品织物表面瑕疵检测装置，其特征在于：所述横向支撑杆(8)上开设有与限位销(16)相匹配的销孔，所述限位销(16)穿过限位孔(17)后插设在横向支撑杆(8)的销孔内。

4.如权利要求1所述的纺织品织物表面瑕疵检测装置，其特征在于：所述第一支撑杆(5)的下端及第二支撑杆(6)的下端均固定在纺织机(1)外侧的地面上。

5.如权利要求1所述的纺织品织物表面瑕疵检测装置，其特征在于：所述第一支撑杆(5)的下端及第二支撑杆(6)的下端均固定在纺织机(1)上。

6.如权利要求1所述的纺织品织物表面瑕疵检测装置，其特征在于：所述工业相机(2)设置在升降装置上，所述升降装置包括升降板(9)、螺母(10)、螺杆(11)及电机(12)，所述工业相机(2)与升降板(9)固定连接，升降板(9)与螺母(10)固定连接，螺母(10)与螺杆(11)螺纹传动连接，所述电机(12)的输出端与螺杆(11)传动连接，螺母(10)沿螺杆(11)的轴线方向滑动设置在吊杆(7)上，电机(12)与吊杆(7)固定连接。

7.如权利要求6所述的纺织品织物表面瑕疵检测装置，其特征在于：所述升降板(9)上设置有一组两个上下分布的工业相机(2)，所述螺杆(11)的下端设置有限位开关(13)，用于限制螺母(10)的行程。

8.如权利要求6所述的纺织品织物表面瑕疵检测装置，其特征在于：所述螺母(10)为滚珠丝杠螺母，所述螺杆(11)为滚珠丝杠螺杆。

9.如权利要求1至8任一项所述的纺织品织物表面瑕疵检测装置，其特征在于：所述照明灯具(3)为环形灯。

10.如权利要求1至8任一项所述的纺织品织物表面瑕疵检测装置，其特征在于：所述工业相机(2)为CCD相机。

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