专利名称：一种纺织品表面质量多光谱检测的方法与装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及光电检测技术，又涉及纺织品质量检测技术领域，特别是一种纺织品 表面质量多光谱检测的方法与装置。
背景技术：
纺织品表面质量检测是现代纺织业生产的重要环节，并在生产流程中占有极其重 要的地位。目前国内生产、销售的所谓全自动验布机仍是依靠人眼来判别纺织品表面的质 量，工作单调、劳动强度大，易产生误检、漏检而造成质量事故。为此，有人提出采用机器视觉的方法来检测纺织品的表面。如2008年1月23 日公告的中国发明专利申请200710146114. 7 “连续材料的检验装置及其方法”，公开了 一种连续材料的检验方法及其装置，由送料组件送出受检连续材料；以检验组件经由触 点或扫描方式寻找瑕疵点的坐标位置，并显示在计算机中瑕疵记录表作记录，然后把瑕疵 记录表作记录传送至各种加工工程。又如，2006年4月19日公告的中国发明专利申请 200510110244. 6 “一种自动验布等级客观评定系统”，公开了一种自动验布等级客观评定系 统，主要包括CCD摄像机、织物握持装置、光源、计算机、图像采集卡，图像采集卡将摄取的 织物图像转换为数字图像，用疵点检测DSP对织物疵点进行检测，对检测出存在疵点的织 物图像用疵点图像分割DSP�？榻蟹指睿苑指詈蟮拇玫阌么玫惚碚鱀SP�？榻写玫� 的自动表征，将表征的结果输入织物等级评定DSP�？椋钪斩灾锏燃督凶远钠蓝�。 再如，2007年10月31日公告的中国发明专利申请200710013452. 3 “一种纺织品缺陷检测 方法及其装置”公开了一种纺织品缺陷检测方法及其装置，包括CXD摄像机阵列、计算机服 务器及其内部的纺织品缺陷检测程序�？橐约傲覥CD摄像机阵列和计算机服务器的数 据线、连接在计算机服务器上的CXD摄像机控制线；通过C⑶摄像机获取纺织品生产线上的 织物表面图像；应用小波变换对图像进行一层小波分解和自适应阈值处理，进而实现织物 缺陷定位。上述专利技术虽然能替代人工进行纺织品表面质量检测，但是，上述发明专利不 足之处在于1、由于上述发明专利中仅在可见光照明下对被检材料进行疵点或色差检测，功能 单一，当织物中夹杂有同色异纤时，上述发明均难以检测出来。而异纤不易染色，这就使得 夹有异纤的不合格品流入其后的印染环节，将产生染色不均勻、印花图案发花等残次品而 造成损失。2、CCD相机的光学系统需要开阔的视�。蚨加媒洗蟮目占洌焕诙韵钟猩� 备的改造利用。3、线阵CCD相机尤其是彩色线阵CCD相机的价格昂贵，使得设备的制造成本上升， 不利于专利技术的推广应用。针对上述技术的不足之处，本发明拟采用由若干个接触式图像传感器(CIS， Contasct Image Sensor)组成的CIS阵列来采集图像数据。CIS部件具有生产成本低，功 耗低、体积小、重量轻，以及曝光时间短、无需预热、高度集成、安装调试简单等特点，这就降低了设备的体积和制造成本，有利于对纺织行业现有设备(如全自动验布机)的改造利用； 同时，在图像采集过程中采用分时式多光谱光源照明下的图像数据采集，这样，在对多光谱 图像数据进行处理后，不仅能在对胚布的检测中找出其表面的疵点、夹杂的同色异纤，还可 对染色后的色布，印花织物的色泽、花纹的缺陷进行检测。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种纺织品表面质量多光谱检测的方法与装置。