一種紡織品表面質量多光譜檢測的方法與裝置的製作方法

2023-10-08 13:55:34 8

專利名稱：一種紡織品表面質量多光譜檢測的方法與裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及光電檢測技術，又涉及紡織品質量檢測技術領域，特別是一種紡織品 表面質量多光譜檢測的方法與裝置。
背景技術：
紡織品表面質量檢測是現代紡織業生產的重要環節，並在生產流程中佔有極其重 要的地位。目前國內生產、銷售的所謂全自動驗布機仍是依靠人眼來判別紡織品表面的質 量，工作單調、勞動強度大，易產生誤檢、漏檢而造成質量事故。為此，有人提出採用機器視覺的方法來檢測紡織品的表面。如2008年1月23 日公告的中國發明專利申請200710146114. 7 「連續材料的檢驗裝置及其方法」，公開了 一種連續材料的檢驗方法及其裝置，由送料組件送出受檢連續材料；以檢驗組件經由觸 點或掃描方式尋找瑕疵點的坐標位置，並顯示在計算機中瑕疵記錄表作記錄，然後把瑕疵 記錄表作記錄傳送至各種加工工程。又如，2006年4月19日公告的中國發明專利申請 200510110244. 6 「一種自動驗布等級客觀評定系統」，公開了一種自動驗布等級客觀評定系 統，主要包括CCD攝像機、織物握持裝置、光源、計算機、圖像採集卡，圖像採集卡將攝取的 織物圖像轉換為數字圖像，用疵點檢測DSP對織物疵點進行檢測，對檢測出存在疵點的織 物圖像用疵點圖像分割DSP模塊進行分割，對分割後的疵點用疵點表徵DSP模塊進行疵點 的自動表徵，將表徵的結果輸入織物等級評定DSP模塊，最終對織物等級進行自動的評定。 再如，2007年10月31日公告的中國發明專利申請200710013452. 3 「一種紡織品缺陷檢測 方法及其裝置」公開了一種紡織品缺陷檢測方法及其裝置，包括CXD攝像機陣列、計算機服 務器及其內部的紡織品缺陷檢測程序模塊以及連接CCD攝像機陣列和計算機伺服器的數 據線、連接在計算機伺服器上的CXD攝像機控制線；通過C⑶攝像機獲取紡織品生產線上的 織物表面圖像；應用小波變換對圖像進行一層小波分解和自適應閾值處理，進而實現織物 缺陷定位。上述專利技術雖然能替代人工進行紡織品表面質量檢測，但是，上述發明專利不 足之處在於1、由於上述發明專利中僅在可見光照明下對被檢材料進行疵點或色差檢測，功能 單一，當織物中夾雜有同色異纖時，上述發明均難以檢測出來。而異纖不易染色，這就使得 夾有異纖的不合格品流入其後的印染環節，將產生染色不均勻、印花圖案發花等殘次品而 造成損失。2、CCD相機的光學系統需要開闊的視場，因而要佔用較大的空間，不利於對現有設 備的改造利用。3、線陣CCD相機尤其是彩色線陣CCD相機的價格昂貴，使得設備的製造成本上升， 不利於專利技術的推廣應用。針對上述技術的不足之處，本發明擬採用由若干個接觸式圖像傳感器(CIS， Contasct Image Sensor)組成的CIS陣列來採集圖像數據。CIS部件具有生產成本低，功 耗低、體積小、重量輕，以及曝光時間短、無需預熱、高度集成、安裝調試簡單等特點，這就降低了設備的體積和製造成本，有利於對紡織行業現有設備(如全自動驗布機)的改造利用； 同時，在圖像採集過程中採用分時式多光譜光源照明下的圖像數據採集，這樣，在對多光譜 圖像數據進行處理後，不僅能在對胚布的檢測中找出其表面的疵點、夾雜的同色異纖，還可 對染色後的色布，印花織物的色澤、花紋的缺陷進行檢測。

