KR100938318B1 - 직물 검사방법과 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 직물 검사방법과 그 장치에 관련되며, 특징을 살펴보면, 직물이송부(100)를 통하여 이송되는 직물(T)상에 조명(L)을 조사하고, 카메라(C)로 스캔하여 임시저장하는 촬영단계; 상기 촬영단계에서 임시저장된 영상 전체의 평균 그레이값을 산출하는 평균값연산단계; 상기 촬영단계에서 임시저장된 영상을 화소단위로 분할하는 영상분할단계; 상기 영상분할단계를 통하여 분할된 영상을 서로 인접하는 다른 분할된 영상의 그레이값과 비교하여 산출된 차이값을 통하여 결점의 존재 여부를 검출하는 상대비교단계; 상기 상대비교단계를 통하여 결점으로 검출되면 분할된 영상 각각의 그레이값을 히스토그램화하고, 평균값연산단계에서 산출된 평균 그레이값을 문턱치값으로 설정하여 직물의 결점을 판단하는 결점판별단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 본 발명은 촬영된 영상을 분할하여 주변영상과 대비하는 상대평가단계를 미리 거쳐 결점의 존재여부를 검출하고 결점이 존재하는 구간에 대해서만 히스토그램화하여 정밀 검사함에 따라 원단 결점검사가 신속정확하게 이루어지는 효과가 있다.

직물, 결점, 화소, 픽셀, 그레이값, 히스토그램, 문턱치

Description

직물 검사방법과 그 장치{Textile fabrics examination method and the device}

본 발명은 직물 검사방법과 그 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 직물표면에 묻어 있는 염색 얼룩 및 오염원과 재직 시에 발생되는 위사·경사 빠짐, 직단과 같은 결점을 검출하는 직물 검사방법과 그 장치에 관한 것이다.

통상적으로 직물은 재직 초기 및 운반과 염색 가공공정을 거치면서 결점이 발생되는바, 특히 재직불량으로 인한 위사·경사 빠짐 혹은 직단 등과 결점은 물론 염색불량으로 인한 얼룩발생, 그리고 이러한 제작공정을 거치는 중에 취급 부주의로 표면이 오염되는 경우가 허다하게 발생된다.

이에 직물 제조공장에서는 재직 및 염색이 완료된 직물을 출하하기 전에 표면을 검사하되, 주로 일반형광등의 순광이 발산되는 검사대상에 피검사물 즉, 직물을 펼친상태로 올려두고, 검사원이 일일이 육안으로 결점을 검출하고 있다. 하지만 검사작업이 롤링작업과 병행해야 하는 관계로 집중도가 저하될 수밖에 없으며, 또 장시간 검사대를 주시하다 보면 밝은 빛에 의해 시력이 흐려지면서 결점검출의 정확도가 저하되는 문제점이 발생됨에 따라 직물 결점을 자동으로 검출할 수 있는 자동화 검사장비 및 방법의 기술개발이 시급한 실정이다.

따라서, 특허공개번호 특1997-0015908호(명칭: 직물의 고속 검사방법)에서 직물을 전자카메라로 고속 촬영하면서 2진영상화하여 오류패턴에 대한 선 지식을 적절히 이용함으로써 고속으로 직물의 오류나 불량을 검출할 수 있도록 하고, 직물의 오류나 불량을 검출할 때 검출창의 크기를 적절히 조정하여 다양한 질감의 직물영상에도 안정적으로 적용할 수 있는 직물의 고속 검사방법에 대한 기술이 선 공개된바 있습니다.

