DE4000633A1

DE4000633A1 - Sewing machine for joining two layers with different elongation - using two computers to calculate cross- and auto-correlation functions

Info

Publication number: DE4000633A1
Application number: DE19904000633
Authority: DE
Inventors: Kurt Dr Arnold; Erich Willenbacher; Bernhard Mertel; Robert Prof Dr Ing Massen; Reinhold Dobner
Original assignee: Pfaff Industriemaschinen GmbH
Current assignee: GM Pfaff AG
Priority date: 1989-01-12
Filing date: 1990-01-11
Publication date: 1990-07-26
Also published as: DE4000633C2

Abstract

A sewing machine for sewing together to equal length two layers of material with different elongation has two cameras to take partly overlapping pictures of each layer for temporary digitised storage. The correlation max. is determined by calculating the cross-correlation function of the overlapping picture signals. The actual elongation of each layer is determined by calculating the auto-correlation function. If neither the warp nor the weft threads run parallel to the direction of advance, their angle is first determined. A comparison of the advance parameters and of the elongations for both layers yields a control signal for the stitch positioner. ADVANTAGE - This sews together two layers of material with the same number of meshes or threads per unit length.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Nähmaschine nach dem Oberbegriff der nebengeordneten Ansprüche 1, 5 und 10 sowie des Anspruches 18 und 21.The invention relates to a method and a sewing machine according to the preamble of the independent claims 1, 5 and 10 and the Claims 18 and 21.

Durch die für die Bildung des Oberbegriffes berücksichtigte DE-OS 35 25 028 ist ein Verfahren zur Ermittlung der Vorschubgröße zweier längengleich zusammenzunähender Stofflagen bekannt, bei dem mit Hilfe von je zwei mit Abstand hintereinander angeordneten Zeilenkameras von jeder Stofflage aufeinanderfolgend Bilder von strukturtypischen Merkmalen erstellt werden. Durch Vergleich der von der ersten Kamera gelieferten Bilddaten mit denen der zweiten Kamera wird bei Koinzidenz der Bilddaten ein beim Erstellen des ersten Bildes eingeleiteter Impulszählvorgang beendet und aus der Impulssumme sowie einer theoretischen, sich bei schlupffreiem Vorschub ergebenden Impulszahl die Vorschubgröße der entsprechenden Stofflage berechnet. Bei unterschiedlichen Vorschubgrößen läßt sich aus deren Differenz ein Stellsignal für eine mit einer differenzierbaren Ober- und Untertransportvorrichtung ausgestatteten Nähmaschine bilden, wodurch die Differenz der Vorschubgröße auskorrigierbar ist.Through the DE-OS 35 considered for the formation of the generic term 25 028 is a method for determining the feed size of two lengths of fabric to be sewn to the same length are known, with the help of of two line cameras from each other, spaced one behind the other each layer of fabric successively pictures of typical structure Characteristics are created. By comparing that from the first camera image data supplied with that of the second camera is at coincidence of the image data initiated when the first image was created Pulse counting process ended and from the pulse sum and one theoretical number of impulses resulting from slip-free feed the feed size of the corresponding fabric layer is calculated. At different feed sizes can be derived from their difference Control signal for one with a differentiable top and Form sewing machine equipped under feed device, whereby the difference in the feed size can be corrected.

Mit Hilfe dieses Verfahrens lassen sich bei gleich langen Stofflagen gute Ergebnisse erzielen. Es gibt jedoch Einschränkungen hinsichtlich der Genauigkeit, wenn die Stofflagen unterschiedlich gedehnt sind, was beispielsweise durch unsachgemäße Handhabung während des Nähens oder durch unterschiedliche Herstellungs- und Lagerbedingungen verursacht sein kann, insbesondere bei Strick- und Wirkware. Beim längengenauen Zusammennähen einander zugeordneter Stofflagen, insbesondere bei der Herstellung langer Nähte, beispielsweise bei Längsnähten an Ärmeln und Hosenbeinen von Bekleidungsstücken, ist eine Genauigkeit von weniger als 0,1% erforderlich, da sich z. B. bei zwei gleich langen Stoffzuschnitten von 1 m Länge bei 1% Vorschubunterschied oder 1% Dehnungsunterschied ein Endfehler von 1 cm ergibt, was nicht tolerierbar ist. Durch das bekannte Verfahren läßt sich nur ein durch unterschiedlichen Vorschub bedingter gegenseitiger Versatz der beiden Stofflagen ausgleichen. Dagegen lassen sich unterschiedliche Dehnungen der beiden Stofflagen überhaupt nicht erfassen und damit auch nicht kompensieren.With the help of this process, layers of fabric of the same length can be get good results. However, there are restrictions regarding the accuracy when the fabric layers are stretched differently what for example due to improper handling during sewing or caused by different manufacturing and storage conditions can be, especially with knitted and knitted goods. With exact length Sew together layers of fabric assigned to each other, especially in the Production of long seams, for example for longitudinal seams on sleeves and Pants legs of clothing is less accurate than 0.1% required because e.g. B. two of the same length Fabric cuts of 1 m length with 1% feed difference or 1% Stretch difference gives a final error of 1 cm, which doesn't is tolerable. With the known method only one can different feed-related mutual offset of the two Compensate for fabric layers. In contrast, different strains can be of the two layers of fabric not at all and therefore not compensate.

Aus der DE-OS 34 16 883 ist ein Verfahren und eine Anordnung zur kontinuierlichen berührungslosen Messung der zweidimensionalen Schrumpfung von Textilien, insbesondere von Strickwaren während des Herstellungsprozesses bekannt, bei dem mit je einer Fernsehkamera ein Ausschnitt der Textiloberfläche jeweils vor und nach der Schrumpfung aufgenommen, digitalisiert und abgespeichert wird. Mit Hilfe einer Recheneinheit wird die eindimensionale Autokorrelationsfunktion in Längs- und Querrichtung gebildet, wonach aus der Lage der periodischen Maxima dieser Funktion die rauschbefreite Grundperiode in Längs- und Querrichtung bestimmt wird. Aus der Veränderung dieser Grundperiode in beiden Richtungen werden die durch Schrumpfung hervorgerufenen Längs- und Querveränderungen ermittelt.From DE-OS 34 16 883 a method and an arrangement for continuous non-contact measurement of the two-dimensional Shrinkage of textiles, especially knitwear, during the Known manufacturing process, each with a television camera Cutout of the textile surface before and after shrinking is recorded, digitized and saved. With the help of a The one-dimensional autocorrelation function is calculated in Longitudinal and transverse direction formed, after which from the position of the periodic Maxima of this function the noise-free basic period in longitudinal and Transverse direction is determined. From the change of this basic period in in both directions, the longitudinal and transverse changes are determined.

Mit Hilfe dieses Verfahrens lassen sich zwar zweidimensionale Schrumpfungen und damit Größenveränderungen von Textilien messen, da hierbei aber mit Hilfe von zwei in Durchlaufrichtung der Textilbahn mit Abstand angeordneten Kameras zum einen der Zustand vor und zum anderen nach der Schrumpfbehandlung erfaßt wird, ist das Verfahren und insbesondere die Vorrichtung zu dessen Durchführung für das Erfassen des Dehnungszustandes zweier Stofflagen im Bereich der Stichbildestelle einer Nähmaschine ungeeignet. Da darüber hinaus mit dem bekannten Verfahren keine Messung der Vorschubgröße der beiden Stofflagen durchgeführt werden kann, ist es für das längengleiche Zusammennähen zweier Stofflagen völlig unbrauchbar.With the help of this method two-dimensional can be Measure shrinkage and thus size changes of textiles, because but with the help of two in the direction of travel of the textile web at a distance from the cameras on the one hand the state before and on the other other after the shrinking treatment is detected, the procedure is and in particular the device for its implementation for the detection the state of stretch of two layers of fabric in the area of Stitch formation point of a sewing machine unsuitable. Because beyond that the known method does not measure the feed size of the two Fabric layers can be carried out, it is for the same length Sewing two layers of fabric together completely useless.

Durch die DE-PS 33 46 163 ist schließlich ein Verfahren zum muster- und strukturgerechten Zusammennähen zweier das gleiche Muster bzw. die gleiche musterartige Oberflächenstruktur aufweisender Stofflagen bekannt. Mit Hilfe je eines zeilenförmigen Sensors werden von jeder Stofflage zeitgleich Bilder aufgenommen und digitalisiert. Eine Datenverarbeitungseinrichtung berechnet durch Kreuzkorrelationsanalyse der Bilddaten die Relativlage der Muster der beiden Stofflagen und erzeugt in Abhängigkeit von deren Ergebnis Steuerbefehle für eine Stelleinrichtung, um die relative Vorschubgröße der Vorschubmittel der Nähmaschine dahingehend zu verändern, daß sich die Stofflagen mustermäßig überdecken. Da hierbei in Kauf genommen werden muß, daß sich die Endkanten der Stofflagen nicht decken, ist auch dieses Verfahren für das längengleiche Zusammennähen zweier Stofflagen ungeeignet.DE-PS 33 46 163 is finally a method for sample and structurally appropriate sewing together the same pattern or the same pattern-like surface structure of layers of fabric known. With the help of a line-shaped sensor from each Fabric layer Images taken and digitized at the same time. A Data processing device calculated by cross-correlation analysis the image data the relative position of the patterns of the two layers of fabric and generates control commands for a depending on their result Actuator to the relative feed size of the feed means To change the sewing machine so that the fabric layers Cover in pattern. Since it must be accepted that this is also the end edges of the layers of fabric do not coincide Procedure for sewing two layers of fabric together not suitable.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Nähmaschine zum Zusammennähen beliebig strukturierter und ggf. unterschiedlich gedehnter Stofflagen zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale der nebengeordneten Ansprüche 1, 5 und 10 sowie 18 und 21 gelöst.The invention is based, a method and a task Sewing machine for sewing any structured and possibly to create differently stretched layers of fabric. This task will by the characterizing features of the independent claims 1, 5 and 10 and 18 and 21 solved.

Das Zusammennähen beliebig strukturierter Stofflagen erfolgt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren in der Weise, daß zunächst aus nicht periodischen Signalanteilen von die Bindungsstruktur der jeweiligen Stofflage darstellenden Bildern die Vorschubgröße der Stofflagen ermittelt und aus einem Vergleich der Vorschubgrößen ein erstes Signal gewonnen wird und aus den Signalanteilen von entlang der Erstreckungsrichtung periodisch auftretender Strukturelemente (z. B. in Richtung der Kett- oder der Schußfäden bei Geweben) der Dehnungszustand der Stofflagen und unter Berücksichtigung der Winkellage der Erstreckungsrichtung der periodisch auftretenden Strukturelemente die parallel zur Vorschubrichtung verlaufende Dehnungskomponente ermittelt und aus einem Vergleich der gleichgerichteten Dehnungskomponenten ein zweites Signal gewonnen wird, und daß sodann aus diesen Signalen ein Steuersignal für die der Vorschubvorrichtung zugeordnete Stelleinrichtung gebildet wird. Auf diese Weise lassen sich infolge unterschiedlicher Dehnung unterschiedlich lange Stofflagen, die zuvor in gleichem Dehnungszustand längengleich zugeschnitten worden waren, nunmehr wieder längengleich zusammennähen, indem die Stofflagen mit gleicher Maschen- bzw. Fadenanzahl pro Längeneinheit miteinander vernäht werden. Da bei diesem Verfahren für die Bestimmung des Vorschubes und des Dehnungszustandes die Bindungsstruktur der Stofflagen erfaßt und ausgewertet wird, läßt sich das Verfahren universell, d. h. auch für einfarbige, ungemusterte Stoffe anwenden.The stitching of any structured fabric layers takes place with the inventive method in such a way that initially not periodic signal components from the binding structure of each Images depicting the fabric layer show the feed size of the fabric layers determined and a first signal from a comparison of the feed sizes is obtained and from the signal components from along the Direction of extension of periodically occurring structural elements (e.g. in the direction of warp or weft threads in fabrics) Stretch state of the fabric layers and taking into account the Angular position of the direction of extension of the periodically occurring Structural elements that run parallel to the feed direction Strain component determined and from a comparison of the rectified strain components won a second signal is, and that then from these signals a control signal for the Actuator associated actuator is formed. On this way, due to different stretching layers of fabric of different lengths, previously in the same Elongation condition had been cut to the same length, now Sew the same length together again using the same layers of fabric Number of stitches or threads sewn together per unit length will. Since in this method for determining the feed and of the state of stretch, the bond structure of the layers of material is recorded and is evaluated, the method can be universal, d. H. also for use plain, unpatterned fabrics.

Im Anspruch 2 ist eine weitergehende Ausgestaltung des Verfahrens angegeben und in den Ansprüchen 3 und 4 sind alternative Weiterbildungen des Verfahrens nach Anspruch 2 genannt.Claim 2 is a further development of the method indicated and in claims 3 and 4 are alternative Developments of the method according to claim 2.

Im Anspruch 5 ist ein gegenüber dem Verfahren nach Anspruch 1 vereinfachtes Verfahren angegeben, das unter der Voraussetzung anwendbar ist, daß sich wenigstens ein Teil der bildmäßig erfaßbaren, oberflächenspezifischen Merkmale, z. B. bei einem Gewebe die Kett- oder die Schußfäden, im wesentlichen parallel zur Vorschubrichtung erstrecken. Da hierbei der Dehnungszustand der Stofflagen in der gleichen Richtung wie die Vorschubgröße der Stofflagen ermittelt wird und somit die winkelmäßige Bestimmung der Erstreckungslage oberflächenspezifischer Merkmale entbehrlich ist, kann in diesem Fall die Auswertung der Bildsignalwerte nach nicht periodischen Signalanteilen für die Vorschubbestimmung und nach periodisch auftretenden Signalanteilen für die Dehnungsbestimmung jeweils aus den gleichen Bildsignalwerten erfolgen. Daher braucht für die Erzeugung der nach zwei voneinander verschiedenen Kriterien auszuwertenden Bildsignale für jede Stofflage nur jeweils ein Bildaufnahmesystem vorgesehen zu werden.In claim 5 is compared to the method of claim 1 Simplified procedure specified, provided that it is applicable that at least some of the image-detectable, surface-specific features, e.g. B. in a fabric, the warp or the weft threads, essentially parallel to the feed direction extend. Because here the state of stretch of the fabric layers in the same direction as the feed size of the fabric layers is determined and thus the angular determination of the extent surface-specific features can be dispensed with in this case the evaluation of the image signal values according to non-periodic Signal components for the feed rate determination and after periodically Signal components occurring for the elongation determination in each case from the same image signal values. Therefore needs for generation the one to be evaluated according to two different criteria Image signals for each layer of fabric only one image acquisition system to be provided.

