JP2002055057A

JP2002055057A - 織物織段検査装置

Info

Publication number: JP2002055057A
Application number: JP2000245046A
Authority: JP
Inventors: Koji Kitayama; 綱次北山; Masahiko Yamashita; 真彦山下; Osamu Araki; 収荒木; Kazuhiko Mori; 和彦毛利; Mitsuo Asano; 三雄浅野
Original assignee: Toyota Boshoku Corp; Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Toyota Boshoku Corp; Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 2000-08-11
Filing date: 2000-08-11
Publication date: 2002-02-20

Abstract

(57)【要約】【課題】織物を織段を非接触方法で検出する。【解決手段】織物１２の織り方向に沿って斜め上方に
配置された複数の照明装置１６から光を斜めに照射し、
その反射光をカメラ１８で撮影する。織段が生じている
部分の織り目の境界は他の境界よりも光を強く反射する
ため、取得画像ではその部分が明るくなる。取得画像を
織段連結線抽出部２２で処理して明るい連結線のみを抽
出し、織段判定部２４でその連結線が所定値以上の長さ
及び面積を有する場合に織段が生じていると判定する。
照明装置１６は、織物１２の幅方向に沿って斜め上方に
複数配置してもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は織物織段検査装置、
特に光学的に織段を検査する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】複数の糸を織って製造される織物におい
て特に製織機が長時間にわたって停止した場合、よこ糸
が抜けた場合、その前後において織り目と織り目との間
に段（織段）が形成される場合があり、従来よりこの織
段を検出する種々の提案がなされている。例えば、実開
平６−７００７号公報には、移動する織物表面に振動を
検出するセンサを接触させ、凹凸部がセンサ直下を通過
する際の圧力変化に伴う振動信号を検出する技術が記載
されている。

【０００３】また、正常な織物表面の画像と検査時にお
ける織物表面の画像とをテンプレートマッチング法や各
種相関法、周波数解析法等を用いて互いに比較し、織段
その他の異常を検出することも提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、織物表
面の凹凸変化を振動センサを用いて検出することで織段
の発生を検出する技術は、織物の移動速度が遅い製織工
程においては効果的であるが、織物が高速で移動する場
合には接触型であるためセンサ部の損傷や耐久性などが
問題となり得る。

【０００５】一方、織物表面に光を照射し、その反射光
をカメラなどで撮影して画像処理を行う非接触な技術で
は、このような接触に伴う問題は生じないが、正常画像
と取得画像を互いに比較解析するのに時間を要する問題
がある。

【０００６】本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑
みなされたものであり、その目的は、非接触で、かつ迅
速に織物の織段の発生を検査することができる装置を提
供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、織物の織り方向に対して斜め上方あるい
は織物の織り方向に垂直な方向に対して斜め上方の少な
くともいずれかに配置され、前記織物の表面に光を照射
する照射部と、前記織物の表面で反射した光を受光する
受光部と、前記受光部で得られたデータを処理して前記
織物の織段を検出する検出部とを有する。

【０００８】ここで、前記検出部は、前記受光部で得ら
れた画像データから織物の織り方向に垂直な方向への連
結線を抽出し、前記連結線を前記織段として検出するこ
とが好適である。

【０００９】また、前記検出部は、前記受光部で得られ
た画像データから織り目の形状特性を抽出し、前記形状
特性に基づいて前記織段を検出することが好適である。
前記形状特性は、前記織り目の長さ、周囲長、面積の少
なくともいずれかとすることができる。

【００１０】一般に織段が生じた場合、この織段の形状
に着目すると、以下のような特徴がある。

【００１１】（１）織段の前後の織り目の表面は正常な
織り目の表面と同様な平坦部である。（２）織段を形成する前後の織り目の織段側の境界部は
正常な織り目の境界部よりも穏やかな傾きである。（３）織段を形成する前後の織り目は正常な織り目に比
較して目の長さなどの形状が異なる。

【００１２】したがって、織物の表面に光を照射し、そ
の反射光を受光して画像を取得し、上記のような特徴を
利用して画像から織段を抽出することができる。すなわ
ち、織物の織り方向に対して斜め上方から光を照射する
と、穏やかな傾きを有する織段側の境界部で光が強く反
射され、画像内においてその部分が明るく（白黒画像の
場合には白く）なる。織段が生じている場合にはその境
界部は織り方向に垂直な方向、すなわち織物の幅方向に
連続して存在するから、画像データを処理してそのよう
な連結線を抽出することで織段を検出することができ
る。また、織物の織り方向に垂直な方向、すなわち幅方
向に対して斜め上方から光を照射すると、織り目部分で
反射されてその反射光がカメラに入射するが、織段を形
成する前後の織り目は境界部においても正常とは異なる
形状、傾きを有するから反射特性も異なることになる
（実際には、正常部の境界よりも反射が弱くなる）。し
たがって、画像内においてその部分が他の部分よりも暗
くなり（白黒画像の場合には黒くなる）、織段が生じて
いる場合にはその境界部は織り方向の垂直方向に連続し
て存在するから、画像データを処理してそのような連結
線を抽出することにより織段を検出することができる。