그러나, 상기한 직물의 고속 검사방법은 직물의 오류나 불량을 고속으로 검출하기 위한 기술이나, 이진화 후에 남아 있는 화소들의 수와 공간분포를 통계적 측면에서 분석 즉, 선지식(예컨대, 미리 오류가 없는 직물을 통하여 검출된 문턱치 값과 대비하여 오류여부 판단)을 통한 절대평가로 오류를 판단하게 되므로 오류판단범위가 제한적임은 물론 얼룩과 같이 히스토그램화하여 화소의 분포가 집중되지 않는 부분에 대한 검출이 사실상 어려운 폐단이 따랐다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 개량 안출한 것으로, 재직불량으로 인한 위사·경사 빠짐 및 직단 등과 결점은 물론 염색불량 및 취급 부주의로 인한 얼룩 등과 같은 미세한 결점까지도 정밀하게 검사하기 위한 직물 검사방법과 그 장치에 관한 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 특징은 직물이송부(100)를 통하여 이송되는 직물(T)상에 조명(L)을 조사하고, 카메라(C)로 스캔하여 임시저장하는 촬영단계; 상기 촬영단계에서 임시저장된 영상 전체의 평균 그레이값을 산출하는 평균값연산단계; 상기 촬영단계에서 임시저장된 영상을 화소단위로 분할하는 영상분할단계; 상기 영상분할단계를 통하여 분할된 영상을 서로 인접하는 다른 분할된 영상의 그레이값과 비교하여 산출된 차이값을 통하여 결점의 존재 여부를 검출하는 상대비교단계; 상기 상대비교단계를 통하여 결점으로 검출되면 분할된 영상 각각의 그레이값을 히스토그램화하고, 평균값연산단계에서 산출된 평균 그레이값을 문턱치값으로 설정하여 직물의 결점을 판단하는 결점판별단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 결점판별단계를 통하여 결점으로 판단되면 마킹장치(200)에 의해 직물(T)의 결점구간이 표시되는 표시단계를 거쳐 처리되는 것을 특징으로 한다.

이상의 구성 및 작용에 의하면, 본 발명은 촬영된 영상을 분할하여 주변영상과 대비하는 상대평가단계를 미리 거쳐 결점의 존재여부를 검출하고 결점이 존재하는 구간에 대해서만 히스토그램화하여 정밀 검사함에 따라 원단 결점검사가 신속정확하게 이루어지는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 직물 검사방법을 순차적으로 나타내는 블록도이고, 도 2는 본 발명에 따른 직물 검사방법에서 영상을 분할하여 상대비교단계를 수행하는 상태를 나타내는 구성도이며, 도 3은 본 발명에 따른 직물 검사장치의 직물이송부를 나타내는 사시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 직물 검사장치의 직물이송부의 작동상태를 나타내는 구성도이며, 도 5는 본 발명에 따른 직물 검사장치의 마킹장치를 나타내는 구성도이다.

본 발명은 직물 검사방법과 그 장치에 관련되며, 이때 직물 검사방법과 그 장치는 직물의 재직 및 염색공정에서 발생되는 얼룩, 구멍, 흠집, 직단, 오염 등의 결점을 검출함은 물론 결점위치를 표시하기 위해 직물이송부(100)를 이용한 촬영단계와, 평균값연산단계, 영상분할단계, 상대비교단계, 결점판별단계, 마킹장치(200)를 이용한 표시단계 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Ⅰ. 촬영단계

직물이송부(100)를 통하여 이송되는 직물(T)상에 조명(L)을 조사하고, 카메라(C)로 스캔하여 임시저장한다. 이때 카메라(C)의 화소가 높으면 데이터용량이 증가되어 이후단계의 연산속도가 느려져 직물검사속도가 저하되고, 화소가 낮으면 직물의 검사 정밀도가 저하되므로 640x480정도의 화소로 촬영되는 것이 바람직하다. 그리고 촬영된 데이터는 별도의 메모리에 임시저장된다.

또, 조명(L)은 할로겐 조명, LED조명, 고주파 형광등 등의 조명을 선택적으로 사용하되, 할로겐조명은 떨림이 적어 카메라로 촬영이 용이하지만, 육안으로 확인하기 어려운 영역의 결점까지 촬영하므로 직물속까지 미세한 결점을 검출하는데 용이하고, 또 LED조명은 떨림이 적지만 조명의 위치와 카메라의 위치를 정밀하게 유지해야 하며, 또 고주파 형광등은 떨림이 적으면서 밝기가 안정적이고, 특히 수명이 길고 육안으로 확인가능한 영역의 결점만을 검출하므로 원단 검사용 조명(L)으로 가장 적합하다.