發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種紡織品表面質量多光譜檢測的方法與裝置。本發明解決其技術問題採用的技術方案是一種紡織品表面質量多光譜檢測的裝置，包括；接觸式圖像傳感器(CIS)所組成 的CIS陣列、多光譜LED通斷控制、圖像數據採集、電機控制器、主控制器、觸控螢幕或鍵盤、顯 示器、噴墨式指示器、通信接口和印表機；其特徵在於，主控制器通過電機控制器控制驗布 機裡的電機運轉，紡織品在驗布機的動力裝置帶動下經過CIS陣列，在多光譜LED通斷控 制的控制下，CIS陣列內的各種光譜的LED分時照射紡織品待檢表面，從紡織品待檢表面反 射回來的光線由CIS陣列內的光電傳感器陣列轉換成圖像信號後輸出到圖像數據採集，經 模數轉換後送入主控制器；電機每前進一步，就進行一次各種光譜照明下的圖像數據採集； 主控制器對採集到的圖像數據進行識別後，將疵點、異纖的位置、類別、等級等信息保存下 來，並通過通信接口發送到監控中心；觸控螢幕或鍵盤和顯示屏用來進行人機互動；當用戶 需要對紡織品表面的疵點和異纖的位置進行標記，或需要在線列印檢測報告時，噴墨式指 示器將用易於清洗的墨水對疵點和異纖位置作出標記，印表機將輸出檢測報告。所說的CIS由導光帶、柱狀透鏡、光電傳感器陣列、移位寄存和模擬開關、紫外 LED、藍色LED、綠色LED、紅色LED、紅外LED構成；在無需進行色疵檢測的情況下，可使用白 光LED來替代藍色LED、綠色LED和紅色LED，僅進行白光、紫外、紅外檢測，以簡化檢測流 程、加快檢測速度；各種光譜的LED在多光譜LED通斷控制的控制下，通過導光帶輪流照明 紡織品的待檢表面；從紡織品待檢表面反射回來的光線經柱狀透鏡投射到光電傳感器陣列 上，經光電轉換後的圖像信號經過移位寄存和模擬開關傳送到圖像數據採集。一種紡織品表面質量多光譜檢測的方法，紡織品在驗布機的動力裝置帶動下經過 CIS陣列，在多光譜LED通斷控制的控制下分5步進行照明和圖像採樣第一步，經綠光LED 照明和數據採集後進行綠光檢測；第二步，經藍光LED照明和數據採集後進行藍光檢測；第 三步，經紅光LED照明和數據採集後進行紅光檢測；第四步，經紫外LED照明和數據採集後 進行螢光色澤異纖檢測；第五步，經紅外LED照明和採樣後，進行紅外吸收率差異纖檢測； 其中可見光檢測的結果被送至色疵檢測和疵點辨識進行相應的處理，可見光、紫外以及紅 外檢測的結果送至異纖識別；所有處理的結果，進行存儲、列印、顯示或經由通信接口傳送 到監控中心；或者根據用戶的要求用易於清洗的墨水在疵點或異纖所在的位置作出標記。當無需進行色疵檢測時，第一至第三步的可見光檢測可由白光照明下的灰度檢測 來取代，以簡化檢測流程、加快檢測速度。本發明的有益效果在於1、本發明用機器視覺來取代人眼檢測，具有快速、正確、高效的特點，可極大地降 低誤檢、漏檢率，在提高生產率的同時，可有效降低廢次品造成的人力、物力、財力和能源的 浪費和損失。
2、本發明採用由若干個接觸式圖像傳感器組成的CIS陣列來採集圖像數據。降低 了設備的體積和製造成本，有利於本發明產品的推廣應用。3、本發明可用於對紡織行業現有設備的改造，具有廣闊的應用前景和巨大的經濟 效益。


圖1是本發明一種紡織品表面質量多光譜檢測的裝置的結構示意圖。圖2是本發明應用於現有的驗布機的示意圖。圖3是本發明中所採用的接觸式圖像傳感器的結構示意圖。圖4是本發明中所採用的接觸式圖像傳感器的光譜響應曲線圖。圖5是幾種典型異纖與棉纖維的紅外吸收率差的絕對值曲線。。圖6是本發明的工作流程示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明的實施方式作進一步說明。但是，本領域的技術人員應該 認識到，下述的實施方式只是示例性的，是為了更好地使本領域的技術人員能夠理解本專 利，不能理解為是對本專利包括的範圍的限制；只要是根據本專利所揭示的精神所作的任 何等同變更或修飾而形成的相似結構、方法及其相似變化，均落入本專利包括的範圍。請參閱圖1和圖2，所說的一種紡織品表面質量多光譜檢測的裝置由接觸式圖像 傳感器(CIS)I所組成的CIS陣列11、多光譜LED通斷控制2、圖像數據採集3、電機控制器 4、主控制器5、觸控螢幕或鍵盤6、顯示器7、噴墨式指示器8、通信接口 9和印表機10組成。