專利名稱：基于機(jī)器視覺的印花機(jī)在線檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用機(jī)器視覺系統(tǒng)進(jìn)行在線檢測的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及在印花布生產(chǎn)現(xiàn)場，利用機(jī)器視覺系統(tǒng)對印花布的瑕疵進(jìn)行在線檢測的方法。
背景技術(shù)：
在流水作業(yè)印染印花布的生產(chǎn)車間現(xiàn)場，對印花布的瑕疵需要進(jìn)行在線檢測?，F(xiàn)有技術(shù)中，對印花布瑕疵的在線檢測依靠人工進(jìn)行檢測，在印花機(jī)的兩側(cè)設(shè)有2-4人對印花布的瑕疵進(jìn)行目測和處理，并在烘干落布處設(shè)1人進(jìn)行產(chǎn)品質(zhì)量的跟蹤、檢測。其存在的缺點(diǎn)有現(xiàn)場溫濕度很高，工人檢測工作環(huán)境惡劣，勞動(dòng)強(qiáng)度大；工人長時(shí)間工作容易產(chǎn)生視覺疲勞，尤其在圖案復(fù)雜、套色多、長時(shí)間、設(shè)備高速運(yùn)行時(shí)，不能及時(shí)反映生產(chǎn)過程中印花織物的質(zhì)量特征，容易出現(xiàn)印花疵品，從而不能全方位實(shí)施質(zhì)量控制。因此無法保證產(chǎn)品出廠的合格率。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)對印花布瑕疵的在線人工檢測勞動(dòng)強(qiáng)度大及容易產(chǎn)生視覺疲勞、無法保證檢測質(zhì)量及產(chǎn)品出廠合格率低的問題，本發(fā)明提供一種機(jī)器視覺系統(tǒng)對印花布瑕疵的在線檢測方法克服了人眼檢測帶來的不穩(wěn)定性因素。例如，當(dāng)我們?nèi)褙炞⒂^察印花圖案，只有當(dāng)印花圖案的對比色比較強(qiáng)烈時(shí)，人眼可以發(fā)現(xiàn)約0. 3mm以上的缺陷，且得到的檢測質(zhì)量很難保持持續(xù)穩(wěn)定。由于人眼在強(qiáng)光下易疲勞，不能適應(yīng)長時(shí)間檢測。并且，如果是同一色系，尤其是淡色系的印花圖案在檢測時(shí)，人眼就很難發(fā)現(xiàn)所存缺陷，至少需要有30 個(gè)以上灰度級差別。而即使只有一個(gè)灰度級的差別，機(jī)器視覺系統(tǒng)也能夠十分清楚地發(fā)現(xiàn) 0. Imm大小的缺陷。紡織印花生產(chǎn)過程中，當(dāng)出現(xiàn)印花質(zhì)量缺陷時(shí)，機(jī)器視覺系統(tǒng)可即時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷問題，減少疵品。管理人員可據(jù)機(jī)器視覺系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析，對整個(gè)生產(chǎn)線進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控，提高管理效率。本發(fā)明方法的技術(shù)方案如下1、一種基于機(jī)器視覺的印花機(jī)在線檢測方法，該檢測方法采用的控制系統(tǒng)包含于印花機(jī)控制器。2、所述的在線檢測方法，包括以下步驟(1).將所印花型制版時(shí)確定的圖案作為標(biāo)準(zhǔn)圖像模板存儲于所述印花機(jī)控制器；(2).根據(jù)用戶要求設(shè)置檢測參量的精度范圍，確定瑕疵面積及圖像灰度誤差的允許值；(3).由印花機(jī)控制器發(fā)出觸發(fā)信號控制工業(yè)相機(jī)，實(shí)時(shí)拍攝印花機(jī)印制出的印制品圖案，并將拍攝的圖像傳送到所述印花機(jī)控制器；(4).