Für die Bestimmung der Vorschubgröße wird gemäß Anspruch 6 als Ähnlichkeitsfunktion die Kreuzkorrelationsfunktion berechnet, während für die Bestimmung des Dehnungszustandes gemäß Anspruch 7 die Autokorrelationsfunktion berechnet wird.For the determination of the feed size according to claim 6 as Similarity function the cross correlation function is calculated while for the determination of the elongation state according to claim 7 Autocorrelation function is calculated.

Eine Möglichkeit zur Steigerung der Eindeutigkeit bei der Bestimmung des Korrelationsmaximums wird gemäß Anspruch 8 durch eine entsprechende Vorverarbeitung der Eingangsdaten erreicht. Wenn die ungefähre Periode der Stoffstruktur bekannt ist, kann diese über ein entsprechend dimensioniertes Filter (Bandsperre) unterdrückt werden. Die Koeffizienten dieses Filters sollten vorzugsweise dynamisch nachstellbar sein, um auf die vorherrschende Stoffstruktur anpaßbar zu sein. Dies bringt zwar keinen Zugewinn an Informationen oder Genauigkeit, erleichtert aber die automatische Ermittlung des Korrelationsmaximums, da Mehrdeutigkeiten vermieden werden.A way to increase the uniqueness of the determination of the correlation maximum is according to claim 8 by a Appropriate preprocessing of the input data achieved. If the approximate period of substance structure is known, this can be about a appropriately dimensioned filter (bandstop) are suppressed. The coefficients of this filter should preferably be dynamic be adjustable to adapt to the prevailing fabric structure be. This does not bring any gain in information or Accuracy, but facilitates the automatic determination of the Correlation maximums as ambiguities are avoided.

Während für die Vorschubmessung die Unregelmäßigkeiten und höherfrequenten Anteile im Signal einer Bildzeile von Bedeutung sind und die Periode der Stoffstruktur ggf. ausgefiltert wird, ist es für die Autokorrelation bei der Bestimmung der Strukturweite, d. h. des Dehnungszustandes der Stofflagen gerade der periodische, regelmäßige Signalanteil, der die gewünschte Information enthält. Daher wird im Gegensatz zum zuvor Beschriebenen gemäß Anspruch 9 für die Autokorrelation die Filteroperation der Eingangsdaten mittels eines Bandpasses ausgeführt, wobei alle höherfrequenten Unregelmäßigkeiten unterdrückt werden. Auch die Koeffizienten solcher Bandpaßfilter sollten vorzugsweise nachstellbar sein, um der Strukturweite (Maschenweite bzw. Fadenabstand) der jeweiligen Stofflage angepaßt werden zu können. While for the feed measurement the irregularities and higher-frequency components in the signal of a picture line are important and if the period of the fabric structure is filtered out, it is for the autocorrelation when determining the structure width, d. H. of The state of stretching of the fabric layers is just the periodic, regular one Part of the signal that contains the desired information. Therefore, in Contrary to the previously described according to claim 9 for the Autocorrelation the filtering operation of the input data using a Bandpasses carried out, with all higher frequency irregularities be suppressed. The coefficients of such bandpass filters should preferably be adjustable to the structure width (Mesh size or thread spacing) adapted to the respective fabric layer to be able to.

Bei dem Verfahren nach Anspruch 10, das ebenso wie das Verfahren nach Anspruch 5 unter der Voraussetzung anwendbar ist, daß sich wenigstens ein Teil der bildmäßig erfaßbaren oberflächenspezifischen Merkmale im wesentlichen parallel zur Vorschubrichtung erstreckt, wird die Erkenntnis ausgenutzt, daß bei der Berechnung der für die Bestimmung der Vorschubgröße durchgeführten Ähnlichkeitsfunktion neben dem Hauptextremwert mehrere periodische Nebenextremwerte auftreten, deren Abstand dem Abstand der periodisch vorkommenden Strukturelemente, nämlich den Maschen bzw. Kett- oder Schußfäden, entspricht. Während für die Bestimmung der Vorschubgröße weiterhin die Lage des Hauptextremwertes der Ähnlichkeitsfunktion berechnet wird, wird für die Bestimmung des Dehnungszustandes aus den Funktionswerten dieser Ähnlichkeitsfunktion der gegenseitige Abstand der Nebenextremwerte bzw. der Abstand zwischen dem Hauptextremwert und den beiden benachbarten Nebenextremwerten ermittelt. Im Unterschied zum Verfahren nach Anspruch 5 wird bei diesem Verfahren der Dehnungszustand der Stofflagen also nicht durch eine Berechnung einer eigenen Ähnlichkeitsfunktion sondern durch eine entsprechende Auswertung der für die Bestimmung der Vorschubgröße ohnehin durchzuführenden Berechnung einer Ähnlichkeitsfunktion ermittelt. Bei dieser Ähnlichkeitsfunktion handelt es sich gemäß Anspruch 11 um die Kreuzkorrelationsfunktion.In the method of claim 10, which is the same as the method of Claim 5 is applicable provided that at least a part of the surface specific features that can be recorded in the image extends substantially parallel to the feed direction, the Knowledge exploited that in the calculation of the determination the similarity function performed next to the Main extreme value, there are several periodic secondary extreme values whose Distance the distance of the periodically occurring structural elements, namely the stitches or warp or weft threads. While the position of the Main extreme value of the similarity function is calculated for the determination of the state of elongation from the functional values of these Similarity function the mutual distance of the secondary extreme values or the distance between the main extreme value and the two neighboring secondary extreme values determined. In contrast to the procedure according to claim 5, the elongation state of the So fabric layers are not calculated by calculating your own Similarity function but by an appropriate evaluation of the for determining the feed size to be carried out anyway Calculation of a similarity function determined. At this Similarity function is according to claim 11 Cross correlation function.

Es kann bei genügend hoher Meßrate davon ausgegangen werden, daß sich die Vorschubgeschwindigkeit zwischen zwei Messungen aufgrund mechanischer Trägheit nur um einen geringfügigen Betrag ändern kann. Dies kann dazu genutzt werden, den Korrelationsrechner gemäß Anspruch 12 so zu betreiben, daß das neue Verschiebemaximum nur in der Umgebung des vorherigen Maximums gesucht wird. Hierdurch wird der Rechenaufwand spürbar verringert, da nur noch ein begrenzter Teil der gesamten Kreuzkorrelationsfunktion berechnet zu werden braucht. If the measuring rate is sufficiently high, it can be assumed that the feed rate between two measurements due to mechanical inertia can only change by a slight amount. This can be used to claim the correlation calculator 12 to operate so that the new displacement maximum only in the area of the previous maximum is sought. This will increase the computing effort noticeably reduced since only a limited part of the total Cross correlation function needs to be calculated.

Eine weitere Verringerung des Rechenaufwandes wird dadurch erzielt, daß anstelle der normierten die unnormierte Kreuzkorrelationsfunktion berechnet wird. Hierbei können sich etwaige Schwankungen der Grundhelligkeit des Bildes, wie sie durch ungleichmäßige Beleuchtung oder ungleichmäßiges Reflexionsvermögen der Stofflagen auftreten können, dahingehend auswirken, daß sich ein insgesamt abfallender oder ansteigender Verlauf ergibt, wobei sich das Korrelationsmaximum möglicherweise in der "Talsohle" befindet. Um hierbei trotzdem das Maximum bestimmen zu können, wird für dessen Berechnung ein modifizierter Algorithmus gemäß Anspruch 13 angewendet.A further reduction in the computing effort is achieved by that instead of the normalized the non-normalized cross-correlation function is calculated. Any fluctuations in the Basic brightness of the picture, as caused by uneven lighting or uneven reflectivity of the fabric layers can have the effect that an overall falling or increasing course results, whereby the correlation maximum possibly located in the "bottom". To do this anyway Being able to determine the maximum is used for its calculation modified algorithm applied according to claim 13.

Gemäß Anspruch 14 werden die Stützstellen des errechneten Hauptmaximums der Kreuzkorrelationsfunktion und der beiden benachbarten Nebenmaxima durch Interpolation geglättet, wodurch die Genauigkeit der Position des tatsächlichen Maximums etwa um den Faktor 5 verbessert wird.According to claim 14, the support points of the calculated Main maximums of the cross correlation function and the two neighboring secondary maxima are smoothed by interpolation, whereby the Accuracy of the position of the actual maximum by a factor 5 is improved.

Da die Vorschubrichtung der Stofflagen vorgegeben, d. h. bekannt ist, werden die Helligkeitswerte in nur einer Richtung zur Auswertung herangezogen. Die Größe des Bildausschnitts, d. h. des Meßbereiches ist gemäß Anspruch 15 vorteilhafterweise so gewählt, daß beim maximal vorkommenden Vorschubschritt sich das Bild um höchstens 50% des Ausschnittes, d. h. des Meßbereichs verschiebt. Zwar könnte bei entsprechender Änderung des Korrelationsalgorithmus die Verschiebung auch mehr als 50% des Bildausschnitts betragen und noch erkannt werden, wobei allerdings mit zunehmender Verschiebung eine Verschlechterung der Korrelationswerte in Kauf genommen werden müßte.Since the direction of advance of the fabric layers is predetermined, i.e. H. is known the brightness values are only evaluated in one direction used. The size of the frame, i.e. H. of the measuring range is advantageously chosen according to claim 15 so that at maximum occurring feed step the image by a maximum of 50% of the Detail, d. H. of the measuring range. Although at corresponding change in the correlation algorithm the shift also amount to more than 50% of the image section and are still recognized become, however, with increasing displacement a Worsening of the correlation values would have to be accepted.

Zur Beleuchtung der Stoffoberflächen wird gemäß Anspruch 16 Infrarotlicht verwendet. Eine Infrarotbeleuchtung bietet mehrere Vorteile, nämlich die Elimination von Farbunterschieden, da die meisten gängigen Textilfarben infrarotdurchlässig und somit im Infrarotlicht unsichtbar sind, die weitgehende Unempfindlichkeit gegenüber Tages- und Streulichteinflüssen, die Abschirmungen entbehrlich macht und die Vermeidung einer für das menschliche Auge störenden Beleuchtung. Zur Vermeidung von Bewegungsunschärfe ist es gemäß Anspruch 17 vorteilhaft, wenn die Infrarotlichtquelle im Takt der Bildaufnahme stroboskopisch betrieben wird.To illuminate the fabric surfaces according to claim 16 Infrared light used. Infrared lighting offers several Advantages, namely the elimination of color differences, since the most common textile colors permeable to infrared and thus in Infrared light are invisible, largely insensitive against daylight and stray light influences, the shields dispensable and avoiding one for the human eye disruptive lighting. It is to avoid motion blur according to claim 17 advantageous if the infrared light source in time the image recording is operated stroboscopically.

Eine vorteilhafte Ausbildung der Nähmaschine zur Durchführung der verschiedenen Verfahren nach den Ansprüchen 1, 5 oder 10 ergibt sich aus den Ansprüchen 18 bis 22.An advantageous design of the sewing machine for performing the different methods according to claims 1, 5 or 10 results from claims 18 to 22.

Die Erfindung ist anhand von vier in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt:The invention is illustrated by four in the drawing Exemplary embodiments explained. It shows:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Nähmaschine mit zwei Kameras und zwei Beleuchtungseinrichtungen, Fig. 1 is a side view of a sewing machine with two cameras and two lighting devices,

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Signalverarbeitungseinrichtung mit der zur Bestimmung der Vorschubgröße eine Kreuzkorrelationsanalyse und zur Ermittlung des Dehnungszustandes der Stofflagen eine Autokorrelationsanalyse durchgeführt wird, wobei wenigstens ein Teil der Strukturelemente im wesentlichen parallel zur Vorschubrichtung verläuft, Fig. 2 is a block diagram of a signal processing apparatus with the to determine the amount of feed, a cross-correlation analysis and to determine the strain state of the material layers, an autocorrelation analysis is performed, wherein at least part of the structural elements is substantially parallel to the feed direction,

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform einer Signalverarbeitungseinrichtung mit der zur Bestimmung der Vorschubgröße eine Kreuzkorrelationsanalyse und zur Ermittlung des Dehnungszustandes der Stofflagen eine Auswertung von in der Kreuzkorrelationsfunktion enthaltenen periodischen Signalanteilen durchgeführt wird, wobei wenigstens ein Teil der Strukturelemente im wesentlichen parallel zur Vorschubrichtung verläuft Fig. 3 is a block diagram of a second embodiment wherein at least part of the structural elements runs a signal processing device with the for the determination of the feed size, a cross-correlation analysis and to determine the strain state of the material layers, an evaluation is performed contained in the cross correlation function periodic signal components substantially parallel to the direction

Fig. 4 ein Diagramm einer normierten Kreuzkorrelationsfunktion, Fig. 4 is a diagram of a normalized cross-correlation function,

Fig. 5-8 Diagramme über die signalmäßige Auswirkung verschiedener Rechenschritte bei der Berechnung einer unnormierten Kreuzkorrelationsfunktion, Fig. 5-8 graphs on the signal moderate effect of various computational steps in calculating a non-normalized cross-correlation function,

Fig. 9 ein Blockschaltbild einer dritten Ausführungsform einer Signalverarbeitungseinrichtung bei der für die Ermittlung der Vorschubgröße ein Zeilensensor und für die Ermittlung der Winkellage der Strukturelemente einer jeden Stofflage und des Dehnungszustandes ein Flächensensor verwendet wird, Fig. 9 is a block diagram of a third embodiment, an area sensor is used in a signal processing device for the determination of the feed size and a line sensor for determining the angular position of the structural elements of each material layer and the strain condition,

Fig. 10 ein Blockschaltbild einer vierten Ausführungsform einer Signalverarbeitungseinrichtung bei der für jede Stofflage nur ein Flächensensor vorgesehen ist, der für die Ermittlung der Vorschubgröße zeilenmäßig auslesbar ist, und Fig. 10 is a block diagram of a fourth embodiment, only an area sensor is a signal processing device in which for each fabric layer is provided which is line-wise read out for the determination of the feed size, and

Fig. 11 eine schematisierte Darstellung eines Gewebes, bei dem die Kett- und die Schußfäden erste und zweite periodisch auftretende Strukturelemente bilden. Fig. 11 is a schematic representation of a fabric in which the warp and the weft yarns form first and second intermittent structural elements.

