[发明专利]一种基于机器视觉的验布装置及方法

说明书

本发明公开了一种基于机器视觉的验布方法，用工业摄像机定焦拍摄经热定型后的待检验成品织物，获取实时图像；然后采用方法一、二对织物的纵密和横密进行计算；最后方法一、二所得的横密和纵密求出织物的实际密度。本发明还公开了一种基于机器视觉的验布装置，图像采集单元的输出端与图像处理单元的输入端连接，图像处理单元的输出端与密度检测单元的输入端连接；图像采集单元采集织物表面的反射图像；图像处理单元用于进行图像傅里叶变换、灰度变换、直方图均衡化和图像的二值化处理；密度检测单元采用边缘检测算法、霍夫变换、核密度估计算法对处理后的图像进行织物的倾斜度、脊线数和圈柱数进行分析，并计算出织物的密度。

技术领域

本发明涉及验布领域，具体是一种基于机器视觉的验布装置及方法。

背景技术

纺织染整产业是我国的传统优势行业，在国民经济发展中占有重要地位，是我国经济发展的支柱性产业^[1]。首先在出口贸易中是出口创汇的首要产业，对保证中国外汇储备、国际收支平衡等方面有着重要影响；其次在带动国内就业，影响人民穿衣等基础方面有着不可估量的作用。

目前国内外对热定型工艺的研究已经很多，但实践应用中完善成熟的产品却较少，且多为国外纺织产业比较发达的欧洲国家^[3,4,5]。国内染整企业一方面面对国内不够完善的产品，实际应用中存在诸多问题；另一方面国外的检测产品功能虽然相对比较完善，但是价格高昂，使用过程中的维护维修必须由专业人员或生产厂商提供技术支持，这也是国外产品难以在我国染整企业普及的重要原因。这就造成了我国染整行业对针织物克重、密度等指标的检测还停留在人工阶段。织物加工所需的工艺参数都是通过操作人员的经验给出，在生产初始通过反复的人工测量克重、幅宽等指标对运行参数进行调整，直到指标符合客户订单的要求。这一调节过程不仅存在较大的滞后性，而且在生产过程中很少再进行指标检测与参数调整，因而造成同批次织物成品质量指标波动大甚至不达标，大大降低了产品一次合格率。在实际生产中我省染整企业弹力针织物热定型的一次合格率普遍不足70％。而对于针织物密度的检测，由于检测环节比较复杂，不适宜人工现场的检测，一般在织物成品中抽样进行人工测定，因而失去了对生产指导的实时性，成为不被企业生产重视的一个重要技术指标，产品质量的提高也受到相应的制约。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于机器视觉的验布装置及方法，以至少达到对针织物密度的在线检测，实时指导针织物生产过程。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于机器视觉的验布方法，步骤如下：

S1.获取织物图像：

用工业摄像机定焦拍摄经热定型后的待检验成品织物，获取实时图像，相机成像的实际范围为a×b mm且ab；

S2.采用方法一、二对织物的纵密和横密进行计算：

方法一：

I.对所述实时图像进行傅里叶变换，得到傅里叶频谱图；

II.将所述频谱图中各坐标点对应的灰度值设置为Z坐标，得到傅里叶频谱图的三维视图；

III.利用边缘检测算法对所述三维视图中的亮点区域进行提取，得到对应区域的坐标范围；

IV.对所述坐标范围内的点进行遍历，获取对应区域内灰度值最大的点的坐标值，记为峰点坐标值；

V.将所述峰点坐标值对应于极坐标中，求解纵向过原点直线上的峰点的纵坐标之差的绝对值的平均值，即为图像中的脊线条数N_b1，再求解所述纵向直线的斜率k，可得出织物倾角并求解横向直线上的峰点到所述纵向直线的最小距离值，即为图像中的圈柱数N_a1；

VI.根据所述脊线和圈柱信息计算织物密度:

纵密