本发明解决其技术问题采用的技术方案是一种纺织品表面质量多光谱检测的装置，包括；接触式图像传感器(CIS)所组成 的CIS阵列、多光谱LED通断控制、图像数据采集、电机控制器、主控制器、触摸屏或键盘、显 示器、喷墨式指示器、通信接口和打印机；其特征在于，主控制器通过电机控制器控制验布 机里的电机运转，纺织品在验布机的动力装置带动下经过CIS阵列，在多光谱LED通断控 制的控制下，CIS阵列内的各种光谱的LED分时照射纺织品待检表面，从纺织品待检表面反 射回来的光线由CIS阵列内的光电传感器阵列转换成图像信号后输出到图像数据采集，经 模数转换后送入主控制器；电机每前进一步，就进行一次各种光谱照明下的图像数据采集； 主控制器对采集到的图像数据进行识别后，将疵点、异纤的位置、类别、等级等信息保存下 来，并通过通信接口发送到监控中心；触摸屏或键盘和显示屏用来进行人机交互；当用户 需要对纺织品表面的疵点和异纤的位置进行标记，或需要在线打印检测报告时，喷墨式指 示器将用易于清洗的墨水对疵点和异纤位置作出标记，打印机将输出检测报告。所说的CIS由导光带、柱状透镜、光电传感器阵列、移位寄存和模拟开关、紫外 LED、蓝色LED、绿色LED、红色LED、红外LED构成；在无需进行色疵检测的情况下，可使用白 光LED来替代蓝色LED、绿色LED和红色LED，仅进行白光、紫外、红外检测，以简化检测流 程、加快检测速度；各种光谱的LED在多光谱LED通断控制的控制下，通过导光带轮流照明 纺织品的待检表面；从纺织品待检表面反射回来的光线经柱状透镜投射到光电传感器阵列 上，经光电转换后的图像信号经过移位寄存和模拟开关传送到图像数据采集。一种纺织品表面质量多光谱检测的方法，纺织品在验布机的动力装置带动下经过 CIS阵列，在多光谱LED通断控制的控制下分5步进行照明和图像采样第一步，经绿光LED 照明和数据采集后进行绿光检测；第二步，经蓝光LED照明和数据采集后进行蓝光检测；第 三步，经红光LED照明和数据采集后进行红光检测；第四步，经紫外LED照明和数据采集后 进行荧光色泽异纤检测；第五步，经红外LED照明和采样后，进行红外吸收率差异纤检测； 其中可见光检测的结果被送至色疵检测和疵点辨识进行相应的处理，可见光、紫外以及红 外检测的结果送至异纤识别；所有处理的结果，进行存储、打印、显示或经由通信接口传送 到监控中心；或者根据用户的要求用易于清洗的墨水在疵点或异纤所在的位置作出标记。当无需进行色疵检测时，第一至第三步的可见光检测可由白光照明下的灰度检测 来取代，以简化检测流程、加快检测速度。本发明的有益效果在于1、本发明用机器视觉来取代人眼检测，具有快速、正确、高效的特点，可极大地降 低误检、漏检率，在提高生产率的同时，可有效降低废次品造成的人力、物力、财力和能源的 浪费和损失。
2、本发明采用由若干个接触式图像传感器组成的CIS阵列来采集图像数据。降低 了设备的体积和制造成本，有利于本发明产品的推广应用。3、本发明可用于对纺织行业现有设备的改造，具有广阔的应用前景和巨大的经济 效益。
图1是本发明一种纺织品表面质量多光谱检测的装置的结构示意图。图2是本发明应用于现有的验布机的示意图。图3是本发明中所采用的接触式图像传感器的结构示意图。图4是本发明中所采用的接触式图像传感器的光谱响应曲线图。图5是几种典型异纤与棉纤维的红外吸收率差的绝对值曲线。。图6是本发明的工作流程示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。但是，本领域的技术人员应该 认识到，下述的实施方式只是示例性的，是为了更好地使本领域的技术人员能够理解本专 利，不能理解为是对本专利包括的范围的限制；只要是根据本专利所揭示的精神所作的任 何等同变更或修饰而形成的相似结构、方法及其相似变化，均落入本专利包括的范围。