本發(fā)明涉及排紗錯(cuò)誤檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于機(jī)器視覺的簇絨機(jī)排紗錯(cuò)誤檢測(cè)方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有簇絨裝備不具備紗線排列自動(dòng)檢測(cè)的功能，在現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)過程中，工人穿完紗線，通過人工對(duì)比工藝文件反復(fù)巡視來發(fā)現(xiàn)穿紗線錯(cuò)誤問題。這樣的操作流程效率低下，使人眼產(chǎn)生疲勞，容易出錯(cuò)，導(dǎo)致生產(chǎn)出的毯面花型不準(zhǔn)確，影響毯面質(zhì)量，降低生產(chǎn)效率，出錯(cuò)后沒有歷史記錄，不利于質(zhì)量追溯。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于機(jī)器視覺的簇絨機(jī)排紗錯(cuò)誤檢測(cè)方法，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)工藝準(zhǔn)備效率和產(chǎn)品的合格率。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：提供一種基于機(jī)器視覺的簇絨機(jī)排紗錯(cuò)誤檢測(cè)方法，在出毯位置設(shè)有視覺檢測(cè)系統(tǒng)，具體包括以下步驟：

(1)視覺檢測(cè)系統(tǒng)的相機(jī)沿導(dǎo)軌往復(fù)采集毯背紗線視覺圖像；

(2)視覺檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)獲取的視覺圖像進(jìn)行分析處理，判定每根紗線的顏色及類型；

(3)將每根紗線的顏色和類型與工藝參數(shù)排紗文件進(jìn)行對(duì)比，判斷實(shí)際排紗是否與工藝要求一致。

所述步驟(1)中相機(jī)采集的毯背紗線視覺圖像有重疊區(qū)，所述重疊區(qū)左右各占整幅視覺圖像的5％，且不小于一根紗線平均寬度。

所述步驟(2)包括以下子步驟：

(21)對(duì)視覺圖像進(jìn)行濾波去噪，并進(jìn)行畸形校正；

(22)定位第一條紗線的中心線，按照織針的間距對(duì)圖像進(jìn)行縱向分割，把視覺圖像分割成多個(gè)細(xì)長(zhǎng)圖像；

(23)對(duì)各個(gè)分割得到圖像進(jìn)一步處理，識(shí)別出是否有紗線及紗線的顏色，判定每根紗線類型。

所述步驟(2)中還包括通過圖像處理分析篩選出重疊區(qū)的步驟，根據(jù)重疊區(qū)將視覺圖像拼接組成一張圖片以保證場(chǎng)景的連續(xù)性。

所述步驟(23)后還包括識(shí)別分割后圖像中每根紗線粗細(xì)變化規(guī)律的步驟。

所述步驟(3)中，當(dāng)實(shí)際排紗與工藝要求一致時(shí)，則根據(jù)每根紗線的粗細(xì)變化來驗(yàn)證花型變化是否與測(cè)試花型一致；當(dāng)實(shí)際排紗與工藝要求不一致時(shí)，則定位出錯(cuò)紗線位置。

有益效果

由于采用了上述的技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點(diǎn)和積極效果：

本發(fā)明可以在線準(zhǔn)確實(shí)時(shí)檢測(cè)排紗紗線狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)排紗異常并通知操作人員進(jìn)行維護(hù)。而且能準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)排紗時(shí)人工檢查不容易發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤，有助于保證地毯花型質(zhì)量，并提高生產(chǎn)效率，能實(shí)時(shí)記錄排紗異常位置出現(xiàn)頻次，方便進(jìn)一步分析判斷問題產(chǎn)生原因，以改進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備及操作工藝。

本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)檢測(cè)排紗，保證當(dāng)前排紗與工藝設(shè)定要求一致，防止由于排紗錯(cuò)誤導(dǎo)致的花型錯(cuò)亂，并記錄檢測(cè)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可用于后續(xù)質(zhì)量追蹤和工人工作績(jī)效評(píng)價(jià)；在保證排紗正確無誤的情況下，可以用來驗(yàn)證喂紗機(jī)構(gòu)是否工作正常。