Embodiment 1

Die in Fig. 1 nur teilweise dargestellte Nähmaschine weist eine Grundplatte 1 und einen Kopf 2 auf. Im Kopf 2 ist die einen üblichen Drückerfuß 3 tragende Stoffdrückerstange 4 und die Nadelstange 5 aufgenommen, deren fadenführende Nadel 6 mit einem nicht dargestellten Greifer zusammenarbeitet. Zum Vorschieben von zwei miteinander zu verbindenden Stofflagen 7, 8 weist die Nähmaschine einen oberen Stoffschieber 9 und einen unteren Stoffschieber 10 auf.The sewing machine shown only partially in FIG. 1 has a base plate 1 and a head 2 . In the head 2, the presser 3 a conventional load-bearing presser bar 4 and the needle bar 5 is received, the thread-guiding needle 6 cooperates with a gripper, not shown. For advancing two layers of fabric 7 , 8 to be connected to one another, the sewing machine has an upper fabric slide 9 and a lower fabric slide 10 .

Der untere Stoffschieber 10 ist von einem Träger 11 aufgenommen, dessen gabelförmig ausgebildetes Ende einen Exzenter 12 umgreift, der auf einer in der Grundplatte 1 gelagerten Welle 13 angeordnet ist und dem Stoffschieber 10 pro Stichbildevorgang eine Hubbewegung erteilt. Das andere Ende des Trägers 11 ist mit einer Kurbel 14 verbunden, die auf einer ebenfalls in der Grundplatte 1 gelagerten Welle 15 befestigt ist.The lower fabric pusher 10 is received by a carrier 11 , the fork-shaped end of which engages around an eccentric 12 which is arranged on a shaft 13 mounted in the base plate 1 and which gives the fabric pusher 10 a lifting movement per stitch-forming process. The other end of the carrier 11 is connected to a crank 14 which is fastened on a shaft 15 which is also mounted in the base plate 1 .

Der Antrieb der Welle 15 erfolgt durch einen nicht dargestellten verstellbaren Antriebsmechanismus, der wie der in der DE-PS 33 46 163 in Fig. 3 dargestellte Antriebsmechanismus für die dort ebenfalls mit 15 bezeichnete Welle aufgebaut ist und in gleicher Weise funktioniert.The shaft 15 is driven by an adjustable drive mechanism, not shown, which, like the drive mechanism shown in DE-PS 33 46 163 in FIG. 3, is constructed for the shaft also denoted by 15 and functions in the same way.

Die Stoffdrückerstange 4 ist an ihrem unteren Ende mit einem Quersteg 16 versehen, der einen Zapfen 17 trägt. Auf dem Zapfen 17 ist ein Lenker 18 gelagert, der mittels eines Gelenkzapfens 19 mit dem oberen Stoffschieber 9 gelenkig verbunden ist. Dieser wird durch eine federbelastete Kugel 20 ständig nach abwärts gedrückt und erhält seine Hubbewegung von einem am Quersteg 16 schwenkbar gelagerten Hebel 21 dessen freies Ende eine von zwei seitlichen Lagerstegen des oberen Stoffschiebers 9 getragene Rolle 22 untergreift. Das andere Ende des Hebels 21 ist über ein Zwischenglied 23 mit einem Winkelhebel 24 verbunden.The presser bar 4 is provided at its lower end with a crossbar 16 which carries a pin 17 . On the pin 17 a handlebar 18 is mounted, which is articulated by means of a hinge pin 19 to the upper slider 9 . This is constantly urged by a spring loaded ball 20 downward and receives its lifting movement of a pivotally supported on the transverse web 16 lever 21 whose free end engages under a 9 supported roller 22 by two lateral bearing webs of the upper feed dog. The other end of the lever 21 is connected to an angle lever 24 via an intermediate member 23 .

Der Winkelhebel 24 ist mit einem nicht dargestellten Exzenterantrieb verbunden, der dem in der DE-PS 33 46 163 in Fig. 3 dargestellten Exzenterantrieb zum Antrieb des dort mit 48 bezeichneten Winkelhebels entspricht und zum im Takt der Stichbildung erfolgenden Anheben des oberen Stoffschiebers 9 dient. The angle lever 24 is connected to an eccentric drive, not shown, which corresponds to the eccentric drive shown in DE-PS 33 46 163 in Fig. 3 for driving the angle lever designated there with 48 and serves to lift the upper fabric slide 9 in time with the stitch formation.

Zum Antrieb des oberen Stoffschiebers 9 greift an dem Zapfen 19 ein Zwischenlenker 25 an, der durch einen Gelenkzapfen 26 mit einem Schwinghebel 27 verbunden ist. Der Schwinghebel 27 ist mit einem nicht dargestellten Antriebsmechanismus verbunden, der wie der in der DE-PS 33 46 163 in Fig. 3 dargestellte Antriebsmechanismus für den dort mit 58 bezeichneten Schwinghebel aufgebaut ist und in gleicher Weise funktioniert.An intermediate link 25 , which is connected to a rocker arm 27 by a pivot pin 26 , engages on the pin 19 to drive the upper fabric slide 9 . The rocker arm 27 is connected to a drive mechanism, not shown, which, like the drive mechanism shown in DE-PS 33 46 163 in FIG. 3, is constructed for the rocker arm designated 58 there and functions in the same way.

Um die Vorschubgröße des oberen Stoffschiebers 9 relativ zur Vorschubgröße des unteren Stoffschiebers 10 verändern zu können, ist eine schematisch dargestellte Stelleinrichtung 28 vorgesehen, die wie die Stelleinrichtung 80 aus der DE-PS 33 46 163 aufgebaut ist und demgemäß unter anderem einen hier nicht dargestellten Schrittmotor enthält.In order to be able to change the feed size of the upper feed pusher 9 relative to the feed size of the lower feed pusher 10 , a schematically illustrated actuating device 28 is provided which, like the actuating device 80, is constructed from DE-PS 33 46 163 and accordingly, among other things, a stepping motor, not shown here contains.

An einem an der Vorderseite des Kopfes 2 befestigten Träger 29 ist eine Zeilenkamera 30 und eine Beleuchtungseinrichtung 31 angeordnet.A line camera 30 and a lighting device 31 are arranged on a support 29 fastened to the front of the head 2 .

Unterhalb einer vor der Stichbildestelle in der Stichplatte 32 eingelassenen Glasplatte 33 ist mit Abstand zu dieser ein Lichtleiterbündel 34 angeordnet, das von einem gegenüber ihm isolierten Lichtleiterbündel 35 umgeben ist. Das innere Lichtleiterbündel 34 ist mit einer Zeilenkamera 36 und das äußere Lichtleiterbündel 35 mit einer ringförmigen Beleuchtungseinrichtung 37 verbunden. Unterhalb der Glasplatte 33 ist eine nicht dargestellte Optik angeordnet, die eine gezielte Beleuchtung der Meßfläche ermöglicht und diese wiederum auf der Stirnseite des inneren Lichtleiterbündels 34 abbildet. Die Lichtstrahlen der Beleuchtungseinrichtungen 31, 37 sind durch eine die beiden Stofflagen 7, 8 voneinander trennende Zwischenplatte 38 gegenseitig abgeschirmt. Arranged below a glass plate 33 in front of the stitch formation point in the stitch plate 32 is a light guide bundle 34 which is surrounded by a light guide bundle 35 insulated from it. The inner light guide bundle 34 is connected to a line camera 36 and the outer light guide bundle 35 to an annular lighting device 37 . Beneath the glass plate 33 there is an optical system, not shown, which enables targeted illumination of the measuring surface and which in turn depicts this on the end face of the inner light guide bundle 34 . The light beams of the lighting devices 31 , 37 are mutually shielded by an intermediate plate 38 separating the two layers of material 7 , 8 .

Eine mit der Welle 15 synchron laufende Welle 39 Fig. 2 trägt eine Impulsscheibe 40, die mit einem Impulsgeber 41 zusammenwirkt.A shaft 39 running synchronously with the shaft 15 FIG. 2 carries a pulse disk 40 which interacts with a pulse generator 41 .

Jede Zeilenkamera 30, 36 weist einen Zeilensensor 42 mit rechteckigen Diodenelementen 43 auf. Die Diodenelemente 43 sind quer zur Vorschubrichtung der Stofflagen 7, 8 ausgerichtet.Each line camera 30 , 36 has a line sensor 42 with rectangular diode elements 43 . The diode elements 43 are aligned transversely to the direction of advance of the fabric layers 7 , 8 .

Der Zeilenkamera 30 ist ein A/D-Wandler 44 zugeordnet, der über einen elektronischen Schalter 45 wechselweise mit einem von zwei Bildspeichern 46, 47 verbindbar ist. Der Bildspeicher 46 steht über einen elektronischen Schalter 48 wahlweise mit einem als Bandpaß wirkenden digitalen Filter 49 und einem als Bandsperre wirkenden digitalen Filter 50 in Verbindung. Der Bildspeicher 47 steht über einen elektronischen Schalter 51 mit einem als Bandsperre wirkenden digitalen Filter 52 in Verbindung. Die Filter 49, 50 und 52 sind an einen Korrelationsrechner 53 angeschlossen.The line camera 30 is assigned an A / D converter 44 , which can be alternately connected to one of two image memories 46 , 47 via an electronic switch 45 . The image memory 46 is optionally connected via an electronic switch 48 to a digital filter 49 acting as a bandpass filter and a digital filter 50 acting as a bandstop filter. The image memory 47 is connected via an electronic switch 51 to a digital filter 52 which acts as a band stop. The filters 49 , 50 and 52 are connected to a correlation computer 53 .

Die Zeilenkamera 36 ist in gleicher Weise wie die Zeilenkamera 30 mit einer Schaltung verbunden, die aus einem A/D-Wandler 44′, einem ersten elektronischen Schalter 45′, zwei Bildspeichern 46′, 47′ zwei weiteren elektronischen Schaltern 48′, 51′, einem als Bandpaß wirkenden digitalen Filter 49′, zwei als Bandsperre wirkenden digitalen Filtern 50′, 52′ und einem Korrelationsrechner 53′ besteht.The line camera 36 is connected in the same way as the line camera 30 to a circuit comprising an A / D converter 44 ', a first electronic switch 45 ', two image memories 46 ', 47 ', two further electronic switches 48 ', 51 ' , a digital filter 49 'acting as a bandpass filter, two digital filters 50 ', 52 'acting as a bandstop filter and a correlation calculator 53 '.

Die beiden Korrelationsrechner 53, 53′ sind mit einem Vergleichermodul 54 verbunden, an das ein Vorschubregelungsmodul 55 angeschlossen ist. Das Vorschubregelungsmodul 55 steht mit dem nicht dargestellten Schrittmotor der Stelleinrichtung 28 in Verbindung.The two correlation computers 53 , 53 'are connected to a comparator module 54 to which a feed control module 55 is connected. The feed control module 55 is connected to the stepping motor, not shown, of the actuating device 28 .

Der Betrieb der Zeilenkameras 30, 36, der Beleuchtungseinrichtungen 31, 37, der Schalter 45, 45′, 48, 48′ und 51, 51′ und des Vergleichermoduls 54 wird durch eine Ablaufsteuerung 56 gesteuert, die über den Impulsgeber 41 mit dem Maschinentriebwerk in Verbindung steht. Die Bauelemente bzw. Module 44-53, 44′-53′ und 54-56 bilden gemeinsam eine Signalverarbeitungseinrichtung 57.The operation of the line scan cameras 30 , 36 , the lighting devices 31 , 37 , the switches 45 , 45 ', 48 , 48 ' and 51 , 51 'and the comparator module 54 is controlled by a sequence controller 56 which is connected to the machine engine via the pulse generator 41 Connection is established. The components or modules 44 - 53 , 44 '- 53 ' and 54 - 56 together form a signal processing device 57 .

Embodiment 2

Die Nähmaschine dieses Ausführungsbeispieles ist in gleicher Weise ausgebildet wie die Nähmaschine des ersten Ausführungsbeispieles. Ferner werden zwei Zeilenkameras verwendet, die mit den Zeilenkameras 30, 36 des ersten Ausführungsbeispieles identisch sind und daher mit den jeweils entsprechenden Bezugszeichen 30, 36 versehen wurden.The sewing machine of this embodiment is designed in the same way as the sewing machine of the first embodiment. Furthermore, two line cameras are used which are identical to the line cameras 30 , 36 of the first exemplary embodiment and therefore have been given the corresponding reference numerals 30 , 36 .

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Blockschaltbild des zweiten Ausführungsbeispiels ist der Zeilenkamera 30 ein A/D-Wandler 60 zugeordnet, der über ein als Hochpaß wirkendendes digitales Filter 61 und einen elektronischen Schalter 62 wechselweise mit einem von zwei Bildspeichern 63, 64 verbindbar ist. Die Bildspeicher 63, 64 sind mit einem Korrelationsrechner 65 verbunden.In the block diagram of the second exemplary embodiment shown in FIG. 3, the line camera 30 is assigned an A / D converter 60 which can be alternately connected to one of two image memories 63 , 64 via a digital filter 61 acting as a high-pass filter and an electronic switch 62 . The image memories 63 , 64 are connected to a correlation computer 65 .

Die Zeilenkamera 36 ist beim Blockschaltbild nach Fig. 3 in gleicher Weise wie die Zeilenkamera 30 mit einer Schaltung verbunden, die aus einem A/D-Wandler 60′, einem als Hochpaß wirkenden digitalen Filter 61′, zwei Bildspeichern 63′, 64′ und einem Korrelationsrechner 65′ besteht.The line camera 36 is connected in the block diagram of FIG. 3 in the same way as the line camera 30 with a circuit which consists of an A / D converter 60 ', a high-pass digital filter 61 ', two image memories 63 ', 64 ' and a correlation calculator 65 '.

Die beiden Korrelationsrechner 65, 65′ sind mit einem Vergleichermodul 66 verbunden, an das ein Vorschubregelungsmodul 67 angeschlossen ist. Das Vorschubregelungsmodul 67 steht mit dem nicht dargestellten Schrittmotor der Stelleinrichtung 28 in Verbindung.The two correlation computers 65 , 65 'are connected to a comparator module 66 to which a feed control module 67 is connected. The feed control module 67 is connected to the stepping motor, not shown, of the actuating device 28 .

Der Betrieb der Zeilenkameras 30, 36, der Beleuchtungseinrichtungen 31, 37, der Schalter 62, 62′ und des Vergleichermoduls 66 wird durch eine Ablaufsteuerung 68 gesteuert, die über den Impulsgeber 41 mit dem Maschinentriebwerk in Verbindung steht. Die Bauelemente bzw. Module 60-65, 60′-65′ und 66-68 bilden gemeinsam eine Signalverarbeitungseinrichtung 69.The operation of the line scan cameras 30 , 36 , the lighting devices 31 , 37 , the switches 62 , 62 'and the comparator module 66 is controlled by a sequence control 68 which is connected to the machine engine via the pulse generator 41 . The components or modules 60 - 65 , 60 '- 65 ' and 66 - 68 together form a signal processing device 69 .