【００１３】また、織段前後の織り目の形状そのものに
着目し、形状の特異性から織段を検出することもでき
る。織物の織り方向の垂直方向、すなわち織物の幅方向
に対して斜め上方から光を照射した場合、織り目部分で
反射するから、その画像中における明るい部分（白い部
分）はそのまま織り目の形状を反映することになる。し
たがって、織り目の形状の特異性から織段を抽出するに
は、このような照明で得られた画像を処理して抽出する
ことが好適である。形状特性を示すパラメータとしては
織り目部分の周囲長や長さ（長径あるいは短径）、面積
などがあり、これらを単独で、あるいは組み合わせて基
準値と比較し、異常な形状を示す織り目を抽出できる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の実施
形態について、織物として自動車用シートベルトウェビ
ングを例にとり説明する。

【００１５】図１には、本実施形態に係る検査システム
の全体構成が示されている。織物搬送装置１０により円
筒状のローラ表面に沿って織物を移動させる。織物の表
面に対向する位置にラインセンサカメラ（以下、カメラ
と称する）１８が配置され、織物の表面、より具体的に
は織物の両側端部を照射する照明装置１６が配置され
る。光学系の簡易化のためにはカメラ１８は単一である
ことが好適である（もちろん、必要に応じて複数配置す
ることもできる）。カメラ１８は織物１２の面に対して
垂直方向に配置され、照明装置１６は垂直方向から一定
の傾きをもって斜めに配置されている。照明装置１６の
配置については、さらに後述する。

【００１６】カメラ１８は織物１２の１ライン分を順次
撮影し、撮影タイミングは織物搬送装置１０からのタイ
ミング信号で決定される。すなわち、織物１２の搬送に
同期してカメラ１８で織物１２を順次撮影し、織物１２
の長手方向を走査する。一連の連続画像を得ることで、
走査方向、すなわち織物１２の織り方向における所定長
さ分の表面画像を得ることができる。

【００１７】カメラ１８で得られた画像データは、順次
画像入力部２０に供給される。画像入力部２０では、画
像データを織段連結線抽出部２２に供給する。織段連結
線抽出部２２では、画像データを処理して織段に相当す
る連結線を抽出する。画像データの処理は、具体的には
平滑化や二値化、さらには画像の収縮や膨脹処理であ
る。抽出された連結線は織段判定部２４に供給され、抽
出された連結線が真に織段に相当するものであるか否か
を判定する。そして、織段であると判定された場合に
は、操作者に織段の発生を報知する。

【００１８】一方、画像入力部２０に入力された画像デ
ータは織り目特徴抽出部２６にも供給される。織り目特
徴抽出部２６では、画像データ内の織り目の形状特性、
例えば織り目の長さや面積と所定の基準値と比較し、比
較結果に基づいて織段候補を抽出する。抽出された織段
候補は同様に織段判定部２４に供給され、真の織段であ
るか否かが判定される。

【００１９】なお、図では、織段連結線抽出部２２及び
織り目特徴抽出部２６にともに画像データが入力されて
処理されるが、これらは選択的に機能させてもよく、操
作者のスイッチの切り替えでいずれかを選択する構成と
してもよい。照明装置１６，カメラ１８，画像入力部２
０、織段連結線抽出部２２、織段判定部２４、織り目特
徴抽出部２６は本実施形態における検査装置を構成する
ものであるが、各部の動作を制御する制御部、例えばマ
イクロコンピュータを備えていてもよい。

【００２０】図２には、照明装置１６の配置位置が示さ
れている。照明装置１６は、織物１２の織り方向（搬送
方向あるいは走査方向）に対して斜め上方に対向して２
個配置され、織物１２の表面に対して角度Θで光を照射
する。織物１２の表面は鏡面ではないので光は織物１２
の表面で散乱反射され、その反射光がカメラ１８で受光
される。

【００２１】一方、図３には、照明装置１６の他の配置
位置が示されている。照明装置１６は、織物１２の織り
方向の垂直方向、すなわち織物１２の幅方向に対して斜
め上方に対向して２個配置されており、織物１２の表面
に対して角度Θで光を照射する。織物１２の表面で散乱
反射された光はカメラ１８で受光される。

