CN112683912B - 一种布面缺陷视觉检测方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种布面缺陷视觉检测方法及其装置，包括调节白色光源依次工作在不同亮度，同时利用面阵相机在每个亮度下分别抓拍一张图片；分别计算每个图片中像素的均值差；根据图片的像素均值差，判定多色光源的显示颜色；根据多色光源与白色光源参数值计算，获取选定多色光源的最佳亮度参数值；根据最佳亮度参数值，得到最佳光源的亮度控制比例值；根据显示颜色和最佳光源亮度控制比例值，调节多色光源；并关闭白色光源；通过线阵相机，获取设定视觉效果下的图片；对所获取的设定视觉效果下的图片，进行布面缺陷分析。本发明提高了自动检测系统在实际应用中的适应性，能够针对不同面料的进行有效布面缺陷检测。

Description

一种布面缺陷视觉检测方法及其装置

技术领域

本发明属于布面检测技术领域，特别是涉及一种布面缺陷视觉检测方法及其装置。

背景技术

纺织品生产企业对布匹的来料检测，是保证产品质量的重要环节。随着技术的快速进步，越来越多的企业采用自动检测系统来完成布匹缺陷检测，提高检测效率，防止因人眼疲劳造成误判，避免损伤检测人员的健康、视力。

由于自动检测设备对操作人员有较高的技术要求，经过调试后，常采用固定的参数配置，能够针对部分面料、颜色取得良好的效果。但在实际生产环境中，难以适应多种多样的面料、颜色，所以仍有大量企业采用人工检测方式。因此，现有的布面自动检测设备在实际应用中的适应性差，无法针对不同面料进行检测，且检测精度低。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种布面缺陷视觉检测方法及其装置，提高了自动检测系统在实际应用中的适应性，能够针对不同面料的进行有效布面缺陷检测。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种布面缺陷视觉检测方法，布面检测装置包括检测组件，通过检测组件对布面进行检测，所述检测组件包括白色光源、多色光源、面阵相机和线阵相机，包括步骤：

S10,调节白色光源依次工作在不同亮度，同时利用面阵相机在每个亮度下分别抓拍一张图片；

S20,分别计算每个图片中像素的均值差；

S30,根据图片的像素均值差，判定多色光源的显示颜色；

S40,根据多色光源与白色光源参数值计算，获取选定多色光源的最佳亮度参数值；

S50,根据最佳亮度参数值，获取最佳光源的亮度控制比例值；

S60,根据显示颜色和最佳光源亮度控制比例值，调节多色光源；并关闭白色光源；

S70,通过线阵相机，获取设定视觉效果下的图片；

S80,利用得到的设定视觉效果下的图片，进行布面缺陷分析。

进一步的是，调节白色环形光源依次工作在20％、40％、60％、80％、100％的亮度下，同时通过面阵相机在每个亮度下分别抓拍一张图片，得到图片组[P1,P2,P3,P4,P5]。

进一步的是，分别计算各图片每个像素的R、G、B均值，再计算各图片R、G、B均值两两之差的绝对值，得到图片中像素的均值差：PnRG、PnRB、PnGB；

其中，n为抓拍的图片数量1-5，RG表示R与G之差的绝对值，RB表示R与B之差的绝对值，GB表示G与B之差的绝对值。

进一步的是，根据图片的像素均值差，判定多色光源的显示颜色，包括步骤：

若存在至少3张图片的均值差＞设定的阈值，并且为同一均值差，则选用R、G、B均值最大的颜色作为多色光源的显示颜色；

若存在至少3张图片的均值差＞设定的阈值，并且为不同均值差，则选用均值差占比最大的颜色作为多色光源的显示颜色；

若不存在均值差＞设定的阈值，则设定多色光源的显示颜色为红色。

进一步的是，根据通过多色光源与白色光源计算，得到选定多色光源的最佳亮度参数值，包括步骤：

根据光源亮度变化曲线公式计算选定多色光源的最佳亮度参数值；

其中，d为通过每个条形光源对比白色光源的对比调试，配置对应的固定参数；y是抓拍图片均值最大的值，x是条形光源的亮度控制比例值；a,b,c是光源亮度变化曲线公式的系数；

根据选取的均值差最大的3张图片，通过上述公式计算出b,c的值，作为选定多色光源的最佳亮度参数值。

进一步的是，根据最佳亮度参数值计算，获取最佳光源的亮度控制比例值，计算公式为：

进一步的是，布面检测装置还包括布料运载装置，布料运载装置通过电机带动驱动轴转动，从而完成对检测布料的运载，使检测布料的布面依次经过检测组件；根据电机运行数据调节同步器，所述检测组件中线阵相机根据同步器输出的脉冲间隔进行图像抓拍。通过同步器来触发抓拍，使抓拍的频率与布匹运动速度有相关联，提高匹配度。