Embodiment 3

Die Nähmaschine dieses Ausführungsbeispieles ist in gleicher Weise ausgebildet wie die in Fig. 1 dargestellte Nähmaschine des ersten Ausführungsbeispieles und weist daher wie diese den in Fig. 9 dargestellten Schwinghebel 27, die Stelleinrichtung 28 sowie die auf der Welle 39 befestigte Impulsscheibe 40 und den Impulsgeber 41 auf.The sewing machine of this embodiment is designed in the same way as the sewing machine of the first embodiment shown in FIG. 1 and therefore, like this, has the rocking lever 27 shown in FIG. 9, the actuating device 28 and the pulse disk 40 fastened on the shaft 39 and the pulse generator 41 on.

Der oberen Stofflage 7 ist eine schematisch dargestellte Kamera 70 und eine Beleuchtungseinrichtung 71 zugeordnet. Die Kamera 70 besteht im wesentlichen aus einem Gehäuse 72, einer Optik 73, einem teildurchlässigen Spiegel 74 und einem CCD-Zeilensensor 75 sowie einem CCD-Flächensensor 76.A schematically represented camera 70 and an illumination device 71 are assigned to the upper layer of fabric 7 . The camera 70 essentially consists of a housing 72 , optics 73 , a partially transparent mirror 74 and a CCD line sensor 75 and a CCD area sensor 76 .

Der unteren Stofflage 8 ist eine ebenfalls schematisch dargestellte Kamera 77 zugeordnet, die im wesentlichen wie die Kamera 70 aufgebaut ist und daher wie diese aus einem Gehäuse 78, einer Optik 79, einem teildurchlässigen Spiegel 80 und einem CCD-Zeilensensor 81 sowie einem CCD-Flächensensor 82 besteht. Mit der Kamera 77 ist ein Lichtleiterbündel 83 verbunden, das unterhalb der in Fig. 1 dargestellten Glasplatte 33 endet. Das Lichtleiterbündel 83 ist teilweise von einem zweiten Lichtleiterbündel 84 umgeben, das mit einer ringförmigen Beleuchtungseinrichtung 85 verbunden ist.The lower layer of fabric 8 is associated with a camera 77 , also shown schematically, which is constructed essentially like the camera 70 and therefore like this from a housing 78 , an optical system 79 , a partially transparent mirror 80 and a CCD line sensor 81 and a CCD area sensor 82 exists. A light guide bundle 83 is connected to the camera 77 and ends below the glass plate 33 shown in FIG. 1. The light guide bundle 83 is partially surrounded by a second light guide bundle 84 , which is connected to an annular lighting device 85 .

Dem Zeilensensor 75 ist ein A/D-Wandler 86 zugeordnet, der über einen elektronischen Schalter 87 wechselweise mit einem von zwei Bildspeichern 88, 89 verbindbar ist. Die Bildspeicher 88, 89 sind mit einem Kreuzkorrelationsfunktionen berechnenden KKF-Rechner 90 verbunden. Der KKF-Rechner 90 enthält ein nicht dargestelltes, als Bandsperre dienendes digitales Filter. The line sensor 75 is assigned an A / D converter 86 , which can be alternately connected to one of two image memories 88 , 89 via an electronic switch 87 . The image memories 88 , 89 are connected to a KKF computer 90 which calculates cross-correlation functions. The KKF computer 90 contains a digital filter, not shown, which serves as a bandstop filter.

Dem Flächensensor 76 ist ein A/D-Wandler 91 zugeordnet, der direkt mit einem Bildspeicher 92 verbunden ist. An den Bildspeicher 92 sind eine Winkelberechnungseinheit 93 und ein Autokorrelationsfunktionen berechnender AKF-Rechner 94 angeschlossen, wobei die Winkelberechnungseinheit 93 und der AKF-Rechner 94 auch untereinander verbunden sind. Der AKF-Rechner 94 enthält ein nicht dargestelltes, als Bandpaß wirkendes Filter.An A / D converter 91 is assigned to the area sensor 76 and is connected directly to an image memory 92 . An angle calculation unit 93 and an AKF computer 94 calculating autocorrelation functions are connected to the image memory 92 , the angle calculation unit 93 and the AKF computer 94 also being connected to one another. The AKF computer 94 contains a filter, not shown, which acts as a bandpass filter.

Der Zeilensensor 81 ist in gleicher Weise wie der Zeilensensor 75 mit einer Schaltung verbunden, die aus einem A/D-Wandler 86′, einem elektronischen Schalter 87′, zwei Bildspeichern 88′, 89′ und einem KKF-Rechner 90′ besteht. Ebenso ist auch der Flächensensor 82 wie der Flächensensor 76 mit einer Schaltung verbunden, die aus einem A/D- Wandler 91′, einem Bildspeicher 92′, einer Winkelberechnungseinheit 93′ und einem AKF-Rechner 94′ besteht.The line sensor 81 is connected in the same way as the line sensor 75 to a circuit which consists of an A / D converter 86 ', an electronic switch 87 ', two image memories 88 ', 89 ' and a KKF computer 90 '. Likewise, the area sensor 82, like the area sensor 76, is connected to a circuit which consists of an A / D converter 91 ', an image memory 92 ', an angle calculation unit 93 'and an AKF computer 94 '.

Die beiden KKF-Rechner 90, 90′ und die beiden AKF-Rechner 94, 94′ sind mit einem Vergleichermodul 95 verbunden, an das ein Vorschubregelungsmodul 96 angeschlossen ist. Das Vorschubregelungsmodul 96 steht mit dem nicht dargestellten Schrittmotor der Stelleinrichtung 28 in Verbindung.The two KKF computers 90 , 90 'and the two AKF computers 94 , 94 ' are connected to a comparator module 95 , to which a feed control module 96 is connected. The feed control module 96 is connected to the stepping motor, not shown, of the actuating device 28 .

Der Betrieb der Kameras 70, 77, der Beleuchtungseinrichtungen 71, 85, der Schalter 87, 87′ und des Vergleichermoduls 95 wird durch eine Ablaufsteuerung 97 gesteuert, die über den Impulsgeber 41 mit dem Maschinentriebwerk in Verbindung steht. Die Bauelemente bzw. Module 86 -94, 86′-94′ und 95-97 bilden gemeinsam eine Signalverarbeitungseinrichtung 98.The operation of the cameras 70 , 77 , the lighting devices 71 , 85 , the switch 87 , 87 'and the comparator module 95 is controlled by a sequence control 97 , which is connected to the machine engine via the pulse generator 41 . The components or modules 86 - 94 , 86 '- 94 ' and 95 - 97 together form a signal processing device 98 .

Embodiment 4

Die Nähmaschine dieses Ausführungsbeispieles ist in gleicher Weise ausgebildet wie die in Fig. 1 dargestellte Nähmaschine des ersten Ausführungsbeispieles und weist daher wie diese den in Fig. 10 dargestellten Schwinghebel 27, die Stelleinrichtung 28 sowie die auf der Welle 39 befestigte Impulsscheibe 40 und den Impulsgeber 41 auf.The sewing machine of this embodiment is designed in the same way as the sewing machine of the first embodiment shown in FIG. 1 and therefore, like this, has the rocker arm 27 shown in FIG. 10, the actuating device 28 and the pulse disk 40 fastened on the shaft 39 and the pulse generator 41 on.

Der oberen Stofflage 7 ist eine schematisch dargestellte Kamera 100 und eine Beleuchtungseinrichtung 101 zugeordnet. Die Kamera 100 besteht im wesentlichen aus einem Gehäuse 102, einer Optik 103 und einem CCD-Flächensensor 104.A schematically represented camera 100 and an illumination device 101 are assigned to the upper layer of fabric 7 . The camera 100 essentially consists of a housing 102 , an optical system 103 and a CCD area sensor 104 .

Der unteren Stofflage 8 ist eine ebenfalls schematisch dargestellte Kamera 105 zugeordnet, die im wesentlichen wie die Kamera 100 aufgebaut ist und daher wie diese aus einem Gehäuse 106, einer Optik 107 und einem CCD-Flächensensor 108 besteht. Mit der Kamera 105 ist ein Lichtleiterbündel 109 verbunden, das unterhalb der in Fig. 1 dargestellten Glasplatte 33 endet. Das Lichtleiterbündel 109 ist teilweise von einem zweiten Lichtleiterbündel 110 umgeben, das mit einer ringförmigen Beleuchtungseinrichtung 111 verbunden ist.A camera 105 , also shown schematically, is assigned to the lower layer of fabric 8 , which is constructed essentially like the camera 100 and therefore, like this, consists of a housing 106 , an optics 107 and a CCD area sensor 108 . A fiber optic bundle 109 is connected to the camera 105 and ends below the glass plate 33 shown in FIG. 1. The light guide bundle 109 is partially surrounded by a second light guide bundle 110 , which is connected to an annular lighting device 111 .

Der Kamera 100 ist ein A/D-Wandler 112 zugeordnet, der über einen elektronischen Schalter 113 wechselweise mit einem von zwei Bildspeichern 114, 115 verbindbar ist. Die beiden Bildspeicher 114, 115 sind mit einem Kreuzkorrelationsfunktionen berechnenden KKF- Rechner 116 verbunden. Der KKF-Rechner 116 enthält ein nicht dargestelltes, als Bandsperre dienendes digitales Filter. An den Bildspeicher 114 sind ferner eine Winkelberechnungseinheit 117 und ein Autokorrelationsfunktionen berechnender AKF-Rechner 118 angeschlossen, wobei die Winkelberechnungseinheit 117 und der AKF-Rechner 118 auch untereinander verbunden sind. Der AKF-Rechner 118 enthält ein nicht dargestelltes, als Bandpaß wirkendes Filter.An A / D converter 112 is assigned to the camera 100 and can be connected alternately to one of two image memories 114 , 115 via an electronic switch 113 . The two image memories 114 , 115 are connected to a KKF computer 116 which calculates cross-correlation functions. The KKF computer 116 contains a digital filter, not shown, which serves as a bandstop filter. An angle calculation unit 117 and an AKF calculator 118 calculating autocorrelation functions are also connected to the image memory 114 , the angle calculation unit 117 and the AKF calculator 118 also being connected to one another. The AKF calculator 118 contains a filter, not shown, which acts as a bandpass filter.

Die Kamera 105 ist in gleicher Weise wie die Kamera 100 mit einer Schaltung verbunden, die aus einem A/D-Wandler 112′, einem elektronischen Schalter 113′, zwei Bildspeichern 114′, 115′, einem KKF-Rechner 116′, einer Winkelberechnungseinheit 117′ und einem AKF- Rechner 118′ besteht.The camera 105 is connected in the same way as the camera 100 to a circuit comprising an A / D converter 112 ', an electronic switch 113 ', two image memories 114 ', 115 ', a KKF computer 116 ', an angle calculation unit 117 'and an AKF calculator 118 '.

Die beiden KKF-Rechner 116, 116′ und die beiden AKF-Rechner 118, 118′ sind mit einem Vergleichermodul 119 verbunden, an das ein Vorschubregelungsmodul 120 angeschlossen ist. Das Vorschubregelungsmodul 120 steht mit dem nicht dargestellten Schrittmotor der Stelleinrichtung 28 in Verbindung.The two KKF computers 116 , 116 'and the two AKF computers 118 , 118 ' are connected to a comparator module 119 , to which a feed control module 120 is connected. The feed control module 120 is connected to the stepping motor, not shown, of the actuating device 28 .

Der Betrieb der Kameras 100, 105, der Beleuchtungseinrichtungen 101, 111, der Schalter 113, 113′ und des Vergleichermoduls 119 wird durch eine Ablaufsteuerung 121 gesteuert, die über den Impulsgeber 41 mit dem Maschinentriebwerk in Verbindung steht. Die Bauelemente bzw. Module 112-118, 112′-118′ und 119-121 bilden gemeinsam eine Signalverarbeitungseinrichtung 122.The operation of the cameras 100 , 105 , the lighting devices 101 , 111 , the switches 113 , 113 'and the comparator module 119 is controlled by a sequence control 121 , which is connected to the machine engine via the pulse generator 41 . The components or modules 112 - 118 , 112 '- 118 ' and 119 - 121 together form a signal processing device 122 .

functionality Embodiment 1

Beim ersten Ausführungsbeispiel gemäß dem Blockschaltbild nach Fig. 2 wird die von den Kameras 30, 36 abzubildende Fläche der Stofflagen 7, 8 durch die Beleuchtungseinrichtungen 31, 37 im zeitlichen Abstand der Stichperiode stroboskopisch mit infrarotem Licht schräg beleuchtet, wodurch aufgrund der durch die Maschen einer Strick- bzw. Wirkware oder die sich kreuzenden Kett- und Schußfäden eines Gewebes bedingten rauhen Oberflächenstruktur der Stofflagen 7, 8 auf deren Oberseite punktuelle Helligkeitsunterschiede auftreten. Mit Hilfe der Kameras 30, 36 werden zeitgleich mit dem Betrieb der Beleuchtungseinrichtungen 31, 37 von den beleuchteten Oberflächenabschnitten zeilenförmige Bilder aufgenommen, wobei jedes einzelne der rechteckförmigen Diodenelemente 43 eine integrale Helligkeitsmessung des von ihr erfaßten Oberflächenteilabschnittes bewirkt. In the first exemplary embodiment according to the block diagram according to FIG. 2, the area of the fabric layers 7 , 8 to be imaged by the cameras 30 , 36 is illuminated by the lighting devices 31 , 37 at an interval in time from the stitch period with stroboscopic illumination with infrared light, which means that due to the meshes Knitted or knitted goods or the intersecting warp and weft threads of a fabric-induced rough surface structure of the fabric layers 7 , 8, punctual differences in brightness occur on the upper side thereof. With the help of the cameras 30 , 36 , line-shaped images of the illuminated surface sections are recorded simultaneously with the operation of the lighting devices 31 , 37 , each individual one of the rectangular diode elements 43 effecting an integral brightness measurement of the surface section section detected by it.

Die analogen Bilddaten des jeweils ersten Bildes der beiden Kameras 30, 36 werden nach Umwandlung im A/D-Wandler 44; 44′ über den Schalter 45; 45′ als digitales Grauwertbild bzw. als ein die Bindungsstruktur widergebendes Signalprofil im Bildspeicher 46; 46′ zwischengespeichert. Das nach Durchführung eines Vorschubschrittes der Stofflagen 7, 8 von den Kameras 30, 36 aufgenommene zweite Bild, das gegenüber dem entsprechenden ersten Bild um die Länge des Vorschubschrittes versetzt ist, wird nach Umschalten des Schalters 45; 45′ ebenfalls als digitales Grauwertbild im Bildspeicher 47; 47′ zwischengespeichert.The analog image data of the first image of the two cameras 30 , 36 are converted in the A / D converter 44 ; 44 'via the switch 45 ; 45 'as a digital gray-scale image or as a signal profile in the image memory 46 ; 46 'cached. The second image taken by the cameras 30 , 36 after a feed step of the fabric layers 7 , 8 , which is offset by the length of the feed step from the corresponding first image, is switched after the switch 45 ; 45 'also as a digital gray value image in the image memory 47 ; 47 'cached.