그리고, 조명(L)은 직물(T)의 종류, 질감 등에 따라 영상이 선명하도록 조사각이 20~60도 정도로 조절되는바, 이는 직물(T)에 따라 광원의 흡수 및 반사각이 상이하므로 직물(T)을 투입하여 초기셋팅시 조명(L)의 조사각을 서서히 가변하면서 영상이 선명하게 유지되는 각도에서 촬영하게 된다. 이때 카메라(C)의 초점은 이미 세팅된 상태이므로 조명(L)의 조사각을 가변하기 위해 직물(T)의 위치를 조절시 직물(T)과 카메라(C) 사이의 거리(D)가 일정하게 유지되도록 직물이송부(100)가 구비된다.

직물이송부(100)는 카메라(C)와 이격된 위치에서 직물(T)이 이송되도록 안내하는 한 쌍의 가이드롤러(110)와, 가이드롤러(110) 양단이 회동가능하게 설치되는 회전판(120)과, 회전판(120)을 카메라(C)에 촬영되는 직물(T)의 중심과 일치되는 수평선상에 선회되도록 지지하는 회전축(130)과, 회전판(120)의 위치를 고정하는 고정나사(140)가 구비된다. 한 쌍의 가이드롤러(110)는 회전판(120)상에 일정한 간격으로 이격되도록 설치되어 직물(T)이 펼쳐진 상태로 이송되도록 안내하고, 도 3 내지 4와 같이 회전축(130)이 카메라(C)에 촬영되는 직물(T) 일구간의 중심과 수평선상에 일치되게 설치된다.

이에 조명(L)의 조사각을 가변하기 위해 가이드롤러(110)를 선회시 도 4에 도시된 바와 같이 회전판(120)이 회전축(130)을 중심으로 선회되면서 카메라(C)와 직물촬영구간 사이의 거리(D)가 일정하게 유지됨에 따라 조명(L)의 조사각은 (A1)각도에서 (A2)각도로 가변되더라도 카메라(C)의 초점이 정확하게 유지되는 이점이 있다. 그리고 조명(L)의 조사각 설정이 완료되면 회전판(120) 일단에 나사결합된 고정나사(140)를 동체프레임(도시생략)과 체결하여 위치를 고정하게 된다.

Ⅱ. 평균값연산단계

상기 촬영단계에서 임시저장된 영상 전체의 평균 그레이값을 산출한다. 그레이값은 0에서 255사이의 값으로, 0은 검은색이고, 255는 흰색으로 나타난다. 평균값연산단계는 임시저장된 영상의 화소(픽셀)에 대한 그레이값평균을 산출하고, 이는 후술하는 결점판별단계에서 문턱치값으로 설정된다.

Ⅲ. 영상분할단계

상기 촬영단계에서 임시저장된 영상을 화소단위로 분할한다. 영상분할단계는 상기한 촬영단계에서 촬영된 영상의 화소에 따라 가변되는 바, 즉, 촬영단계의 일실시예와 같이 영상을 640x480의 화소로 촬영시 307200개의 영상(픽셀)으로 분할된다. 이때 영상을 640x480의 화소보다 높은 화소로 촬영시에는 분할된 영상의 용량이 크게 증가되어 연사처리속도가 저하되므로 촬영 화소에 따라 영상분할 크기를 조절하는 것이 바람직하다.

Ⅳ. 상대비교단계

상기 영상분할단계를 통하여 분할된 영상을 서로 인접하는 다른 분할된 영상의 그레이값과 비교하여 산출된 차이값을 통하여 결점의 존재 여부를 검출한다.