另一方面，本发明还提供了一种基于所述布面缺陷视觉检测方法的布面缺陷视觉检测装置，包括机架、布料运载装置、检测组件、工控机、光源控制器和嵌入式控制器，在所述机架上设置有布料运载装置，在所述布料运载装置上方设置有检测组件；

所述检测组件包括白色光源、多色光源、面阵相机和线阵相机，所述白色光源、多色光源、面阵相机和线阵相机相邻设置在支撑架上，且均对向布料运载装置上经过的布面；所述白色光源和多色光源连接至光源控制器，所述面阵相机和线阵相机连接至工控机，所述光源控制器和工控机与嵌入式控制器电连接，所述嵌入式控制器连接至布料运载装置。

进一步的是，所述布料运载装置包括放卷辊、收卷辊、中部传导辊组、驱动轴、电机和驱动器，所述电机连接驱动轴带动其转动；所述驱动器连接嵌入式控制器和电机，驱动器接收嵌入式控制器指令，控制电机运行；所述驱动轴带动收卷辊，所述放卷辊和收卷辊设置在机架的两端，中部传导辊组设置在机架中段，待检测布料放在放卷辊上，并依次经过中部传导辊组至收卷辊，通过收卷辊转动带动布料移动，使布料布面依次经过检测组件下方。

进一步的是，所述白色光源采用白色环形光源，所述多色光源采用多色条形光源；所述多色条形光源采用可变色光源，或者所述多色条形光源包括多个不同颜色的光源，优选的采用红、绿、蓝三个条形光源；采用至少一个线阵相机，根据布面宽度选择线阵相机个数。还包括同步器，所述同步器连接至嵌入式控制器。还包括安全灯、开关盒和显示器。

采用本技术方案的有益效果：

本发明能够有效提高布面检测设备在实际应用中的适应性，能够针对不同面料的进行有效布面缺陷检测，对于表面光泽度、颜色等面料能够有效检测出布面缺陷；通过自动选取颜色合适的光源及亮度，提高获取图像的对比度，从而使缺陷特征更明显，达到提升视觉检测精准度，降低漏检率的目的。

附图说明

图1为本发明的一种布面缺陷视觉检测方法的流程示意图；

图2为本发明的一种布面缺陷视觉检测装置的结构示意图；

图3为本发明实施例中检测组件的结构示意图；

图4为本发明实施例中控制线路连接示意图；

其中，1是机架，2是检测组件，3是工控机，4是光源控制器，5是嵌入式控制器，6是放卷辊，7是收卷辊，8是中部传导辊组，9是驱动轴，10是电机，11是驱动器，12是开关盒，13是显示器；21是白色光源，22是多色光源，23是面阵相机，24是线阵相机，25是支撑架。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步阐述。

在本实施例中，参见图1和2所示，本发明提出了一种布面缺陷视觉检测方法，布面检测装置包括检测组件2，通过检测组件2对布面进行检测，所述检测组件2包括白色光源21、多色光源22、面阵相机23和线阵相机24，包括步骤：

S10,调节白色光源21依次工作在不同亮度，同时利用面阵相机23在每个亮度下分别抓拍一张图片；

S20,分别计算每个图片中像素的均值差；

S30,根据图片的像素均值差，判定多色光源22的显示颜色；

S40,根据多色光源22与白色光源21参数值计算，获取选定多色光源22的最佳亮度参数值；

S50,根据最佳亮度参数值，获取最佳光源的亮度控制比例值；

S60,根据显示颜色和最佳光源亮度控制比例值，调节多色光源22；并关闭白色光源21；

S70,通过线阵相机24，获取设定视觉效果下的图片；

S80,利用得到的设定视觉效果下的图片，进行布面缺陷分析。

作为上述实施例的优化方案，在步骤S10中，调节白色环形光源依次工作在20％、40％、60％、80％、100％的亮度下，同时通过面阵相机23在每个亮度下分别抓拍一张图片，得到图片组[P1,P2,P3,P4,P5]。