所述印花機(jī)控制器對實(shí)時(shí)拍攝的印花圖像進(jìn)行小波分析、紋理分析、平滑處理、二值化處理等一系列算法處理，提取圖像特征，與步驟(1)所存儲的標(biāo)準(zhǔn)圖像模板進(jìn)行比對；(5).步驟比對出的瑕疵面積及圖像灰度誤差如果超出步驟O)的允許值，則判定對應(yīng)的印制品為疵品，印花機(jī)控制器采取相應(yīng)的控制措施，及時(shí)避免疵品再次產(chǎn)生本發(fā)明方法的技術(shù)效果本發(fā)明采用機(jī)器視覺系統(tǒng)對印花機(jī)印制過程進(jìn)行在線檢測，印制每一版時(shí)都能及時(shí)發(fā)現(xiàn)印制過程中出現(xiàn)的瑕疵，響應(yīng)速度快，避免了瑕疵重復(fù)產(chǎn)生。杜絕了以往印花生產(chǎn)過程中印完最后一版才發(fā)現(xiàn)瑕疵、有時(shí)甚至一個(gè)班也發(fā)現(xiàn)不了瑕疵的現(xiàn)象。所述工業(yè)相機(jī)的分辨率為1600X 1200時(shí)，動(dòng)態(tài)檢測精度可以達(dá)到0. 02mm，而人眼只能發(fā)現(xiàn)約0. 3mm以上的缺陷，檢測精度有大幅度的提高且瑕疵漏檢率為0。已存的對印花布的在線檢測方法一般是根據(jù)用戶要求在運(yùn)行的印花布上選擇清晰完整的、無瑕疵的圖像作為標(biāo)準(zhǔn)圖像模板存貯于計(jì)算機(jī)，或者是根據(jù)用戶要求預(yù)先建立復(fù)雜的瑕疵樣板庫作為標(biāo)準(zhǔn)圖像模板，本發(fā)明將所印花型制版時(shí)確定的圖案作為標(biāo)準(zhǔn)圖像模板存儲于所述印花機(jī)控制器，對實(shí)時(shí)拍攝的印花圖像進(jìn)行小波分析、紋理分析、平滑處理、二值化處理等一系列算法處理后，提取圖像特征，與所存儲的標(biāo)準(zhǔn)圖像模板進(jìn)行比對， 更切合產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求，保證了檢測的準(zhǔn)確性。


圖1為本發(fā)明的硬件系統(tǒng)框圖；圖2為本發(fā)明的流程具體實(shí)施例方式如圖1所示，該硬件部分由工業(yè)相機(jī)1、光源2、印花機(jī)控制器3組成。本實(shí)施例的工業(yè)相機(jī)采用康耐視公司的In-Sightl403C，分辨率為1600 X 1200，能夠?qū)Χ喾N彩色應(yīng)用進(jìn)行高分辨率檢查。光源采用包圍攝像機(jī)的環(huán)形光源?？刂葡到y(tǒng)內(nèi)置于印花機(jī)控制器，由觸發(fā)信號發(fā)生模塊、圖像模版預(yù)存模塊、攝入圖像預(yù)處理模塊、圖像比對模塊、反饋報(bào)警等多個(gè)模塊組成。如圖2所示為在線檢測的流程圖，以下為該流程的詳細(xì)說明。1、制版時(shí)確定的圖案作為標(biāo)準(zhǔn)圖像模板存儲于所述印花機(jī)控制器；2、設(shè)定瑕疵面積及圖像灰度誤差的允許值；3、由印花機(jī)控制器的觸發(fā)信號發(fā)生模塊4觸發(fā)工業(yè)相機(jī)1拍攝印制品實(shí)時(shí)圖象， 通過電纜輸入印花機(jī)控制器34、圖像預(yù)處理圖像灰度化、驅(qū)除噪聲、灰度拉伸、二值化和形態(tài)學(xué)濾波。圖像灰度化，攝像頭實(shí)時(shí)拍攝的圖像是16位位圖(RGB565格式)數(shù)據(jù)，為了便于后續(xù)的快速圖像處理，需對圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使彩色圖像變?yōu)?56級灰度圖。去除噪聲，圖像中不可避免的含有噪聲，隨之采用中值濾波對圖像進(jìn)行預(yù)處理灰度拉伸，為了增強(qiáng)背景區(qū)域和字符區(qū)域的對比度，對圖像進(jìn)行灰度拉伸。二值化，對灰度圖像進(jìn)行二值化處理，采用最大類間方差與最小類內(nèi)方差比的方法，自適應(yīng)計(jì)算灰度闌值，小于此闌值的區(qū)域認(rèn)為是目標(biāo)區(qū)域，大于此闌值的區(qū)域的認(rèn)為是背景區(qū)域。形態(tài)學(xué)濾波，對二值圖像進(jìn)行形態(tài)學(xué)濾波處理，采用膨脹、腐蝕、開操作和閉操作相結(jié)合的綜合操作。