附圖說明

圖1為最小排紗規(guī)律循環(huán)構(gòu)成完整排紗示意圖。

圖2為本發(fā)明的紗線排紗檢測(cè)裝置的系統(tǒng)示意圖。

圖3機(jī)器視覺系統(tǒng)局部放大圖。

圖4為本發(fā)明中單幅拍攝圖像示意圖。

圖5經(jīng)過拼接之后得到的一幅圖示意圖。

圖6為本發(fā)明的排紗檢測(cè)工作流程圖。

圖7為本發(fā)明的圖像處理流程圖。

圖8為檢測(cè)用花型圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。

本發(fā)明的實(shí)施方式涉及一種基于機(jī)器視覺的簇絨機(jī)排紗錯(cuò)誤檢測(cè)方法，在出毯位置設(shè)有視覺檢測(cè)系統(tǒng)，具體包括以下步驟：視覺檢測(cè)系統(tǒng)的相機(jī)沿導(dǎo)軌往復(fù)采集毯背紗線視覺圖像；定位第一條紗線的中心線，按照織針的間距對(duì)圖像進(jìn)行縱向分割，把視覺圖像分割成多個(gè)細(xì)長(zhǎng)圖像；對(duì)各個(gè)分割得到圖像進(jìn)一步處理，識(shí)別出是否有紗線及紗線的顏色，判定每根紗線類型。

現(xiàn)有簇絨地毯有方塊毯和滿幅毯兩種，在排紗上基本類似。排紗工藝的設(shè)定：簇絨地毯排紗由最小的單元排紗順序循環(huán)得到。在工藝設(shè)計(jì)過程中紗線根據(jù)顏色、種類等被分類并分別以字母a、b、c、d等來命名，工藝文件中保存每種紗線的具體型號(hào)或特征，包括紗線名稱、種類、顏色。比如排紗基本循環(huán)為ab，那么以總的針數(shù)是12的話，總的排紗循環(huán)為abababababab。工藝文件中還提供了地毯生產(chǎn)的控制用的花型圖。

假設(shè)最小循環(huán)單元中紗線排序是aadcb，通過反復(fù)重復(fù)最小單元循環(huán)得到整個(gè)地毯的排紗順序，并將這排紗順序保存到排紗的工藝參數(shù)文件中。實(shí)際工藝排紗如圖1所示，圖中字母下面的數(shù)字為該字母對(duì)應(yīng)紗線應(yīng)當(dāng)穿在針的序號(hào)。

穿紗錯(cuò)誤可能出現(xiàn)幾種情況，假設(shè)排紗順序?yàn)閍adcb，實(shí)際穿紗可能出現(xiàn)如下幾種情況，(1)漏穿某根針出現(xiàn)空針，比如a_dcb少穿了一根a；(2)不同類型紗線交叉穿錯(cuò)，比如把a(bǔ)adcb穿成adacb；(3)同色紗線穿錯(cuò)，比如aadcb，本來第一個(gè)a是喂紗機(jī)構(gòu)x送出來紗線，第二個(gè)a是喂紗機(jī)構(gòu)x+1送出來紗線，結(jié)果第一個(gè)a位置可能穿成了喂紗機(jī)構(gòu)x+1送出來紗線。現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)過程中第三種穿紗線錯(cuò)誤不容易發(fā)現(xiàn)。因此識(shí)別紗線排紗是否符合預(yù)設(shè)規(guī)律，首先要判斷紗線類型是對(duì)應(yīng)紗線否一致，其次判斷紗線是否穿錯(cuò)位置(即沒有穿在本來對(duì)應(yīng)的針上)。

本發(fā)明通過在簇絨地毯機(jī)出毯位置設(shè)有視覺檢測(cè)系統(tǒng)，結(jié)合工藝上采用特殊花型文件進(jìn)行控制，通過相機(jī)沿導(dǎo)軌往復(fù)采集毯背紗線視覺圖像，對(duì)圖像處理進(jìn)一步分析，判定每根紗線顏色及類型。然后和工藝參數(shù)排紗文件進(jìn)行對(duì)比，進(jìn)而判斷實(shí)際排紗是否與工藝要求一致，如果發(fā)現(xiàn)排紗異常，可及時(shí)記錄排紗錯(cuò)誤信息，并發(fā)出報(bào)警信號(hào)，通知操作人員進(jìn)行維護(hù)更正。