즉, 도 2처럼 분할된 영상중 C4영역의 영상을 상대비교시 C4영역 주변의 분할된 영상(예컨대, C3, C5, B3, B4, B5, D3, D4, D5)과 상대평가로 대비하여 차이가 없으면 결점 무(無)로 인식하고, 차이가 있으면 결점이 존재할 수 있는 구간으로 인식하여 이후 단계인 결점판별단계를 거쳐 결점여부를 판단하게 된다.

Ⅴ. 결점판별단계

상기 상대비교단계를 통하여 결점으로 검출되면 분할된 영상 각각의 그레이값을 히스토그램화하고, 평균값연산단계에서 산출된 평균 그레이값을 문턱치값으로 설정하여 직물의 결점을 판단한다. 결점판별단계는 상대비교단계에서 검출된 결점여부를 보다 정확하게 검사하여 결점을 최종판단하는 단계로서, 상대비교단계에서 결점이 존재한다고 검출된 영상에 대해서 그레이값을 히스토그램화(예컨대, X축은 화소, Y축은 그레이값을 나타냄)하여 그레이값이 문턱치값을 벗어나면 결점으로 판단한다. 이때 문턱치값은 상기한 평균값연산단계에서 미리 산출된 촬영영상 전체의 평균 그레이값으로 설정된다.

이에 따라 조명의 떨림에 의해 카메라 영상의 평균 그레이값이 매회 촬영시마다 미세하게 가변되더라도 매회 가변된 평균그레이값을 기준으로 문턱치가 설정되므로 조명과 같이 주변환경에 크게 영향을 받지 않고 결점여부 판단이 보다 정확하게 이루어지는 이점이 있다.

그리고, 결점판별단계를 통하여 결점으로 결정되면 후술하는 표시단계를 거쳐 결점이 있는 직물구간을 표시하는바, 여기서 표시단계에 대한 상세한 설명은 후술하는 내용을 참조한다.

Ⅴ. 표시단계

상기 결점판별단계를 통하여 결점으로 판단되면 마킹장치(200)에 의해 직물(T)의 결점구간이 표시된다. 표시단계는 직물이 이송되면서 결점판별단계를 거쳐 최종 결점으로 판별되면 전기적 신호에 의해 결점이 존재하는 구간을 표시하게 되는바, 이때 결점구간을 표시하는 마킹장치(200)는 직물(T) 측단에 인접하도록 위치되고, 롤형태의 표시테이프(M)가 저장 및 인출 권취되는 다수의 롤러(212)가 모터(212a)에 의해 회동되도록 구비되는 동체프레임(210)과, 동체프레임(210)상에 설치되어 실린더(S)의 작동에 의해 힌지(222)를 축으로 선회되고, 표시테이프(M)의 이송을 안내하도록 한 쌍의 가이드판(224)이 이격되게 설치되는 테이핑부(220)가 구비되는 것을 특징으로 한다.

롤러(212)는 롤형태의 표시테이프(M)가 저장되도록 공급롤러가 일단에 구비되고, 다른 일단에 표시테이프(M)가 탈거된 빈테이프를 수거하기 위한 수거롤러가 구비된다. 그리고 표시테이프(M)는 다수의 보조롤러에 의해 가이드판(224)을 거쳐 이송되도록 안내되는바, 이때 가이드판(224)은 한 쌍으로 이격되게 구비되어 표시테이프(M)가 도 5와 같이 절곡이송되면서 각개로 탈거되어 실린더(S)의 작동에 의해 직물(T)표면에 밀착되면 접착력에 의해 부착된다. 여기서 표시테이프(M)는 길게 구비된 빈테이프 일면에 일정한 크기로 분할부착되어 표시단계에서 각개로 이탈되도록 구비된다.

이때, 상기 동체프레임(210)은 직물(T)의 이송방향과 직교하도록 설치되는 로드봉(214)상에 설치되어 모터(214a)의 작동에 의해 이송되고, 일단에 직물(T)의 측단부를 검출하는 센서(216)가 설치되어 직물(T)의 폭에 따라 위치가 가변되도록 구비된다. 모터(214a)는 래크와 피니언기어 혹은 볼스크루와 같은 동력전달수단이 동체프레임(210)과 연계되도록 설치되어 직선이송이 제어된다.