【００２２】図１における照明装置１６の配置として
は、図２あるいは図３、あるいは図２と図３の両方とす
ることができる。

【００２３】図４には、照明装置１６の配置を図２に示
された配置（織物１２の織り方向の沿った配置）とした
場合の織物１２の反射特性が示されている。正常な織り
目と織り目の境界部５０では織り目が一定の傾斜を有し
ているため表面よりも強い反射光が得られる。これに対
し、織段を形成する織り目と織り目の境界部５２は正常
な織り目よりも穏やかな傾斜を形成しており、照射角Θ
との関係で正常な織り目と織り目の境界部５０よりもさ
らに強い反射光が生じる。

【００２４】図５には、図２に示された配置でカメラ１
８で得られた織物１２の表面画像が示されている。図中
白い部分は反射光が存在する部分であり、織物１２の織
り目境界に相当する。そして、画像中央に白い（明る
い）画像の連結線５４が生じている。この連結線５４が
織段における織り目と織り目の境界部５２の反射光であ
る。したがって、この連結線５４の部分を抽出すること
で、織段の発生及びその発生部位を正確に特定すること
ができる。

【００２５】一方、図６には、照明装置１６の配置を図
３に示された配置（織物１２の幅方向に沿った配置）と
した場合の織物１２の反射特性が示されている。織物１
２の幅方向の斜め上方から光を照射した場合、穏やかに
幅方向に傾斜する織物１２の織り目から強い反射光が得
られる。また、織り目は目の方向の先端が先細る形状を
有しており、先端部に近づくに従い照明装置１６と対向
する面が小さくなって徐々に反射光も少なくなる。

【００２６】図７には、図３に示された配置でカメラ１
８で得られた織物１２の表面画像が示されている。図中
白い部分は反射光が存在する部分であり、織物１２の織
り目に相当する。正常な織り目５６の間隔に比べて、異
常な織り目５８、すなわち織段に存在する織り目の間隔
は太くなっている。また、正常な織り目５６の形状と異
常な織り目５８の形状も大きく異なっている。したがっ
て、織り目の間隔の太くなっている部分を抽出すること
で、織段の発生及びその発生部位を正確に特定すること
ができる。また、織り目の形状から異常な織り目５８を
抽出することによっても、織段の発生を検出することが
できる。

【００２７】なお、図８には、織物１２の織り方向に沿
って斜め上方から光を照射するとともに、織物１２の幅
方向に沿って斜め上方から光を照射した場合に得られる
画像が示されている。図５あるいは図７ほど明瞭ではな
いが、織段に対応する連結線６０が生じており、この場
合にも、連結線６０を抽出することで織段の発生を検出
できることが理解される。

【００２８】以下、織物１２の織り方向に沿って斜め上
方から光を照射する場合と、織物１２の幅方向に沿って
斜め上方から光を照射する場合に分けて、織段連結線抽
出部２２で実行される画像処理を説明する。

【００２９】図９〜図１１には、織物１２の織り方向に
沿って斜め上方から光を照射した場合に得られる画像、
すなわち図５の画像を処理する様子が示されている。ま
ず、図９は、図５の画像を平滑化処理したものであり、
これにより画像に含まれるノイズ成分を除去する。次
に、図１０は図９の画像を二値化処理したものであり、
二値化のしきい値を適当に設定して織り目境界部からの
反射光の部分を明確化する。図１０の画像から、例えば
ラベリング処理などにより互いに連結している画素群を
抽出し、その各画素群の面積や織物１２の幅方向におけ
る長さなどから織段を検出することもできる。但し、本
実施形態における織段連結線抽出部２２は、図１０の画
像に対して膨脹処理（画像の白い部分を上下左右に所定
画素だけ拡大し、近傍に存在する白画素と連結する）を
し、次に左右方向、つまり織物１２の幅方向に対しての
み収縮処理（左右方向について孤立した白画素を消去す
る）を施し、図１１に示されるように正常な境界部によ
る白画素を除去し織段による連結線のみを抽出するよう
にしている。このような平滑化処理−二値化処理−膨脹
及び収縮処理を経て抽出された連結線画像は、織段連結
線抽出部２２から織段判定部２４に供給される。織段判
定部２４では、抽出された連結線を基準の幅方向長さ及
び面積と比較し、一定以上の長さ及び面積を有する場合
に真の織段による連結線であると判定する。