在步骤S20中，分别计算各图片每个像素的R、G、B均值，再计算各图片R、G、B均值两两之差的绝对值，得到图片中像素的均值差：PnRG、PnRB、PnGB；

其中，n为抓拍的图片数量1-5，RG表示R与G之差的绝对值，RB表示R与B之差的绝对值，GB表示G与B之差的绝对值。

在步骤S30中，根据图片的像素均值差，判定多色光源22的显示颜色，包括步骤：

若存在至少3张图片的均值差＞设定的阈值，并且为同一均值差，则选用R、G、B均值最大的颜色作为多色光源22的显示颜色；

若存在至少3张图片的均值差＞设定的阈值，并且为不同均值差，则选用均值差占比最大的颜色作为多色光源22的显示颜色；

若不存在均值差＞设定的阈值，则设定多色光源22的显示颜色为红色。

在步骤S40中，根据通过多色光源22与白色光源21计算，获取选定多色光源22的最佳亮度参数值，包括步骤：

根据光源亮度变化曲线公式计算选定多色光源22的最佳亮度参数值；

其中，d为通过每个条形光源对比白色光源21的对比调试，配置对应的固定参数；y是抓拍图片均值最大的值，x是条形光源的亮度控制比例值；a,b,c是光源亮度变化曲线公式的系数；

根据选取的均值差最大的3张图片，通过上述公式计算出b,c的值，作为选定多色光源22的最佳亮度参数值。

在步骤S50中，根据最佳亮度参数值计算，获取最佳光源的亮度控制比例值，计算公式为：

其中，布面检测装置还包括布料运载装置，布料运载装置通过电机10带动驱动轴9转动，从而完成对检测布料的运载，使检测布料的布面依次经过检测组件2；根据电机10运行数据调节同步器，所述检测组件2中线阵相机24根据同步器输出的脉冲间隔进行图像抓拍。

为配合本发明方法的实现，基于相同的发明构思，如图2-4所示，本发明还提供了一种布面缺陷视觉检测装置，包括机架1、布料运载装置、检测组件2、工控机3、光源控制器4和嵌入式控制器5，在所述机架1上设置有布料运载装置，在所述布料运载装置上方设置有检测组件2；

所述检测组件2包括白色光源21、多色光源22、面阵相机23和线阵相机24，所述白色光源21、多色光源22、面阵相机23和线阵相机24相邻设置在支撑架25上，且均对向布料运载装置上经过的布面；所述白色光源21和多色光源22连接至光源控制器4，所述面阵相机23和线阵相机24连接至工控机3，所述光源控制器4和工控机3与嵌入式控制器5电连接，所述嵌入式控制器5连接至布料运载装置。

作为上述实施例的优化方案，所述布料运载装置包括放卷辊6、收卷辊7、中部传导辊组8、驱动轴9、电机10和驱动器11，所述电机10连接驱动轴9带动其转动；所述驱动器11连接嵌入式控制器5和电机10，驱动器11接收嵌入式控制器5指令，控制电机10运行；所述驱动轴9带动收卷辊7，所述放卷辊6和收卷辊7设置在机架1的两端，中部传导辊组8设置在机架1中段，待检测布料放在放卷辊6上，并依次经过中部传导辊组8至收卷辊7，通过收卷辊7转动带动布料移动，使布料布面依次经过检测组件2下方。

作为上述实施例的优化方案，所述白色光源21采用白色环形光源，所述多色光源22采用多色条形光源；所述多色条形光源采用可变色光源，或者所述多色条形光源包括多个不同颜色的光源，优选的采用红、绿、蓝三个条形光源。

采用至少一个线阵相机24，根据布面宽度选择线阵相机24个数。

还包括同步器，所述同步器连接至嵌入式控制器5。

还包括安全灯、开关盒12和显示器13。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种布面缺陷视觉检测方法，其特征在于，布面检测装置包括检测组件(2)，通过检测组件(2)对布面进行检测，所述检测组件(2)包括白色光源(21)、多色光源(22)、面阵相机(23)和线阵相机(24)，包括步骤：

S10,调节白色光源(21)依次工作在不同亮度，同时利用面阵相机(23)在每个亮度下分别抓拍一张图片；

S20,分别计算每个图片中像素的均值差；

S30,根据图片的像素均值差，判定多色光源(22)的显示颜色；

S40,根据多色光源(22)与白色光源(21)参数值计算，获取选定多色光源(22)的最佳亮度参数值；

S50,根据最佳亮度参数值，获取最佳光源的亮度控制比例值；

S60,根据显示颜色和最佳光源亮度控制比例值，调节多色光源(22)；并关闭白色光源(21)；

S70,通过线阵相机(24)，获取设定视觉效果下的图片；

S80,利用得到的设定视觉效果下的图片，进行布面缺陷分析。

2.根据权利要求1所述的一种布面缺陷视觉检测方法，其特征在于，调节白色环形光源依次工作在20％、40％、60％、80％、100％的亮度下，同时通过面阵相机(23)在每个亮度下分别抓拍一张图片，得到图片组[P1,P2,P3,P4,P5]。