In der Zwischenzeit bis zur Ausführung des nächsten Vorschubschrittes und der Aufnahme des nächsten Bildes werden die Bilddaten hinsichtlich der Vorschubgröße und des Dehnungszustandes der Stofflagen 7, 8 ausgewertet.In the meantime until the next feed step is carried out and the next picture is taken, the image data are evaluated with regard to the feed size and the stretching state of the fabric layers 7 , 8 .

Für die Bestimmung der Vorschubgröße wird in bekannter Weise die nachfolgend mit KKF abgekürzte Kreuzkorrelationsfunktion der in den Bildspeichern 46, 47; 46′, 47′ zwischengespeicherten Bilddaten durchgeführt. Das Maximum der KKF ist proportional zur Größe des Vorschubes der beiden Stofflagen 7, 8 zwischen der ersten und zweiten Aufnahme. Dieses Maximum der KKF ist dadurch bedingt, daß obwohl die Stofflagen 7, 8 aus periodischen Strukturelementen bestehen, diese Strukturen aber nicht in absolut gleichen periodischen Abständen auftreten, sondern durch geringfügigen Verzug und Deformation einen relativ großen überlagerten Rauschanteil mit breitbandigeren Frequenzkomponenten enthalten. Dies ist ein nichtperiodischer Anteil, der zu einem ausgeprägten Maximum der KKF führt und eine eindeutige Aussage über den Vorschub erlaubt.For the determination of the feed size, the cross-correlation function, abbreviated to KKF in the following, is used in the image memories 46 , 47 ; 46 ', 47 ' cached image data performed. The maximum of the KKF is proportional to the size of the feed of the two layers of material 7 , 8 between the first and second receptacles. This maximum of the KKF is due to the fact that although the layers of material 7 , 8 consist of periodic structure elements, these structures do not occur at absolutely the same periodic intervals, but contain a relatively large superimposed noise component with broadband frequency components due to slight distortion and deformation. This is a non-periodic component, which leads to a pronounced maximum of the KKF and allows a clear statement about the feed.

Bei Berechnung einer normierten KKF würde sich ein Funktionsverlauf ergeben, der mit dem in Fig. 4 dargestellten Diagramm vergleichbar ist. Die normierte KKF ergibt ein absolutes Maximum H der Korrelationskoeffizienten R _xy beim Verschiebeindex K _v, dessen Abstand zum Nullpunkt der Größe des örtlichen Versatzes der beiden mit ein und derselben Kamera 30 oder 36 nacheinander aufgenommenen Bilder und damit der Vorschubgröße der Stofflagen 7, 8 zwischen den Aufnahmen entspricht.When calculating a standardized KKF, a function curve would result that is comparable to the diagram shown in FIG. 4. The standardized KKF results in an absolute maximum H of the correlation coefficients R _xy for the displacement index K _v , the distance to the zero point of the size of the local offset of the two images taken with one and the same camera 30 or 36 in succession and thus the feed size of the material layers 7 , 8 between the Matches recordings.

Da die Berechnung der normierten KKF wegen der Vielzahl der zu berechnenden Terme eine zu lange Zeit in Anspruch nehmen würde, wird eine vereinfachte unnormierte KKF berechnet. Bevor die Bilddaten für die Berechnung der unnormierten KKF an den jeweiligen Korrelationsrechner weitergeleitet werden, wird in den als Bandsperre wirkenden Filtern 50, 52; 50′, 52′ der von der periodischen Anordnung der Strukturelemente herrührende periodische Anteil reduziert, wodurch bei der nachfolgenden Berechnung der KKF die Ordinate der Nebenmaxima vermindert und damit die Ermittlung des Hauptmaximums erleichtet wird. Die Koeffizienten der Filter 50, 52; 50′, 52′ lassen sich dynamisch nachführen, wodurch sie stets auf die vorherrschende Stoffstruktur angepaßt werden können.Since the calculation of the standardized KKF would take too long due to the large number of terms to be calculated, a simplified, non-standardized KKF is calculated. Before the image data for the calculation of the non-standardized KKF are forwarded to the respective correlation computer, the filters 50 , 52 ; 50 ', 52 ' of the periodic component resulting from the periodic arrangement of the structural elements is reduced, whereby the ordinate of the secondary maxima is reduced in the subsequent calculation of the KKF and thus the determination of the main maximum is made easier. The coefficients of the filters 50 , 52 ; 50 ', 52 ' can be adjusted dynamically, whereby they can always be adapted to the prevailing fabric structure.

Mit Hilfe der beiden Korrelationsrechner 53, 53′ wird aus der Lage des Hauptmaximums H beim Verschiebeindex K _v und unter Berücksichtigung der Bildaufnahmefrequenz der Kameras 30, 36 die Vorschubgröße einer jeden Stofflage 7, 8 berechnet. Die momentanen Vorschubgrößen der beiden Stofflagen werden sodann im Vergleichermodul 54 miteinander verglichen und aus dem Vergleichsergebnis wird ein erstes Signal gewonnen, das in einem Register des Vorschubregelungsmoduls 55 zwischengespeichert wird.With the help of the two correlation computers 53 , 53 ', the feed size of each material layer 7 , 8 is calculated from the position of the main maximum H at the displacement index K _v and taking into account the image recording frequency of the cameras 30 , 36 . The instantaneous feed sizes of the two layers of material are then compared with one another in the comparator module 54 and a first signal is obtained from the comparison result, which is temporarily stored in a register of the feed control module 55 .

Für die nachfolgende Berechnung des Dehnungszustandes der Stofflagen 7, 8 wird von den Bilddaten eines Bildes die nachfolgend als AKF abgekürzte Autokorrelationsfunktion berechnet, indem die Bilddaten in bekannter Weise mit sich selbst korreliert werden. Hierbei wird die Gegebenheit ausgenutzt, daß - wie schon erwähnt - in den von den Kameras 30, 36 aufgenommenen Bildern auch periodisch auftretende Bildinformationen enthalten sind, die von der Bindungsstruktur der Stofflagen, d. h. von den Maschen bei Wirk- oder Strickwaren bzw. den sich kreuzenden Kett- und Schußfäden bei Geweben, herrühren. Zur Berechnung der AKF werden zunächst die Schalter 48, 51; 48′, 51′ umgeschaltet, worauf die Bildspeicher 46, 46′ mit den als Bandpaß wirkenden Filtern 49, 49′ verbunden, während die Bildspeicher 47, 47′ von der nachfolgenden Verarbeitung der Bilddaten abgekoppelt sind. Die Filter 49, 49′ vermindern die höherfrequenten Unregelmäßigkeiten, so daß die periodischen regelmäßigen Bildinformationen deutlicher hervortreten. Bei der anschließend vom Korrelationsrechner 53, 53, durchgeführten Berechnung der AKF ergibt sich stets dann ein Maximum der Ähnlichkeit, wenn die Bilddaten einer Bildzeile um genau eine oder mehrere Perioden, d. h. Abstände der Strukturelemente gegen sich selbst verschoben werden. Aus der Position dieser Maxima läßt sich die mittlere Periodenlänge berechnen, welche ein Maß für den Dehnungszustand der Stofflagen 7, 8 ist. Die momentanen Dehnungsmaße der beiden Stofflagen werden sodann im Vergleichermodul 54 miteinander verglichen und aus dem Vergleichsergebnis ein zweites Signal gewonnen.For the subsequent calculation of the stretching state of the fabric layers 7 , 8 , the autocorrelation function, abbreviated as AKF, is calculated from the image data of an image by correlating the image data with itself in a known manner. This takes advantage of the fact that - as already mentioned - the images recorded by the cameras 30 , 36 also contain periodically occurring image information relating to the binding structure of the layers of fabric, ie the mesh in knitted or knitted goods or the intersecting ones Warp and weft threads in fabrics. To calculate the AKF, switches 48 , 51 ; 48 ', 51 ' switched, whereupon the image memories 46 , 46 'are connected to the filters 49 , 49 ' acting as a bandpass filter, while the image memories 47 , 47 'are decoupled from the subsequent processing of the image data. The filters 49 , 49 'reduce the higher-frequency irregularities, so that the periodic regular image information is more apparent. In the calculation of the AKF subsequently carried out by the correlation computer 53 , 53 , there is always a maximum of similarity when the image data of an image line are shifted from one another by exactly one or more periods, ie distances of the structural elements. From the position of these maxima, the mean period length can be calculated, which is a measure of the stretching state of the fabric layers 7 , 8 . The instantaneous stretch dimensions of the two layers of material are then compared with one another in the comparator module 54 and a second signal is obtained from the comparison result.

Die Berechnung der AKF kann bei entsprechender Auslegung der Korrelationsrechner bzw. bei Verwendung von je zwei parallelgeschalteten Korrelationsrechnern auch gleichzeitig mit der Berechnung der KKF erfolgen, so daß die beiden Signale nicht nacheinander sondern zur gleichen Zeit gebildet werden.The AKF can be calculated if the Correlation calculator or when using two correlation computers connected in parallel also simultaneously with the The KKF are calculated so that the two signals are not successively but at the same time.

Für eine genaue Ermittlung des Dehnungszustandes sollte in diesem Fall jedoch wenigstens ein Teil der periodisch auftretenden Bildinformationen bzw. Strukturelemente im wesentlichen parallel zur Vorschubrichtung der Nähmaschine und damit parallel zur Ausrichtlage bzw. Meßrichtung der Zeilensensoren 42 ausgerichtet sein, d. h., daß z. B. bei einem Gewebe entweder die Kettfäden oder die Schußfäden im wesentlichen parallel zur Meßrichtung verlaufen. Anderenfalls würden bei der AKF zwei verschiedene Frequenzen f 1 und f 2 auftreten. Bei diesen Frequenzen f 1 und f 2 handelt es sich um die Frequenz der Kett- und der senkrecht hierzu stehenden Schußfäden (oder vergleichbarer Strukturen), welche sich in Abhängigkeit von Winkel a zwischen der Meßrichtung (Vorschubrichtung) und der Erstreckungsrichtung, z. B. der Kettfäden ergeben.For an accurate determination of the state of stretching, in this case, however, at least some of the periodically occurring image information or structural elements should be aligned essentially parallel to the feed direction of the sewing machine and thus parallel to the alignment position or measurement direction of the line sensors 42 , ie that, for. B. in a fabric either the warp threads or the weft threads run essentially parallel to the measuring direction. Otherwise two different frequencies f 1 and f 2 would occur in the AKF. These frequencies f 1 and f 2 are the frequency of the warp and the weft threads (or comparable structures) perpendicular thereto, which are a function of the angle a between the measuring direction (feed direction) and the direction of extension, e.g. B. the warp threads.

Probleme ergeben sich dadurch, daß die Frequenzen f 1 und f 2 nicht getrennt bekannt sind, sondern nur deren Produkt in der AKF enthalten ist. Durch die Überlagerung der Frequenzen f 1 und f 2 ergeben sich in der gemessenen resultierenden Frequenz Phasensprünge, die das Ergebnis bei der Bestimmung des Dehnungszustandes der Stofflagen verfälschen können.Problems arise because the frequencies f 1 and f 2 are not known separately, but only their product is contained in the AKF. The superimposition of the frequencies f 1 and f 2 results in phase jumps in the measured resulting frequency, which can falsify the result when determining the stretching state of the fabric layers.

Das zweite Signal und das zwischengespeicherte erste Signal bilden gemeinsam ein Maß für die effektive Vorschubgröße der ggf. unterschiedlich gedehnten Stofflagen 7, 8, d. h. für die jeweilige Anzahl der Strukturelemente pro Längeneinheit.The second signal and the temporarily stored first signal together form a measure of the effective feed size of the fabric layers 7 , 8 , which may have been stretched differently, ie for the respective number of structural elements per unit length.

Das erste und zweite Signal werden im Vorschubregelungsmodul 55 zu einem Steuersignal für die Stelleinrichtung 28 verarbeitet, welches die Vorschubgröße des oberen Stoffschiebers 9 dahingehend einstellt, daß beide Stofflagen 7, 8 mit jeweils gleich großem effektiven Vorschub transportiert werden, bei dem auch bei ursprünglich unterschiedlichem Dehnungszustand stets die gleiche Anzahl von Strukturelementen pro Vorschubschritt unter der Nadel 6 hindurchbewegt wird. Sofern die miteinander zu vernähenden Stofflagen bei gleichem Dehnungszustand gleich lang zugeschnitten worden waren, werden diese nunmehr auch dann längengleich zusammengenäht, wenn sich ihr Dehnungszustand nach dem Zuschneiden, beispielsweise bei der Lagerung oder während des Nähens unterschiedlich ändert.The first and second signals are processed in the feed control module 55 to form a control signal for the actuating device 28 , which adjusts the feed size of the upper slider 9 in such a way that both layers of material 7 , 8 are transported with an effective feed of the same size, in which even when the stretching state was originally different always the same number of structural elements per feed step is moved under the needle 6 . If the layers of fabric to be sewn together had been cut to the same length with the same stretching condition, they are now sewn together with the same length if their stretching condition changes differently after cutting, for example during storage or during sewing.

Embodiment 2

Beim zweiten Ausführungsbeispiel gemäß dem Blockschaltbild nach Fig. 3 erfolgt die Auswertung der von den beiden Kameras 30, 36 aufgenommenen und in den A/D-Wandlern 60, 60′ in digitale Grauwertbilder umgewandelten Bilddaten anders als beim ersten Ausführungsbeispiel, indem für die Ermittlung des Dehnungszustandes der Stofflagen 7, 8 nicht eine Berechnung der AKF durchgeführt, sondern die KKF auch hinsichtlich der für den Dehnungszustand relevanten Informationen ausgewertet wird. Es wird hierbei von der Erkenntnis ausgegangen, daß bei der Berechnung der KKF neben dem Hauptmaximum mehrere periodische Nebenmaxima vorkommen, deren Abstand dem Abstand der periodisch auftretenden Strukturelemente entspricht.In the second embodiment according to the block diagram of FIG. 3, the evaluation of the image data recorded by the two cameras 30 , 36 and converted into digital gray value images in the A / D converters 60 , 60 'takes place differently than in the first embodiment, by determining the The stretched state of the fabric layers 7 , 8 does not carry out a calculation of the AKF, but the KKF is also evaluated with regard to the information relevant to the stretched state. It is assumed here that in the calculation of the KKF, in addition to the main maximum, there are several periodic secondary maxima, the spacing of which corresponds to the spacing of the periodically occurring structural elements.