主 控制器5通過電機控制器4控制驗布機B裡的電機運轉，紡織品A在驗布機B的動力裝置 帶動下經過CIS陣列11，在多光譜LED通斷控制2的控制下，CIS陣列11內的各種光譜的 LED分時照射紡織品A的待檢表面，從紡織品待檢表面反射回來的光線由CIS陣列11內的 光電傳感器陣列轉換成圖像信號後輸出到圖像數據採集3，經模數轉換後送入主控制器5 ； 電機每前進一步，就進行一次各種光譜照明下的圖像數據採集；主控制器5對採集到的圖 像數據進行識別後，將疵點、異纖的位置、類別、等級等信息保存下來，並通過通信接口 9發 送到監控中心；觸控螢幕或鍵盤6和顯示屏7用來進行人機互動；噴墨式指示器8和印表機 10是備選裝備，當用戶需要對紡織品表面的疵點和異纖的位置進行標記，或需要在線列印 檢測報告時，噴墨式指示器8將用易於清洗的墨水對疵點和異纖位置作出標記，印表機10 將輸出檢測報告。請參閱圖3和圖4，所說的CIS由導光帶101、柱狀透鏡102、光電傳感器陣列(通常 由CMOS工藝製作)103、移位寄存和模擬開關104、紫外LED105、藍色LED106、綠色LED107、 紅色LED108、紅外LED109構成；由於染色後的疵點(色疵)種類繁雜、形態各異，包括裙 皺、、縫頭皺、印染加工皺、絲光皺、風印、邊中色差、左中右色差、深淺邊布邊色澤比正常布 面色澤偏深或偏淺、條花、色檔、色點等等，因此在無需進行色疵檢測的情況下，可使用白光 LED來替代藍色LED106、綠色LED107和紅色LED108，僅進行白光、紫外、紅外檢測，以簡化 檢測流程、加快檢測速度；各種光譜的LED在多光譜LED通斷控制2的控制下，通過導光帶 101輪流照明紡織品A待檢表面；從紡織品A待檢表面反射回來的光線經柱狀透鏡102投射到光電傳感器陣列103上，經光電轉換後的圖像信號經過移位寄存和模擬開關104傳送 到圖像數據採集3。請參閱圖5，當不同能量的光照射到物質上時，會與物質相互作用而發生能量交 換。紅外線能使分子中的共價鍵發生振動。由於纖維成份不同，其分子共價鍵結構有差異， 因此決定了此種纖維對特定波長光線的吸收特徵。由這種紅外光能量吸收特徵的差異可將 棉纖維中的異纖區分出來。圖5列出了在近紅外波段上，棉纖維與紡織業中通常遇到的主 要種類的異纖，如化纖(編織袋)、黃麻、塑料膜、豬鬃、羊毛、白頭髮等異纖的吸收率差的絕 對值曲線。圖中還標出了對波長為940nm的紅外光，棉纖維與各種異纖的吸收率差的絕對 值均在15%以上，因此可用此方法來區分棉紡織品中的異纖。請參閱圖6，紡織品A在驗布機B的動力裝置帶動下經過CIS陣列11，在多光譜LED 通斷控制2的控制下分5步進行照明和圖像採樣第一步，經綠光LED照明和數據採集21 後進行綠光檢測22 ；第二步，經藍光LED照明和數據採集23後進行藍光檢測24 ；第三步，經 紅光LED照明和數據採集25後進行紅光檢測26 ；第四步，經紫外LED照明和數據採集27後 進行螢光色澤異纖檢測28 ；第五步，經紅外LED照明和採樣29後，進行紅外吸收率差異纖 檢測30 ；其中可見光檢測的結果被送至色疵檢測31和疵點辨識32進行相應的處理，可見 光、紫外以及紅外檢測的結果送至異纖識別33 ；所有處理的結果，由存儲、列印與輸出34進 行存儲、列印、顯示或經由通信接口傳送到監控中心；或者根據用戶的要求由噴墨標記35 用易於清洗的墨水在疵點或異纖所在的位置作出標記。當無需進行色疵檢測時，第一至第三步的可見光檢測可由白光照明下的灰度檢測 來取代，以簡化檢測流程、加快檢測速度。
權利要求