그리고, 센서(216)는 도 5의 확대도와 같이 동체프레임(210)의 전방에 위치되어 투입되는 직물(T)의 폭을 미리 검출하여 상기한 가이드판(224)이 직물(T)의 단부에 위치되도록 안내한다. 이에 직물(T)의 사이즈변화 혹은 이송중 좌우유동되더라도 유연성 있게 대응하여 표시테이프(M)가 지정된 위치(예컨대, 직물(T)의 단부)에 부착된다.

도 1은 본 발명에 따른 직물 검사방법을 순차적으로 나타내는 블록도.

도 2는 본 발명에 따른 직물 검사방법에서 영상을 분할하여 상대비교단계를 수행하는 상태를 나타내는 구성도.

도 3은 본 발명에 따른 직물 검사장치의 직물이송부를 나타내는 사시도.

도 4는 본 발명에 따른 직물 검사장치의 직물이송부의 작동상태를 나타내는 구성도.

도 5는 본 발명에 따른 직물 검사장치의 마킹장치를 나타내는 구성도.

Claims (5)

1. 직물이송부(100)를 통하여 이송되는 직물(T)상에 조명(L)을 조사하고, 카메라(C)로 스캔하여 임시저장하는 촬영단계;

   상기 촬영단계에서 임시저장된 영상 전체의 평균 그레이값을 산출하는 평균값연산단계;

   상기 촬영단계에서 임시저장된 영상을 화소단위로 분할하는 영상분할단계;

   상기 영상분할단계를 통하여 분할된 영상을 서로 인접하는 다른 분할된 영상의 그레이값과 비교하여 차이가 없으면 결점 무(無)로 인식하고, 차이가 있으면 결점이 존재할 수 있는 구간으로 인식하는 상대비교단계;

   상기 상대비교단계를 통하여 결점으로 검출되면 분할된 영상 각각의 그레이값을 히스토그램(X축은 화소, Y축은 그레이값)으로 나타내고, 평균값연산단계에서 산출된 평균 그레이값을 문턱치값으로 설정하여 그레이값이 문턱치값을 벗어나는지 여부에 따라 직물의 결점을 판단하는 결점판별단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 직물 검사방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 결점판별단계를 통하여 결점으로 판단되면 마킹장치(200)에 의해 직물(T)의 결점구간이 표시되는 표시단계를 거쳐 처리되는 것을 특징으로 하는 직물 검사방법.
3. 직물이송부(100)는 카메라(C)와 이격된 위치에서 직물(T)이 이송되도록 안내하는 한 쌍의 가이드롤러(110)와, 가이드롤러(110) 양단이 회동가능하게 설치되는 회전판(120)과, 회전판(120)을 카메라(C)에 촬영되는 직물(T)의 중심과 일치되는 수평선상에 선회되도록 지지하는 회전축(130)과, 회전판(120)의 위치를 고정하는 고정나사(140)가 구비되는 것을 특징으로 하는 직물 검사장치.
4. 마킹장치(200)는 직물(T) 측단에 인접하도록 위치되고, 롤형태의 표시테이프(M)가 저장 및 인출 권취되는 다수의 롤러(212)가 모터(212a)에 의해 회동되도록 구비되는 동체프레임(210)과, 동체프레임(210)상에 설치되어 실린더(S)의 작동에 의해 힌지(222)를 축으로 선회되고, 표시테이프(M)의 이송을 안내하도록 한 쌍의 가이드판(224)이 이격되게 설치되는 테이핑부(220)가 구비되는 것을 특징으로 하는 직물 검사장치.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 동체프레임(210)은 직물(T)의 이송방향과 직교하도록 설치되는 로드봉(214)상에 설치되어 모터(214a)의 작동에 의해 이송되고, 일단에 직물(T)의 측단부를 검출하는 센서(216)가 설치되어 직물(T)의 폭에 따라 위치가 가변되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 직물 검사장치.

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