3.根据权利要求2所述的一种布面缺陷视觉检测方法，其特征在于，分别计算各图片每个像素的R、G、B均值，再计算各图片R、G、B均值两两之差的绝对值，得到图片中像素的均值差：PnRG、PnRB、PnGB；

其中，n为抓拍的图片数量1-5，RG表示R与G之差的绝对值，RB表示R与B之差的绝对值，GB表示G与B之差的绝对值。

4.根据权利要求3所述的一种布面缺陷视觉检测方法，其特征在于，根据图片的像素均值差，判定多色光源(22)的显示颜色，包括步骤：

若存在至少3张图片的均值差＞设定的阈值，并且为同一均值差，则选用R、G、B均值最大的颜色作为多色光源(22)的显示颜色；

若存在至少3张图片的均值差＞设定的阈值，并且为不同均值差，则选用均值差占比最大的颜色作为多色光源(22)的显示颜色；

若不存在均值差＞设定的阈值，则设定多色光源(22)的显示颜色为红色。

5.根据权利要求4所述的一种布面缺陷视觉检测方法，其特征在于，根据通过多色光源(22)与白色光源(21)计算，得到选定多色光源(22)的最佳亮度参数值，包括步骤：

根据光源亮度变化曲线公式计算选定多色光源(22)的最佳亮度参数值；

其中，d为通过每个条形光源对比白色光源(21)的对比调试，配置对应的固定参数；y是抓拍图片中R、G、B最大均值，x是条形光源的亮度控制比例值；b,c是光源亮度变化曲线公式的系数；

根据选取的均值差最大的3张图片，通过上述公式计算出b,c的值，作为选定多色光源(22)的最佳亮度参数值。

6.根据权利要求5所述的一种布面缺陷视觉检测方法，其特征在于，根据最佳亮度参数值计算，获取最佳光源的亮度控制比例值，计算公式为：

7.根据权利要求1所述的一种布面缺陷视觉检测方法，其特征在于，布面检测装置还包括布料运载装置，布料运载装置通过电机(10)带动驱动轴(9)转动，从而完成对检测布料的运载，使检测布料的布面依次经过检测组件(2)；根据电机(10)运行数据调节同步器，所述检测组件(2)中线阵相机(24)根据同步器输出的脉冲间隔进行图像抓拍。

8.一种基于权利要求1所述布面缺陷视觉检测方法的布面缺陷视觉检测装置，其特征在于，包括机架(1)、布料运载装置、检测组件(2)、工控机(3)、光源控制器(4)和嵌入式控制器(5)，在所述机架(1)上设置有布料运载装置，在所述布料运载装置上方设置有检测组件(2)；

所述检测组件(2)包括白色光源(21)、多色光源(22)、面阵相机(23)和线阵相机(24)，所述白色光源(21)、多色光源(22)、面阵相机(23)和线阵相机(24)相邻设置在支撑架(25)上，且均对向布料运载装置上经过的布面；所述白色光源(21)和多色光源(22)连接至光源控制器(4)，所述面阵相机(23)和线阵相机(24)连接至工控机(3)，所述光源控制器(4)和工控机(3)与嵌入式控制器(5)电连接，所述嵌入式控制器(5)连接至布料运载装置。

9.根据权利要求8所述的一种布面缺陷视觉检测装置，其特征在于，所述布料运载装置包括放卷辊(6)、收卷辊(7)、中部传导辊组(8)、驱动轴(9)、电机(10)和驱动器(11)，所述电机(10)连接驱动轴(9)带动其转动；所述驱动器(11)连接嵌入式控制器(5)和电机(10)，驱动器(11)接收嵌入式控制器(5)指令，控制电机(10)运行；所述驱动轴(9)带动收卷辊(7)，所述放卷辊(6)和收卷辊(7)设置在机架(1)的两端，中部传导辊组(8)设置在机架(1)中段，待检测布料放在放卷辊(6)上，并依次经过中部传导辊组(8)至收卷辊(7)，通过收卷辊(7)转动带动布料移动，使布料布面依次经过检测组件(2)下方。

10.根据权利要求8所述的一种布面缺陷视觉检测装置，其特征在于，所述白色光源(21)采用白色环形光源，所述多色光源(22)采用多色条形光源；所述多色条形光源采用可变色光源，或者所述多色条形光源包括多个不同颜色的光源；采用至少一个线阵相机(24)，根据布面宽度选择线阵相机(24)个数；还包括同步器，所述同步器连接至嵌入式控制器(5)。