一種紡織品表面質量多光譜檢測的裝置，包括由接觸式圖像傳感器(1)所組成的CIS陣列(11)、多光譜LED通斷控制(2)、圖像數據採集(3)、電機控制器(4)、主控制器(5)、觸控螢幕或鍵盤(6)、顯示器(7)、噴墨式指示器(8)、通信接口(9)和印表機(10)組成；其特徵在於主控制器(5)通過電機控制器(4)控制驗布機(B)裡的電機運轉，紡織品(A)在驗布機(B)的動力裝置帶動下經過CIS陣列(11)，在多光譜LED通斷控制(2)的控制下，CIS陣列(11)內的各種光譜的LED分時照射紡織品(A)的待檢表面，從紡織品待檢表面反射回來的光線由CIS陣列(11)內的光電傳感器陣列轉換成圖像信號後輸出到圖像數據採集(3)，經模數轉換後送入主控制器(5)；電機每前進一步，就進行一次各種光譜照明下的圖像數據採集；主控制器(5)對採集到的圖像數據進行識別後，將疵點、異纖的位置、類別、等級的信息保存下來，並通過通信接口(9)發送到監控中心；觸控螢幕或鍵盤(6)和顯示屏(7)用來進行人機互動；噴墨式指示器(8)和印表機(10)是備選裝備，當用戶需要對紡織品表面的疵點和異纖的位置進行標記，或需要在線列印檢測報告時，噴墨式指示器(8)將用易於清洗的墨水對疵點和異纖的位置作出標記，印表機(10)將輸出檢測報告。
2.一種紡織品表面質量多光譜檢測的方法，其特徵在於，紡織品A在驗布機B的動力 裝置帶動下經過CIS陣列(11)，在多光譜LED通斷控制(2)的控制下分五步進行照明和圖 像採樣第一步，經綠光LED照明和數據採集(21)後進行綠光檢測(22)；第二步，經藍光 LED照明和數據採集(23)後進行藍光檢測(24)；第三步，經紅光LED照明和數據採集(25) 後進行紅光檢測(26)；第四步，經紫外LED照明和數據採集(27)後進行螢光色澤異纖檢測 (28)；第五步，經紅外LED照明和採樣(29)後，進行紅外吸收率差異纖檢測(30)；其中可見 光檢測的結果被送至色疵檢測(31)和疵點辨識(32)進行相應的處理，可見光、紫外以及紅 外檢測的結果送至異纖識別(33)；所有處理的結果，由存儲、列印與輸出(34)進行存儲、打 印、顯示或經由通信接口傳送到監控中心；或者根據用戶的要求由噴墨標記(35)用易於清 洗的墨水在疵點或異纖所在的位置作出標記；當無需進行色疵檢測時，第一至第三步的可 見光檢測可由白光照明下的灰度檢測來取代，以簡化檢測流程、加快檢測速度。
3.根據權利要求1或權利要求2所述的一種紡織品表面質量多光譜檢測的方法與裝 置，其特徵在於所說的CIS由導光帶(101)、柱狀透鏡(102)、光電傳感器陣列(103)、移位 寄存和模擬開關(104)、紫外LED (105)、藍色LED (106)、綠色LED (107)、紅色LED (108)、紅外 LED(109)構成；在無需進行色疵檢測的情況下，可使用白光LED來替代藍色LED(106)、綠色 LED(107)和紅色LED(IOS)，僅進行白光、紫外、紅外檢測，以簡化檢測流程、加快檢測速度； 各種光譜的LED在多光譜LED通斷控制(2)的控制下，通過導光帶(101)輪流照明紡織品 (A)的待檢表面；從紡織品(A)的待檢表面反射回來的光線經柱狀透鏡(102)投射到光電 傳感器陣列(103)上，經光電轉換後的圖像信號經過移位寄存和模擬開關(104)傳送到圖 像數據採集(3)。
全文摘要
一種紡織品表面質量多光譜檢測的方法與裝置，包括由接觸式圖像傳感器所組成的CIS陣列、多光譜LED通斷控制、圖像數據採集、電機控制器、主控制器、觸控螢幕或鍵盤、顯示器、噴墨式指示器、通信接口和印表機組成；其特徵在於，主控制器通過電機控制器控制驗布機裡的電機運轉，紡織品在驗布機的動力裝置帶動下經過CIS陣列，電機每前進一步，就進行一次各種光譜照明下的圖像數據採集；主控制器對圖像數據進行識別後，將疵點、異纖的位置、類別、等級等信息保存下來，並通過通信接口發送到監控中心；噴墨式指示器將用易於清洗的墨水對疵點和異纖位置作出標記，印表機可輸出檢測報告。
文檔編號G01N21/892GK101957326SQ20101022299
公開日2011年1月26日 申請日期2010年7月8日 優先權日2010年7月8日
發明者孔繁金, 裘誠 申請人:上海中方寶達紡織智能儀器有限公司;孔繁金;裘誠