Bei der Berechnung der normierten KKF, bei der sich ein dem Diagramm nach Fig. 4 entsprechender Funktionsablauf ergäbe, würden mit jeweils gleichmäßigem Abstand zu beiden Seiten des Hauptmaximums untereinander gleich hohe Nebenmaxima N auftreten, deren Höhe geringer ist als die des Hauptmaximums H. Der gegenseitge Abstand der Nebenmaxima N bzw. der Abstand zwischen dem Hauptmaximum H und den beiden benachbarten Nebenmaxima N ist durch die Buchstabenfolge s ₁ bis s ₅ angegeben.When calculating the standardized KKF, which would result in a functional sequence corresponding to the diagram according to FIG. 4, secondary maxima N of equal height, the height of which is lower than that of the main maximum H , would occur with a uniform distance from each side of the main maximum. The mutual distance of the secondary maxima N or the distance between the main maximum H and the two adjacent secondary maxima N is indicated by the letters s ₁ to s ₅ .

Da auch in diesem Fall die Berechnung der normierten KKF wegen der Vielzahl der zu berechnenden Terme eine zu lange Zeit in Anspruch nehmen würde, wird ebenfalls eine vereinfachte unnormierte KKF berechnet. Bevor die Bilddaten für die Berechnung der unnormierten KKF an den jeweiligen Korrelationsrechner weitergeleitet werden, werden sie zunächst in den als Hochpaß wirkenden Filtern 61, 61′ dahingehend vorbehandelt, daß die periodischen Signalanteile gedämpft, hierbei aber nicht völlig unterdrückt werden. Nach Passieren der Filter 61, 61′ werden die Bilddaten der jeweils ersten Aufnahme dem zugeordneten Bildspeicher 63; 63′ und die der jeweils nächsten Aufnahme dem Bildspeicher 64; 64′ zugeführt, worauf sie im entsprechenden Korrelationsrechner 65; 65′ gemeinsam miteinander verarbeitet werden. Since in this case too, the calculation of the standardized KKF would take too long due to the large number of terms to be calculated, a simplified, non-standardized KKF is also calculated. Before the image data for the calculation of the non-standardized KKF are forwarded to the respective correlation computer, they are first pretreated in the filters 61 , 61 'acting as high-pass filters in such a way that the periodic signal components are attenuated, but are not completely suppressed. After passing through the filters 61 , 61 ', the image data of the respective first image are assigned to the image memory 63 ; 63 'and that of the next recording the image memory 64 ; 64 'supplied, whereupon they are in the corresponding correlation calculator 65 ; 65 'are processed together.

Bei einer unnormierten KKF können sich Schwankungen der Grundhelligkeit des Bildes, die z. B. durch ungleichmäßige Beleuchtung oder Reflexionsfähigkeit der Stofflagen bedingt sein können, dahingehend auswirken, daß die KKF insgesamt einen abfallenden oder ansteigenden Verlauf nimmt, wobei sich das Korrelationsmaximum in der "Talsohle" befindet. Die durchgezogene Linie in Fig. 5 ist ein Beispiel für einen derartig unregelmäßigen Verlauf einer unnormierten KKF, wobei auf der Ordinate der Korrelationskoeffizient R _xy und auf der Abszisse der Verschiebeindex k aufgetragen ist. Um unter diesen Bedingungen das effektive Korrelationsmaximum, also das dem Vorschub proportionale Hauptmaximum zu ermitteln, wird ein Algorithmus angewendet, bei dem die Güte eines Maximums auf seine lokale Umgebung bezogen wird.If the KKF is not normalized, fluctuations in the basic brightness of the image, e.g. B. may be caused by uneven lighting or reflectivity of the layers of material, to the effect that the KKF takes a decreasing or increasing course, the correlation maximum is in the "bottom". The solid line in FIG. 5 is an example of such an irregular course of an un-normalized KKF, the correlation coefficient R _{xy being} plotted on the ordinate and the displacement index k on the abscissa. In order to determine the effective correlation maximum under these conditions, that is to say the main maximum proportional to the feed, an algorithm is used in which the quality of a maximum is related to its local environment.

Im einzelnen laufen folgende Schritte ab:The individual steps are as follows:

a) First, all local maxima and minima of the function are determined, which results in a value curve shown by the dashed line in FIG. 5. First, all maxima, including noise, etc. are also recorded.
b) All maxima and minima are eliminated, the height or depth of which lies below a threshold which is determined adaptively to the dynamics of the KKF, that is to say whose flanks fall below a predetermined minimum length. In this way, the curve shown in dashed lines in FIG. 6 results.
c) A height is then calculated for each valid maximum from the sum of the amplitude difference to the neighboring ones Minima results.
d) From these values, the maximum is determined which has the greatest height difference from the respectively adjacent minima. The main maximum H determined in this way and the associated minima are identified by arrows in FIG. 7.
e) The exact location of the main maximum is then determined by Interpolation still refined, depending on the shape of the maximum different interpolation methods can be used.

Mit Hilfe der beiden Korrelationsrechner 65, 65′ wird ferner aus der Lage des Hauptmaximums H beim Verschiebeindex k _v und unter Berücksichtigung der Bildaufnahmefrequenz der Kameras 30, 36 die Vorschubgröße einer jeden Stofflage 7, 8 berechnet. Die momentanen Vorschubgrößen der beiden Stofflagen werden sodann im Vergleichermodul 66 miteinander verglichen und aus dem Vergleichsergebnis wird ein erstes Signal gewonnen, das in einem Register des Vorschubregelungsmoduls 67 zwischengespeichert wird.With the help of the two correlation computers 65 , 65 ', the feed size of each material layer 7 , 8 is also calculated from the position of the main maximum H at the displacement index k _v and taking into account the image recording frequency of the cameras 30 , 36 . The instantaneous feed quantities of the two material layers are then compared with one another in the comparator module 66 and a first signal is obtained from the comparison result, which is temporarily stored in a register of the feed control module 67 .

Für die Berechnung des Dehnungszustandes der Stofflagen 7, 8 wird durch Mittelung der Abstände zwischen benachbarten Maxima der KKF die Periodenlänge und damit der gegenseitige Abstand der die Nebenmaxima bewirkenden periodisch auftretenden Strukturen ermittelt, wodurch sich die in Fig. 8 angegebenen Abstände s ₁ bis s ₇ zwischen je zwei Nebenmaxima N bzw. zwischen dem Hauptmaximum H und den benachbarten Nebenmaxima N ergeben. Durch statistische Verfahren können "Ausreißer" eliminiert werden.For the calculation of the stretching state of the fabric layers 7 , 8 , the period length and thus the mutual distance between the periodically occurring structures causing the secondary maxima is determined by averaging the distances between adjacent maxima of the KKF, whereby the distances s ₁ to s ₇ indicated in FIG. 8 are determined between two secondary maxima N or between the main maximum H and the neighboring secondary maxima N. "Outliers" can be eliminated by statistical methods.

Bei der Bestimmung der Periodenlänge bzw. der Periodendauer der Bindungsstruktur entsprechend dem Maschen- bzw. Fadenabstand ist zu berücksichtigen, daß es sich bei praktisch allen vorkommenden Stoffen um eine unregelmäßige und gestörte periodische Struktur handelt wodurch die Verschiebungsmessung erst ermöglicht wird. Dies bedeutet, daß die hieraus resultierende KKF neben periodischen Maxima in der Regel auch überlagerte Störungen beinhaltet, welche nicht in die Periodenmessung mit eingehen dürfen.When determining the period length or the period duration of the Tie structure according to the stitch or thread spacing is too take into account that there are practically all substances is an irregular and disturbed periodic structure which makes displacement measurement possible. This means, that the resulting KKF in addition to periodic maxima in the Usually also includes overlaid faults that are not included in the Period measurement may be included.

Weitere Nebeneffekte treten auf, wenn das betrachtete Gewebe mehrere Frequenzen enthält, z. B. durch Verrippung oder ähnliche Strukturen, welche allerdings in vielen Fällen ein ganzzahliges Frequenzverhältnis zur Fadenperiode aufweisen. In solchen Fällen muß gewährleistet werden, daß reproduzierbar immer die gleiche Periode gemessen wird.Other side effects occur when the tissue under consideration has several Contains frequencies, e.g. B. by ribbing or similar structures, which, however, is an integer frequency ratio in many cases to the thread period. In such cases, must be guaranteed be that the same period is always reproducibly measured.

Ferner sollte wie beim Ausführungsbeispiel 1 für eine genaue Bestimmung des Dehnungszustandes wenigstens ein Teil der periodisch auftretenden Bildinformationen im wesentlichen parallel zur Meßrichtung der Zeilensensoren 42 verlaufen.Furthermore, as in exemplary embodiment 1, at least some of the periodically occurring image information should run essentially parallel to the measuring direction of the line sensors 42 for an accurate determination of the state of expansion.

Die momentanen Dehnungsmaße der beiden Stofflagen 7, 8 werden sodann im Vergleichermodul 66 miteinander verglichen und aus dem Vergleichsergebnis wird ein zweites Signal gewonnen.The instantaneous dimensions of elongation of the two layers of material 7 , 8 are then compared with one another in the comparator module 66 and a second signal is obtained from the comparison result.

Das zweite Signal und das zwischengespeicherte erste Signal bilden gemeinsam ein Maß für die effektive Vorschubgröße der Stofflagen 7, 8. Die beiden Signale werden im Vorschubregelungsmodul 67 zu einem Steuersignal für die Stelleinrichtung 28 verarbeitet, welches die Vorschubgröße des oberen Stoffschiebers 9 dahingehend einstellt, daß beide Stofflagen 7, 8 mit jeweils gleich großem effektivem Vorschub transportiert werden.The second signal and the temporarily stored first signal together form a measure of the effective feed size of the fabric layers 7 , 8 . The two signals are processed in the feed control module 67 to form a control signal for the actuating device 28 , which adjusts the feed size of the upper feed pusher 9 in such a way that both layers of material 7 , 8 are transported with the same effective feed rate.

Embodiment 3

Mit Hilfe der Zeilensensoren 75, 81 der Kameras 70, 77 werden zeitgleich mit den mit der Frequenz der Stichbildung stroboskopisch arbeitenden Beleuchtungseinrichtungen 71, 85 von den beleuchteten Oberflächenabschnitten der Stofflagen 7, 8 zeilenförmige Bilder aufgenommen. With the aid of the line sensors 75 , 81 of the cameras 70 , 77 , line-shaped images of the illuminated surface sections of the fabric layers 7 , 8 are recorded simultaneously with the lighting devices 71 , 85 which operate stroboscopically with the frequency of the stitch formation.

Die analogen Bilddaten des jeweils ersten Bildes der beiden Zeilensensoren 75, 81 werden nach Umwandlung im A/D-Wandler 86 bzw. 86′ über den Schalter 87 bzw. 87′ als digitales Grauwertbild bzw. als ein die Bindungsstruktur widergebendes Signalprofil im Bildspeicher 88 bzw. 88′ zwischengespeichert. Das nach Durchführung eines Vorschubschrittes der Stofflagen 7, 8 von den Zeilensensoren 75, 81 aufgenommene zweite Bild, das gegenüber dem entsprechenden ersten Bild um die Länge des Vorschubschrittes versetzt ist, wird nach Umschalten des Schalters 87 bzw. 87′ ebenfalls als digitales Grauwertbild im Bildspeicher 89 bzw. 89′ zwischengespeichert.The analog image data of the respective first image of the two line sensors 75 , 81 are after conversion in the A / D converter 86 or 86 'via the switch 87 or 87 ' as a digital gray value image or as a signal profile reflecting the binding structure in the image memory 88 or 88 'cached. After carrying out a feed step of the fabric layers 7 , 8 by the line sensors 75 , 81 , the second image, which is offset by the length of the feed step from the corresponding first image, is also after switching the switch 87 or 87 'as a digital gray value image in the image memory 89 or 89 'cached.

In der Zwischenzeit bis zur Ausführung des nächsten Vorschubschrittes und der Aufnahme des nächsten Bildes werden die zwischengespeicherten Bilddaten hinsichtlich der Vorschubgröße der Stofflagen 7, 8 ausgewertet. Dies geschieht indem in den KKF-Rechnern 90, 90′ mit den Bilddaten der zugeordneten Bildspeicher 88, 89 bzw. 88′, 89′ für jede Stofflage die mit KKF abgekürzte Kreuzkorrelationsfunktion berechnet wird.In the meantime until the next feed step is carried out and the next picture is taken, the temporarily stored image data are evaluated with regard to the feed size of the fabric layers 7 , 8 . This is done by calculating the cross-correlation function abbreviated with KKF in the KKF computers 90 , 90 'with the image data of the assigned image memories 88 , 89 and 88 ', 89 'for each material layer.

Das Maximum der KKF ist proportional zur Größe des Vorschubes der beiden Stofflagen 7, 8 zwischen der ersten und zweiten Aufnahme. Dieses Maximum der KKF ist dadurch bedingt, daß obwohl die Stofflagen 7, 8 aus periodischen Strukturelementen S 1, S 2 (Fig. 11) bestehen, diese Strukturen aber nicht in absolut gleichen periodischen Abständen auftreten, sondern durch geringfügigen Verzug und Deformation einen relativ großen überlagerten Rauschanteil mit breitbandigeren Frequenzkomponenten enthalten. Dies ist ein nichtperiodischer Anteil, der zu einem ausgeprägten Maximum der KKF führt und eine eindeutige Aussage über den Vorschub erlaubt.The maximum of the KKF is proportional to the size of the feed of the two layers of material 7 , 8 between the first and second receptacles. This maximum of the KKF is due to the fact that although the layers of material 7 , 8 consist of periodic structural elements S 1 , S 2 ( FIG. 11), these structures do not occur at absolutely the same periodic intervals, but rather a relatively large one due to slight warping and deformation superimposed noise component with broadband frequency components included. This is a non-periodic component, which leads to a pronounced maximum of the KKF and allows a clear statement about the feed.

Bei Berechnung einer normierten KKF würde sich ein Funktionsverlauf ergeben, der mit dem in Fig. 4 dargestellten Diagramm vergleichbar ist. Die normierte KKF ergibt ein absolutes Maximum H der Korrelationskoeffizienten R _xy beim Verschiebeindex K _v, dessen Abstand zum Nullpunkt der Größe des örtlichen Versatzes der beiden mit ein und demselben Zeilensensor 75 bzw. 81 nacheinander aufgenommenen Bilder und damit der Vorschubgröße der Stofflagen 7, 8 zwischen den Aufnahmen entspricht.When calculating a standardized KKF, a function curve would result that is comparable to the diagram shown in FIG. 4. The standardized KKF results in an absolute maximum H of the correlation coefficients R _xy for the displacement index K _v , the distance from the zero point to the size of the local offset of the two images taken with one and the same line sensor 75 or 81 one after the other and thus the feed size of the material layers 7 , 8 between corresponds to the recordings.