紗線排紗檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示，所述的紗線排紗檢測(cè)裝置的包括支撐臺(tái)、導(dǎo)軌組件、光源組件及控制平臺(tái)。具體包括喂紗機(jī)構(gòu)1、滑動(dòng)導(dǎo)軌2、安裝在滑動(dòng)導(dǎo)軌組件上用于定位織針?biāo)趨^(qū)間的led燈組21、步履傳輸線3、織針4、針梁41、導(dǎo)紗板42、毯背5、相機(jī)6、相機(jī)安裝座7、光源組件8、控制器9、羅拉10、紗線11。圖3為機(jī)器視覺系統(tǒng)局部放大圖。

滑動(dòng)導(dǎo)軌組件2固定于機(jī)架12上，在紗線11所經(jīng)過路徑外側(cè)，相機(jī)6通過安裝支座固定在導(dǎo)軌組件2上，可以通過控制沿著導(dǎo)軌精確移動(dòng)，位于輸出紗線下端。光源組件8跟隨相機(jī)安裝座一同移動(dòng)，光源為相機(jī)對(duì)紗線獲取圖像提供照明，為了避免環(huán)境光的干擾，光源強(qiáng)度遠(yuǎn)大于環(huán)境光，此時(shí)可以近似忽略環(huán)境光對(duì)圖片的影響，保證獲取被測(cè)紗線的清晰圖像。相機(jī)裝設(shè)于導(dǎo)軌組件上以獲取相關(guān)被測(cè)圖像信息，相機(jī)6在織出地毯出口處采集毯背圖像，通過步履傳輸線纜3連接控制器9，控制器裝設(shè)于機(jī)架12上，對(duì)獲取的圖像信息分析處理并控制相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)?？刂破?控制相機(jī)在滑動(dòng)導(dǎo)軌上精確的位置移動(dòng)。由于普通傳輸纜線彎曲次數(shù)比較少，作為優(yōu)選，選擇步履線作傳輸線，延長(zhǎng)視覺系統(tǒng)使用時(shí)間。led燈組21安裝在滑動(dòng)導(dǎo)軌組件上，對(duì)應(yīng)織針的位置，每隔幾個(gè)織針模塊安裝一個(gè)led，當(dāng)系統(tǒng)報(bào)錯(cuò)時(shí)候，對(duì)應(yīng)出錯(cuò)的織針?biāo)诘膮^(qū)間兩端的led燈點(diǎn)亮。led燈組的安裝方便后續(xù)人工對(duì)織錯(cuò)織針的排查。

系統(tǒng)啟動(dòng)后，光源提供照明，相機(jī)由控制模塊控制，以一定的速度沿著滑動(dòng)導(dǎo)軌移動(dòng)，對(duì)毯背圖像進(jìn)行連續(xù)捕捉，再反饋到控制器中。得到的圖像有一定的重疊區(qū)(重疊區(qū)域左右各占5％，且不小于一根紗線平均寬度)，用來后期拼合照片時(shí)保證場(chǎng)景的連續(xù)。相機(jī)拍攝的一組圖像如果圖4所示，由于拍攝時(shí)，相機(jī)傾斜拍靠近織針出的圖像，圖片會(huì)變形，對(duì)于拍攝到的圖片需要進(jìn)行畸形校正，再經(jīng)由圖像處理分析篩選重疊區(qū)，保證場(chǎng)景的連續(xù)性，拼接組成一張圖片。經(jīng)由圖像處理分析重疊區(qū)，拼接整張圖片，得到圖5。對(duì)拼接后圖像進(jìn)行處理識(shí)別出紗線類型、紗線序號(hào)、是否符合工藝設(shè)定，出錯(cuò)則報(bào)警。