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目標(biāo)提取模塊，目標(biāo)選擇，在標(biāo)準(zhǔn)圖像模板中選擇圖形區(qū)域或者鄰近位置具有顯著剛性特征的部分作為定位目標(biāo)。特征提取，利用Carmy算子在定位目標(biāo)中提取閉合的輪廓特征和非閉合的線特征，按照尺度大小對提取的幾何特征進(jìn)行排序。定位訓(xùn)練，按照從大到小的順序?qū)⒚恳怀叨仍O(shè)為分割闌值，把所提取的幾何特征的大尺度特征圖像模板中進(jìn)行全局快速特征匹配。4、模板中的象素位置進(jìn)行比較，判斷印花布的象素位置、色彩、灰度是否在設(shè)定的誤差允許范圍內(nèi)。5、發(fā)現(xiàn)瑕疵印花機(jī)控制器采取相應(yīng)的措施自動(dòng)調(diào)整或停機(jī)報(bào)警。避免連續(xù)產(chǎn)生瑕疵。
權(quán)利要求
1.一種基于機(jī)器視覺的印花機(jī)在線檢測方法，其特征在于該檢測方法采用的控制系統(tǒng)包含于印花機(jī)控制器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的印花機(jī)在線檢測方法，其特征在于包括以下步驟(1).將所印花型制版時(shí)確定的圖案作為標(biāo)準(zhǔn)圖像模板存儲于所述印花機(jī)控制器；(2).根據(jù)用戶要求設(shè)置檢測參量的精度范圍，確定瑕疵面積及圖像灰度誤差的允許值；(3).由印花機(jī)控制器發(fā)出觸發(fā)信號控制工業(yè)相機(jī)，實(shí)時(shí)拍攝印花機(jī)印制出的印制品圖案，并將拍攝的圖像傳送到所述印花機(jī)控制器；(4).所述印花機(jī)控制器對實(shí)時(shí)拍攝的印花圖像進(jìn)行小波分析、紋理分析、平滑處理、二值化處理等一系列算法處理，提取圖像特征，與步驟(1)所存儲的標(biāo)準(zhǔn)圖像模板進(jìn)行比對；(5).步驟比對出的瑕疵面積及圖像灰度誤差如果超出步驟O)的允許值，則判定對應(yīng)的印制品為疵品，印花機(jī)控制器采取相應(yīng)的控制措施，及時(shí)避免疵品延續(xù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及機(jī)器視覺領(lǐng)域，特別涉及一種印花機(jī)器視覺在線檢測方法。解決了印花疵品人工檢測實(shí)時(shí)響應(yīng)性差、用工多、勞動(dòng)強(qiáng)度大、檢測水平低的問題。本發(fā)明利用圖象掃描裝置逐行掃描印制品圖象傳送到印花機(jī)控制器，經(jīng)圖像處理，與視覺控制器中預(yù)存的印制圖象文件對應(yīng)的數(shù)據(jù)段進(jìn)行比較，如果出現(xiàn)套印不準(zhǔn)、漏印、重影、色差等瑕疵，由機(jī)器視覺控制器接口電路輸出故障信號提示操作人員處置或反饋故障代碼到上位控制器，由上位控制器進(jìn)行下一步控制。本發(fā)明檢測響應(yīng)速度快，精度高，印制過程中實(shí)時(shí)檢測，最大限度地避免印花疵品產(chǎn)生。
文檔編號G01N21/88GK102262093SQ20101017945
公開日2011年11月30日 申請日期2010年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月24日
發(fā)明者張愛明 申請人:張愛明