Da die Berechnung der normierten KKF wegen der Vielzahl der zu berechnenden Terme eine zu lange Zeit in Anspruch nehmen würde, wird eine vereinfachte unnormierte KKF berechnet. Zuvor wird mit Hilfe der nicht näher spezifizierten, als Bandsperre wirkenden Filter der KKF- Rechner 90, 90′ der von der periodischen Anordnung der Strukturelemente herrührende periodische Anteil reduziert, wodurch bei der nachfolgenden Berechnung der KKF die Ordinate der Nebenmaxima vermindert und damit die Ermittlung des Hauptmaximums erleichtet wird.Since the calculation of the standardized KKF would take too long due to the large number of terms to be calculated, a simplified, non-standardized KKF is calculated. The KKF calculator 90 , 90 'is used to reduce the periodic component resulting from the periodic arrangement of the structural elements, with the aid of the unspecified filter acting as a bandstop filter, thereby reducing the ordinate of the secondary maxima in the subsequent calculation of the KKF and thus determining the Main maximum is made easy.

Mit Hilfe der beiden KKF-Rechner 90, 90′ wird aus der Lage des Hauptmaximums H beim Verschiebeindex K _v und unter Berücksichtigung der Bildaufnahmefrequenz der Kameras 70, 77 die Vorschubgröße einer jeden Stofflage 7, 8 berechnet. Die momentanen Vorschubgrößen der beiden Stofflagen werden sodann im Vergleichermodul 95 miteinander verglichen und aus dem Vergleichsergebnis wird ein erstes Signal gewonnen, das in einem Register des Vorschubregelungsmoduls 96 zwischengespeichert wird.With the help of the two KKF computers 90 , 90 ', the feed size of each material layer 7 , 8 is calculated from the position of the main maximum H at the shift index K _v and taking into account the image recording frequency of the cameras 70 , 77 . The instantaneous feed quantities of the two layers of material are then compared with one another in the comparator module 95 and a first signal is obtained from the comparison result, which is temporarily stored in a register of the feed control module 96 .

Zeitlich überlappt mit dem Arbeiten der Zeilensensoren 75, 81 werden mit Hilfe der Flächensensoren 76, 82 von den beleuchteten Oberflächenabschnitten flächenförmige Bilder aufgenommen. Die analogen Bilddaten dieser Bilder werden nach Umwandlung im A/D-Wandler 91, 91′ als matrixartiges digitales Grauwertbild im Bildspeicher 92 bzw. 92′ zwischengespeichert, wobei das Grauwertbild aus einer von der Anzahl der Pixelreihen und Pixelspalten des CCD-Flächensensors 76 bzw. 82 abhängigen Anzahl reihen- und spaltenförmig verteilter Bildpunkte besteht. Overlapping in time with the work of the line sensors 75 , 81 , with the aid of the surface sensors 76 , 82, flat images of the illuminated surface sections are recorded. After conversion in the A / D converter 91 , 91 ', the analog image data of these images are temporarily stored as a matrix-like digital gray value image in the image memory 92 or 92 ', the gray value image being made up of one of the number of pixel rows and pixel columns of the CCD area sensor 76 or 82 dependent number of rows and columns distributed pixels.

Mit der Winkelberechnungseinheit 93 bzw. 93′ wird nun aus den Bilddaten des Bildspeichers 92 bzw. 92′ der Winkel a (Fig. 11) zwischen der Erstreckungsrichtung R 1 von ersten periodisch auftretenden Strukturelementen S 1 (beispielsweise der Kettfäden eines Gewebes) und der Vorschubrichtung V der Stofflagen 7, 8 ermittelt. Dies geschieht in der Weise, daß von einem beliebigen fiktiven Aufsetzpunkt innerhalb des im Bildspeicher 92, 92′ enthaltenen Datenfeldes ausgehend eine Vielzahl von winkelmäßig gegeneinander versetzten, jeweils durch den festgelegten Aufsetzpunkt hindurchgehenden Suchstrahlen über das Datenfeld gelegt wird und bei jedem Suchstrahl die Signalwerte aller auf ihm liegenden Bildpunkte addiert werden. Je nach Lage des Aufsetzpunktes und der Struktur der Stofflagen zeigt nun ein Maximum oder Minimum der Additionsergebnisse die Erstreckungsrichtung R 1 der ersten periodisch auftretenden Strukturelemente S 1 der jeweiligen Stofflage an.With the angle calculation unit 93 or 93 ', the angle a ( FIG. 11) between the direction of extension R 1 of the first periodically occurring structural elements S 1 (for example the warp threads of a fabric) and the feed direction is now from the image data of the image memory 92 or 92 ' V of the fabric layers 7 , 8 determined. This is done in such a way that starting from any fictitious point of impact within the data field contained in the image memory 92 , 92 ', a multiplicity of angularly offset search beams, each passing through the fixed point of contact, is placed over the data field and with each search beam the signal values of all pixels lying on it are added. Depending on the position of the point of contact and the structure of the layers of material, a maximum or minimum of the addition results now shows the direction of extension R 1 of the first periodically occurring structural elements S 1 of the respective layer of material.

Danach wird mit Hilfe der AKF-Rechner 94 bzw. 94′ entlang der zuvor ermittelten Erstreckungsrichtung R 1 der ersten Strukturelemente S 1 der mittlere Abstand bzw. die Periodenlänge P 2 von den im Winkel von z. B. 90° hierzu verlaufenden zweiten Strukturelementen S 2 (beispielsweise der Schußfäden eines Gewebes) und damit der Dehnungszustand der Stofflagen 7, 8 parallel zur zuvor ermittelten Erstreckungsrichtung R 1 der ersten Strukturelemente S 1 bestimmt, indem von den Signalwerten parallel zu der Erstreckungsrichtung R 1 verlaufender Bildpunkte die mit AKF abgekürzte Autokorrelationsfunktion berechnet wird. Diese Berechnung erfolgt in bekannter Weise dadurch, daß die Signalwerte bzw. Bilddaten mit sich selbst korreliert werden. Die nicht näher spezifizierten, als Bandpaß wirkenden Filter der AKF-Rechner 94 bzw. 94′ vermindern die höherfrequenten Unregelmäßigkeiten im Signalprofil, so daß die periodischen regelmäßigen Bildinformationen deutlicher hervortreten. Bei der Berechnung der AKF ergibt sich stets dann ein Maximum der Ähnlichkeit, wenn die Bilddaten der parallel zur zuvor ermittelten Erstreckungsrichtung R 1 verlaufenden, für diese Berechnung ausgewählten Bildpunkte um genau eine oder mehrere Periodenlängen P 2 der zweiten Strukturelemente S 2 gegen sich selbst verschoben werden. Aus der Position dieser Maxima läßt sich die mittlere Periodenlänge P 2 berechnen, welche ein Maß für den Dehnungszustand der Stofflagen 7, 8 in der Erstreckungsrichtung R 1 ist.Then with the help of the AKF calculator 94 and 94 'along the previously determined direction of extent R 1 of the first structural elements S 1, the mean distance or the period length P 2 from the at an angle of z. B. 90 ° to this second structural elements S 2 (for example, the weft threads of a fabric) and thus the state of stretch of the fabric layers 7 , 8 parallel to the previously determined direction of extension R 1 of the first structure elements S 1 determined by the signal values parallel to the direction of extension R 1 running pixels, the autocorrelation function abbreviated with AKF is calculated. This calculation is carried out in a known manner in that the signal values or image data are correlated with themselves. The unspecified bandpass filters of the AKF computers 94 and 94 'reduce the higher-frequency irregularities in the signal profile, so that the periodic regular image information is more clearly visible. When calculating the AKF, there is always a maximum of similarity when the image data of the pixels running parallel to the previously determined direction of extension R 1 and selected for this calculation are shifted against themselves by exactly one or more period lengths P 2 of the second structure elements S 2 . From the position of these maxima, the mean period length P 2 can be calculated, which is a measure of the state of stretch of the fabric layers 7 , 8 in the direction of extension R 1 .

Aus der Periodenlänge P 2 einer jeden Stofflage 7, 8 wird unter Berücksichtigung des ermittelten Winkels a der parallel zur Vorschubrichtung V verlaufende Wert P 2 _V der Periodenlänge P 2 und dadurch der Dehnungszustand parallel zur Vorschubrichtung V ermittelt. Diese Dehnungswerte der beiden Stofflagen 7, 8 werden im Vergleichermodul 95 miteinander verglichen und aus dem Vergleichsergebnis wird ein zweites Signal gewonnen.From the period length P 2 of each fabric layer 7, 8 is the period length P 2 and thereby the strain state determined taking into account the determined angle a of the extending parallel to the feed direction V value P 2 _V parallel to the advancing direction V. These elongation values of the two layers of material 7 , 8 are compared with one another in the comparator module 95 and a second signal is obtained from the comparison result.

Im Vorschubregelungsmodul 96 wird aus dem ersten und zweiten Signal nach der Formel R = Do/Du der Wert der Regelgröße R gewonnen, indem der Durchsatz Do der oberen Stofflage mit dem Durchsatz Du der unteren Stofflage ins Verhältnis gesetzt wird. Der Durchsatz Do bzw. Du ist hierbei das Maß des effektiven Vorschubes der jeweiligen Stofflage 7 bzw. 8, d. h. der ermittelten Anzahl von Strukturelementen S 2 pro Vorschublänge, wobei sich der Durchsatz wie folgt berechnet:In the feed control module 96 , the value of the controlled variable R is obtained from the first and second signals according to the formula R = Do / Du , by relating the throughput Do of the upper layer of material to the throughput Du of the lower layer of material. The throughput Do or Du is the measure of the effective feed of the respective material layer 7 or 8 , ie the determined number of structural elements S 2 per feed length, the throughput being calculated as follows:

Sofern das Verhältnis Do/Du ungleich 1 ist, wird im Vorschubregelungsmodul 96 ein Steuersignal für die Stelleinrichtung 28 gebildet, welches die Vorschubgröße des oberen Stoffschiebers 9 dahingehend einstellt, daß beide Stofflagen 7, 8 mit jeweils gleich großem Durchsatz bzw. gleich großem effektivem Vorschub transportiert werden, bei dem auch bei ursprünglich unterschiedlichem Dehnungszustand stets die gleiche Anzahl von Strukturelementen S 2 pro Vorschubschritt unter der Nadel 6 hindurchbewegt wird. Sofern die miteinander zu vernähenden Stofflagen bei gleichem Dehnungszustand gleich lang zugeschnitten worden waren, werden diese nunmehr auch dann längengleich zusammengenäht, wenn sich ihr Dehnungszustand nach dem Zuschneiden, beispielsweise bei der Lagerung oder während des Nähens ändert.If the ratio Do / Du is not equal to 1, a control signal for the actuating device 28 is formed in the feed control module 96 , which adjusts the feed size of the upper slider 9 in such a way that both layers of material 7 , 8 are transported with the same throughput or the same effective feed are, in which the same number of structural elements S 2 per feed step is always moved under the needle 6 , even when the stretching state is originally different. If the layers of fabric to be sewn together had been cut to the same length with the same stretching state, they are now sewn together with the same length if their stretching state changes after cutting, for example during storage or during sewing.

Da der Rechenaufwand für die Ermittlung des Dehnungszustandes wegen der zuvor erfolgenden Bestimmung des Winkels a sehr viel zeitaufwendiger als der Rechenaufwand für die Ermittlung der Vorschubgröße ist, kann bei hoher Drehzahl der Nähmaschine und unter Berücksichtigung der derzeit erzielbaren Rechengeschwindigkeit handelsüblicher, industriemäßig einsetzbarer Rechner der Dehnungszustand nur nach etwa jedem zehnten Vorschubschritt berechnet werden. Aufgrund dieses Umstandes wird während derjenigen Stichbildevorgänge bzw. Vorschubschritte, während deren kein neuer Dehnungszustand ermittelt wurde, der Wert der Regelgröße R aus den jeweils aktuellen Vorschubwerten und dem zuletzt ermittelten Dehnungswert einer jeden Stofflage errechnet. Da sich der Dehnungszustand der Stofflagen erfahrungsgemäß nicht sprunghaft auf kurze Distanzen ändert, wird trotz des beispielsweise zehn Vorschubschritte betragenden Abstandes zwischen dem Vorliegen neuer Dehnungswerte eine ausreichend genaue Vorschubregelung erzielt.Since the computational effort for determining the elongation state is much more time-consuming than the computational effort for determining the feed size due to the previous determination of the angle a, the elongation state can only be achieved at high speeds of the sewing machine and taking into account the currently achievable computing speed of commercially available, industrially applicable computers be calculated after every tenth feed step. On the basis of this circumstance, the value of the controlled variable R is calculated from the current feed values and the last determined stretch value of each fabric layer during those stitch formation processes or feed steps during which no new stretch state was determined. Since experience has shown that the state of stretch of the fabric layers does not change abruptly over short distances, a sufficiently precise feed control is achieved despite the distance between the presence of new stretch values, which is, for example, ten feed steps.

Embodiment 4

Mit Hilfe der Flächensensoren 104, 108 der Kameras 100, 105 werden zeitgleich mit den mit der Frequenz der Stichbildung stroboskopisch arbeitenden Beleuchtungseinrichtungen 101, 111 von den beleuchteten Oberflächenabschnitten der Stofflagen 7, 8 flächenförmige Bilder aufgenommen.With the aid of the surface sensors 104 , 108 of the cameras 100 , 105 , flat-shaped images of the illuminated surface sections of the fabric layers 7 , 8 are recorded simultaneously with the lighting devices 101 , 111 which operate stroboscopically with the frequency of the stitch formation.

Die analogen Bilddaten des jeweils ersten Bildes der beiden Flächensensoren 104, 108 werden nach Umwandlung im A/D-Wandler 112 bzw. 112′ über den Schalter 113 bzw. 113′ als matrixartiges digitales Grauwertbild im Bildspeicher 114 bzw. 114′ zwischengespeichert, wobei jedes Grauwertbild aus einer von der Anzahl der Pixelreihen und Pixelspalten des Flächensensors 104 bzw. 108 abhängigen Anzahl reihen- und spaltenförmig verteilter Bildpunkte besteht.The analog image data of the respective first image of the two area sensors 104 , 108 are temporarily stored after conversion in the A / D converter 112 or 112 'via the switches 113 or 113 ' as a matrix-like digital gray value image in the image memory 114 or 114 ', each Grayscale image consists of a number of pixels distributed in rows and columns depending on the number of pixel rows and pixel columns of the surface sensor 104 or 108 .