【００３０】一方、図１２〜図１４には、織物１２の幅
方向に沿って斜め上方から光を照射した場合に得られる
画像、すなわち図７の画像を処理する様子が示されてい
る。まず、図１２は図７の画像を平滑化処理したもので
あり、これにより画像に含まれるノイズ成分を除去す
る。次に、図１３は図１２の画像を二値化処理したもの
であり、二値化のしきい値を適当に設定して織り目から
の反射光の部分を明確化する。そして、上下方向（織り
方向）に隣接して存在する正常な織り目と織り目が互い
に上下方向に連結するように上下方向に膨脹処理を行
い、さらに左右方向（幅方向）に隣接する織り目同士が
連結するように左右方向に膨脹処理を行う。図１４は、
このような膨脹処理を行った場合の画像であり、織段に
よる黒い連結線のみを抽出することができる。以上のよ
うな平滑化処理−二値化処理−膨脹処理を経て抽出され
た連結線画像は、織段連結線抽出部２２から織段判定部
２４に供給される。織段判定部２４では、抽出された連
結線が一定以上の幅及び面積を有するか否かを判定し、
一定以上の長さと面積を有する場合には真の織段による
連結線であると判定する。

【００３１】なお、このように白い連結線あるいは黒い
連結線を抽出することにより織段の発生を検出するので
はなく、既述したように織り目の異常形状から織段の発
生を検出することも可能である。

【００３２】すなわち、図１３に示された二値化画像を
織り目特徴抽出部２６に供給し、織り目特徴抽出部２６
では織り目の形状に着目して各織り目の周囲長、長さ、
面積等の形状特徴パラメータを算出する。そして、例え
ば基準周囲長、基準長さ、基準面積よりも大きい織り目
を異常織り目５８として正常織り目５６から区別し、異
常織り目５８を抽出して織段判定部２４に供給する。織
段判定部２４では、抽出された異常織り目５８が織物の
幅方向に連続して複数個存在する場合に真の織段が存在
すると判定する。

【００３３】以上説明したように、本実施形態では、織
物１２の織り方向に沿って斜め上方に複数配置された照
射装置１６から光を照射して白い連結線を抽出する、あ
るいは織物１２の織り方向に垂直な幅方向に沿って斜め
上方に複数配置された照射装置１６から光を照射して黒
い連結線を抽出する、あるいは織物１２の織り方向に垂
直な幅方向に沿って斜め上方に複数配置された照射装置
１６から光を照射して形状が異常な織り目を抽出するこ
とで、非接触でかつパターンマッチングなどを要さず迅
速に織段を検出することができる。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、非接触で、かつ迅速に
織物の織段の発生を検査することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態の全体構成図である。

【図２】図１における照明装置の配置説明図である。

【図３】図１における照明装置の他の配置説明図であ
る。

【図４】図２の配置における反射特性説明図である。

【図５】図２の配置における取得画像説明図である。

【図６】図３の配置における反射特性説明図である。

【図７】図３の配置における取得画像説明図である。

【図８】図２及び図３の配置における取得画像説明図
である。

【図９】図５の画像を平滑化処理した説明図である。

【図１０】図９の画像を二値化処理した説明図であ
る。

【図１１】図１０の画像を膨脹及び収縮処理した説明
図である。

【図１２】図７の画像を平滑化処理した説明図であ
る。

【図１３】図１２の画像を二値化処理した説明図であ
る。

【図１４】図１３の画像を膨脹処理した説明図であ
る。

【符号の説明】

１０織物搬送装置、１２織物、１６照明装置、１
８カメラ、２０画像入力部、２２織段連結線抽出
部、２４織段判定部、２６織り目特徴抽出部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山下真彦愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番地の１株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者荒木収愛知県刈谷市豊田町１丁目１番地豊田紡織株式会社内 (72)発明者毛利和彦愛知県刈谷市豊田町１丁目１番地豊田紡織株式会社内 (72)発明者浅野三雄愛知県刈谷市豊田町１丁目１番地豊田紡織株式会社内Ｆターム(参考） 2G051 AA40 AB20 BA01 BA20 CA03 CA04 CB01 DA01 DA06 EA11 EA23 EB01 EB02 ED03 ED15 3B154 AB20 AB27 BB18 BC42 CA02 CA16 CA22 CA29

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】織物の織り方向に対して斜め上方あるい
は織物の織り方向に垂直な方向に対して斜め上方の少な
くともいずれかに配置され、前記織物の表面に光を照射
する照射部と、前記織物の表面で反射した光を受光する受光部と、前記受光部で得られたデータを処理して前記織物の織段
を検出する検出部と、を有することを特徴とする織物織段検査装置。
【請求項２】請求項１記載の装置において、前記検出部は、前記受光部で得られた画像データから織
物の織り方向に垂直な方向への連結線を抽出し、前記連
結線を前記織段として検出することを特徴とする織物織
段検査装置。
【請求項３】請求項１記載の装置において、前記検出部は、前記受光部で得られた画像データから織
り目の形状特性を抽出し、前記形状特性に基づいて前記
織段を検出することを特徴とする織物織段検査装置。
【請求項４】請求項３記載の装置において、前記形状
特性は、前記織り目の長さ、周囲長、面積の少なくとも
いずれかであることを特徴とする織物織段検査装置。