實(shí)施例：檢測(cè)方法工作流程如圖6所示，具體如下：

(1)控制器讀入工藝文件，計(jì)算完整排紗信息和每根紗線花型變化規(guī)律。

(2)加載測(cè)試花型圖8或?qū)嶋H生產(chǎn)花型，設(shè)置工藝參數(shù)，保證花型圖案織造過程無需拉伸。

(3)開機(jī)織造一定長(zhǎng)度地毯，至少一個(gè)花型長(zhǎng)度循環(huán)，然后停機(jī)。

(4)檢測(cè)系統(tǒng)啟動(dòng)，光源提供照明。

(5)利用相機(jī)采集毯背圖像：相機(jī)由控制器控制，以一定的速度沿著滑動(dòng)導(dǎo)軌移動(dòng)，每隔預(yù)定距離對(duì)所要測(cè)量的毯背進(jìn)行拍照，再反饋到控制器。

(6)對(duì)采集到圖像分析確定紗線類型，以及單根紗線粗細(xì)變化規(guī)律進(jìn)行分析進(jìn)而得到花型變化規(guī)律，具體如圖7所示。

(7)判斷圖像處理后獲得排紗信息是否與工藝文件排紗信息一致，若是則執(zhí)行步驟(8)；若否，則定位出錯(cuò)紗線位置，系統(tǒng)發(fā)出警報(bào)信息并記錄此次錯(cuò)誤信息，織針對(duì)應(yīng)區(qū)間的led燈亮，記錄異常信息，執(zhí)行(9)。

(8)分析每根紗線的粗細(xì)變化驗(yàn)證其花型變化是否與測(cè)試花型一致，以圖8為例，該圖控制生產(chǎn)地毯應(yīng)該有兩種絨高，黑色代表高絨高，白色代表低絨高，可以近似理解縱向每列每個(gè)像素為黑色為1、白色為0，與步驟(6)分析得來粗細(xì)變化對(duì)比，若不一致，則記錄此次錯(cuò)誤信息，并用led燈指示定位出錯(cuò)紗線位置，執(zhí)行步驟(9)；對(duì)結(jié)果一致則執(zhí)行步驟(10)。

(9)調(diào)整后跳到步驟(3)繼續(xù)執(zhí)行。

(10)檢測(cè)結(jié)束。

其中步驟(6)圖像分析處理流程如圖7所示，具體步驟如下：

(1)圖像拼接：經(jīng)由圖像處理分析篩選重疊區(qū)，保證場(chǎng)景的連續(xù)性，拼接組成一張圖片。由控制器判斷相機(jī)是否是沿著正向運(yùn)動(dòng)獲取圖像，如果正向則第一幅圖像右側(cè)拼接后續(xù)圖像，如果反向運(yùn)動(dòng)則在第一副圖像左側(cè)拼接圖像；

(2)拼接圖像預(yù)處理：對(duì)拼接圖像濾波去噪并畸形校正；

(3)拼接圖像縱向分割：定位第一條紗線中心線，按照織針的間距對(duì)圖像進(jìn)行縱向分割，把拼接后圖像分割成多個(gè)細(xì)長(zhǎng)圖像；

(4)紗線類型識(shí)別：對(duì)各個(gè)分割得到圖像進(jìn)一步處理，識(shí)別出是否有紗線及紗線的顏色，判定每根紗線類型(即對(duì)應(yīng)的排紗規(guī)律中的字母)；

(5)對(duì)采集到的圖片中的花型進(jìn)行識(shí)別：識(shí)別分割后圖像中每根紗線粗細(xì)變化規(guī)律。高絨圈相對(duì)低絨圈成圈時(shí)紗線張力要小，毯背的紗線粗細(xì)要粗。按照出毯方向每針以粗為1，細(xì)為0代表記錄花型的粗細(xì)變化。

本發(fā)明，在保證穿紗正確無誤的情況下，可以用來驗(yàn)證喂紗機(jī)構(gòu)是否工作異常。排紗沒有問題，如果在實(shí)例步驟(6)分析得到每根紗線的粗細(xì)變化規(guī)律與測(cè)試花型不一致，則喂紗必定存在問題。該方法可用于新機(jī)調(diào)試驗(yàn)證。