Das nach Durchführung eines Vorschubschrittes der Stofflagen 7, 8 von den Flächensensoren 104, 108 aufgenommene zweite Bild, das gegenüber dem entsprechenden ersten Bild um die Länge des Vorschubschrittes versetzt ist, wird nach Umschalten des Schalters 113 bzw. 113′ ebenfalls als matrixartiges digitales Grauwertbild im Bildspeicher 115 bzw. 115′ zwischengespeichert. In der Zwischenzeit bis zur Ausführung des nächsten Vorschubschrittes und der Aufnahme des nächsten Bildes werden die Bildsignale einer ausgewählten, parallel zur Vorschubrichtung verlaufenden Pixelreihe 123 bzw. 124 der Flächensensoren 104, 108 für die Bestimmung der Vorschubgröße ausgewertet. Dies geschieht in gleicher Weise wie beim Ausführungsbeispiel 3 beschrieben wurde, indem in den KKF-Rechnern 116, 116′ mit den in den entsprechenden Bildspeichern 114, 115 bzw. 114′, 115′ zwischengespeicherten Bilddaten der Pixelreihen 123, 124 für jede Stofflage die mit KKF abgekürzte Kreuzkorrelationsfunktion berechnet wird.After performing a feed step of the fabric layers 7 , 8 by the surface sensors 104 , 108 , the second image, which is offset from the corresponding first image by the length of the feed step, is also switched as a matrix-like digital grayscale image after switching the switch 113 or 113 ' Image memory 115 or 115 'buffered. In the meantime until the next feed step is carried out and the next image is taken, the image signals of a selected row of pixels 123 or 124 of the surface sensors 104 , 108 running parallel to the feed direction are evaluated for determining the feed size. This is done in the same way as described in embodiment 3, in that in the KKF computers 116 , 116 'with the image data of the pixel rows 123 , 124 temporarily stored in the corresponding image memories 114 , 115 and 114 ', 115 'for each layer of material with KKF abbreviated cross correlation function is calculated.

Die durch die Kreuzkorrelation ermittelten Vorschubgrößen der beiden Stofflagen werden sodann im Vergleichermodul 119 miteinander verglichen und aus dem Vergleichsergebnis wird wie beim Ausführungsbeispiel 3 ein erstes Signal gewonnen.The feed variables of the two material layers determined by the cross-correlation are then compared with one another in the comparator module 119 , and a first signal is obtained from the comparison result, as in exemplary embodiment 3.

Zeitlich überlappt mit der Berechnung der KKF wird aus den Bilddaten der Bildspeicher 114, 114′ mit Hilfe der Winkelberechnungseinheiten 117, 117′ in gleicher Weise wie beim Ausführungsbeispiel 3 der Winkel a (Fig. 11) zwischen der Erstreckungsrichtung R 1 von ersten periodisch auftretenden Strukturelementen S 1 und der Vorschubrichtung V der Stofflagen 7, 8 ermittelt. Danach wird mit Hilfe der AKF-Rechner 118, 118′ in wiederum gleicher Weise wie beim Ausführungsbeispiel 3 entlang der zuvor ermittelten Erstreckungsrichtung R 1 der Dehnungszustand der Stofflagen 7, 8 berechnet. Die Dehnungswerte der beiden Stofflagen werden im Vergleichermodul 119 miteinander verglichen und aus dem Vergleichsergebnis wird ein zweites Signal gewonnen.Temporally overlapping with the calculation of the KKF is from the image data of the image memory 114 , 114 'using the angle calculation units 117 , 117 ' in the same way as in embodiment 3, the angle a ( Fig. 11) between the direction of extension R 1 of the first periodically occurring structural elements S 1 and the feed direction V of the fabric layers 7 , 8 are determined. Then the AKF calculator 118 , 118 'in turn is calculated in the same way as in embodiment 3 along the previously determined extension direction R 1, the state of stretch of the fabric layers 7 , 8 . The elongation values of the two layers of material are compared with one another in the comparator module 119 and a second signal is obtained from the comparison result.

Im Vorschubregelungsmodul 120 wird aus dem ersten und zweiten Signal in gleicher Weise wie beim Ausführungsbeispiel 3 der Wert der Regelgröße R ermittelt. Sofern das Verhältnis des Durchsatzes der beiden Stofflagen 7, 8 ungleich 1 ist, wird im Vorschubregelungsmodul 120 ein Steuersignal für die Stelleinrichtung 28 gebildet, welches die Vorschubgröße des oberen Stoffschiebers 9 dahingehend einstellt, daß beide Stofflagen 7, 8 mit jeweils gleich großem Durchsatz bzw. gleich großem effektivem Vorschub transportiert werden.In the feed control module 120 , the value of the controlled variable R is determined from the first and second signals in the same way as in embodiment 3. If the ratio of the throughput of the two layers of material 7 , 8 is not equal to 1, a control signal for the actuating device 28 is formed in the feed control module 120 , which sets the feed size of the upper material slide 9 in such a way that both layers of material 7 , 8 , each with the same large throughput or equally large effective feed can be transported.

Da bei diesem Ausführungsbeispiel ähnlich wie beim Ausführungsbeispiel 3 der Rechenaufwand für die Ermittlung des Dehnungszustandes sehr viel größer als der Rechenaufwand für die Bestimmung der Vorschubgröße ist, und deshalb der Dehnungszustand nur nach etwa jedem zehnten Vorschubschritt berechnet wird, wird während derjenigen Stichbildevorgänge bzw. Vorschubschritte, während denen kein neuer Dehnungszustand ermittelt wurde, der Wert der Regelgröße R aus den jeweils aktuellen Vorschubwerten und dem zuletzt ermittelten Dehnungswert einer jeden Stofflage errechnet.Since, in this exemplary embodiment, similar to exemplary embodiment 3, the computational effort for determining the elongation state is very much greater than the computational effort for determining the feed size, and therefore the elongated state is only calculated after approximately every tenth feed step, during those stitch formation processes or feed steps, during which no new stretch state was determined, the value of the controlled variable R is calculated from the current feed values and the last determined stretch value of each fabric layer.

Claims

1. Method for sewing two layers of fabric together using a sewing machine, with a feed device with a lower and an upper feed means, the feed size of which can be changed relative to one another by at least one adjusting device, with at least one image sensor arranged in the feed direction in front of the stitch formation point for each fabric layer for detecting surface-specific features and a signal processing device which compares the signals supplied by the image sensors with one another in order to control the actuating device as a function of the result of this comparison in the sense of a relative change in the feed sizes of the feed means, characterized by the following steps:

a) images of the typical characteristics of the weave structure of each layer of fabric are taken in rapid succession, partially overlapping images, digitized and temporarily stored as gray-scale image signals,
b) by calculating a first similarity function of the overlapping image signals, the extreme similarity value is determined and from its position corresponding to the distance between the two images, taking into account the image recording frequency, the feed size of each layer of material is determined,
c) the current feed quantities of the two layers of material are compared with one another or with a feed setpoint and a first signal is obtained from the comparison result,
d) the angular position of periodically occurring first structural elements of each material layer with respect to the feed direction is determined from the image signals of an image of each material layer,
e) from the image signals of an image of each fabric layer in the direction of the previously determined angular position of the structural elements, the state of elongation of each fabric layer is determined by calculating a second similarity function, by determining the mean distance from periodically occurring second structural elements running at an angle to the first structural elements ,
f) the stretching state of the two layers of material is compared with one another and / or with a predeterminable stretching setpoint and a second signal is obtained from the comparison result and
g) the first and second signals are processed into a control signal for the actuating device.

2. The method according to claim 1, characterized in that for the Calculation of the feed size of the fabric layers of image data line-shaped images and for determining the angular position of the periodically occurring structural elements as well as for the Calculation of the stretching state of the fabric layers image data flat images can be used.

3. The method according to claim 2, characterized in that the image data distributed in line and area form separated generated from each other.

4. The method according to claim 2, characterized in that the image data distributed in lines from the area distributed image data can be obtained.

5. The method according to the preamble of claim 1 for sewing two layers of fabric together, in which at least some of the surface-specific features detectable by the image sensors run essentially parallel to the feed direction, characterized by the following steps:

a) images of the typical characteristics of the weave structure of each layer of fabric are taken in rapid succession, partially overlapping images, digitized and temporarily stored as gray-scale image signals,
b) by calculating a similarity function of the overlapping image signals, the extreme similarity value is determined and from its position corresponding to the distance between the two images, taking into account the image recording frequency, the feed size of each material position is determined,
c) the current feed sizes of the two layers of material are compared with one another and a first signal is obtained from the comparison result,
d) by calculating a second similarity function from the image signals of one of the two images, the state of elongation of each layer of material is determined by determining the mean distance between periodically occurring structural elements,
e) the elongation state of the two layers of material is compared with one another and / or with a predefinable elongation setpoint and a second signal is obtained from the comparison result and
f) the first and second signals are processed into a control signal for the actuating device.

6. The method according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that for determining the Similarity function calculated the feed size Cross correlation function is.

7. The method according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that for determining the Elongation state calculated similarity function Is autocorrelation function.

8. The method according to claim 6, characterized in that for Determination of the cross correlation maximum from the image signals a containing the periodic component of the fabric structure Signal portion is suppressed.

9. The method according to claim 7, characterized in that for the Carrying out the autocorrelation of all higher frequencies Irregularities are suppressed.

10. The method according to the preamble of claim 1 for sewing two layers of fabric together, in which at least some of the surface-specific features detectable by the image sensors run essentially parallel to the feed direction, characterized by the following steps:

a) images of the typical characteristics of the weave structure of each layer of fabric are taken in rapid succession, partially overlapping images, digitized and temporarily stored as gray-scale image signals,
b) by calculating a similarity function of the overlapping image signals, the extreme similarity value is determined and from its position corresponding to the distance between the two images, taking into account the image recording frequency, the feed size of each material position is determined,
c) the current feed sizes of the two layers of material are compared with one another and a first signal is obtained from the comparison result,
d) by evaluating the mutual distance of the secondary extreme values, which occur periodically when the structural function for determining the feed size is determined, and which are caused by periodically occurring structural elements, the elongation state of each layer of material is determined,
e) the elongation state of the two layers of material is compared with one another and / or with a predefinable elongation setpoint and a second signal is obtained from the comparison result and
f) the first and second signals are processed into a control signal for the actuating device.

11. The method according to claim 10, characterized in that the Similarity function is the cross correlation function.

12. The method according to claim 6 or 11, characterized in that the new one when calculating the cross-correlation function Signal maximum near the previous signal maximum is sought.

13. The method according to claim 6, 11 or 12, characterized in that an abnormal cross-correlation function is calculated to shorten the computing method, the following steps being carried out in succession to determine the quality of a maximum based on the local environment:

a) all local maxima and minima are determined,
b) such maxima and minima are eliminated, the flanks of which fall below a predeterminable minimum length,
c) for each valid maximum a height is calculated, which results from the sum of the amplitude difference to the neighboring minima,
d) the maximum with the greatest height difference is used as the main maximum.

14. The method according to claim 13, characterized in that the Interpolation points of the calculated main maximum and the two neighboring secondary maxima of the cross-correlation function Interpolation can be smoothed.

15. The method according to claim 6 and 11 to 14, characterized characterized in that for the cross-correlation function sequentially captured images are essentially about cover no less than 50%.

16. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the layers of fabric with infrared light be illuminated and only the one reflected by them Infrared light portion is detected by the sensors.

17. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the layers of fabric are stroboscopic be illuminated.

18. Sewing machine for performing the method according to claims 1 to 3, characterized in that each layer of fabric ( 7 ; 8 ) has a camera ( 70 ; 77 or 100 ; 105 ) with an optical system ( 73 ; 79 or 103 ; 107 ) and an image pickup system ( 75 , 76 ; 81 , 82 or 104 ; 108 ) is assigned, which is capable of taking both line-shaped and area-shaped images, and that the cameras ( 70 ; 77 or 100 ; 105 ) are equipped with a signal processing device ( 98 ; 122 ) are connected, which for each camera have at least one A / D converter ( 86 , 91 ; 86 ′, 91 ′ or 112 , 112 ′) each have at least two image memories ( 88 , 89 , 92 ; 88 ′ that can be alternately connected to it) , 89 ′, 92 ′ or 114 , 115 ; 114 ′, 115 ′) and a first computer ( 90 ; 90 ′ or 116 ; 116 ′) for calculating the similarity function for determining the feed, and an angle calculation unit ( 93 ; 93 ′ or 117 ; 117 ') and a second computer ( 94 ; 9 4 ′ or 118 ; 118 ′) for calculating the similarity function for the elongation determination, and also contains a comparator and a feed control module ( 95 , 96 or 119 , 120 ), which has an actuating device ( 28 ) for at least one feed means ( 9 ) the sewing machine is connected.

19. Sewing machine according to claim 18, characterized in that each camera ( 70 ; 77 ) has a beam splitter ( 74 ; 80 ) and a line-shaped sensor ( 75 ; 81 ) and a flat sensor ( 76 ; 82 ).

20. Sewing machine according to claim 18, characterized in that each camera ( 100 ; 105 ) has only a single sensor ( 104 ; 108 ) which is flat and can be read out either in terms of area or line by the signal processing device ( 122 ).

21. Sewing machine for carrying out the method according to claims 5 and 10, characterized in that each fabric layer ( 7 ; 8 ) is assigned a single camera ( 30 ; 36 ) for obtaining the image data required for calculating the feed size and the stretching state, and each Camera ( 30 ; 36 ) contains only a substantially line-shaped sensor ( 42 ) which is aligned parallel to the feed direction of the sewing machine, and that the cameras ( 30 ; 36 ) are connected to a signal processing device ( 57 ; 69 ), which for each Camera an A / D converter ( 44 ; 44 'and 60 ; 60 '), each with at least two alternate image memories ( 46 , 47 ; 46 ', 47 ' or 63 , 64 ; 63 ', 64 ') and a computer ( 53 ; 53 'and 65 ; 65 ') for calculating the similarity functions for the feed and elongation determination, and a comparator and a feed control module ( 54 , 55 and 66 , 67 ), d as is connected to an adjusting device ( 28 ) for at least one feed means ( 9 ) of the sewing machine.

22. Sewing machine according to claims 18 to 21, characterized in that each camera ( 30 ; 36 ; 70 ; 77 ; 100 ; 105 ) has a lighting device consisting of stroboscopically controlled infrared diodes ( 31 ; 37 ; 71 ; 85 ; 101 ; 111 ) assigned.