请参阅图1和图2，所说的一种纺织品表面质量多光谱检测的装置由接触式图像 传感器(CIS)I所组成的CIS阵列11、多光谱LED通断控制2、图像数据采集3、电机控制器 4、主控制器5、触摸屏或键盘6、显示器7、喷墨式指示器8、通信接口 9和打印机10组成。主 控制器5通过电机控制器4控制验布机B里的电机运转，纺织品A在验布机B的动力装置 带动下经过CIS阵列11，在多光谱LED通断控制2的控制下，CIS阵列11内的各种光谱的 LED分时照射纺织品A的待检表面，从纺织品待检表面反射回来的光线由CIS阵列11内的 光电传感器阵列转换成图像信号后输出到图像数据采集3，经模数转换后送入主控制器5 ； 电机每前进一步，就进行一次各种光谱照明下的图像数据采集；主控制器5对采集到的图 像数据进行识别后，将疵点、异纤的位置、类别、等级等信息保存下来，并通过通信接口 9发 送到监控中心；触摸屏或键盘6和显示屏7用来进行人机交互；喷墨式指示器8和打印机 10是备选装备，当用户需要对纺织品表面的疵点和异纤的位置进行标记，或需要在线打印 检测报告时，喷墨式指示器8将用易于清洗的墨水对疵点和异纤位置作出标记，打印机10 将输出检测报告。请参阅图3和图4，所说的CIS由导光带101、柱状透镜102、光电传感器阵列(通常 由CMOS工艺制作)103、移位寄存和模拟开关104、紫外LED105、蓝色LED106、绿色LED107、 红色LED108、红外LED109构成；由于染色后的疵点(色疵)种类繁杂、形态各异，包括裙 皱、、缝头皱、印染加工皱、丝光皱、风印、边中色差、左中右色差、深浅边布边色泽比正常布 面色泽偏深或偏浅、条花、色档、色点等等，因此在无需进行色疵检测的情况下，可使用白光 LED来替代蓝色LED106、绿色LED107和红色LED108，仅进行白光、紫外、红外检测，以简化 检测流程、加快检测速度；各种光谱的LED在多光谱LED通断控制2的控制下，通过导光带 101轮流照明纺织品A待检表面；从纺织品A待检表面反射回来的光线经柱状透镜102投射到光电传感器阵列103上，经光电转换后的图像信号经过移位寄存和模拟开关104传送 到图像数据采集3。请参阅图5，当不同能量的光照射到物质上时，会与物质相互作用而发生能量交 换。红外线能使分子中的共价键发生振动。由于纤维成份不同，其分子共价键结构有差异， 因此决定了此种纤维对特定波长光线的吸收特征。由这种红外光能量吸收特征的差异可将 棉纤维中的异纤区分出来。图5列出了在近红外波段上，棉纤维与纺织业中通常遇到的主 要种类的异纤，如化纤(编织袋)、黄麻、塑料膜、猪鬃、羊毛、白头发等异纤的吸收率差的绝 对值曲线。图中还标出了对波长为940nm的红外光，棉纤维与各种异纤的吸收率差的绝对 值均在15%以上，因此可用此方法来区分棉纺织品中的异纤。请参阅图6，纺织品A在验布机B的动力装置带动下经过CIS阵列11，在多光谱LED 通断控制2的控制下分5步进行照明和图像采样第一步，经绿光LED照明和数据采集21 后进行绿光检测22 ；第二步，经蓝光LED照明和数据采集23后进行蓝光检测24 ；第三步，经 红光LED照明和数据采集25后进行红光检测26 ；第四步，经紫外LED照明和数据采集27后 进行荧光色泽异纤检测28 ；第五步，经红外LED照明和采样29后，进行红外吸收率差异纤 检测30 ；其中可见光检测的结果被送至色疵检测31和疵点辨识32进行相应的处理，可见 光、紫外以及红外检测的结果送至异纤识别33 ；所有处理的结果，由存储、打印与输出34进 行存储、打印、显示或经由通信接口传送到监控中心；或者根据用户的要求由喷墨标记35 用易于清洗的墨水在疵点或异纤所在的位置作出标记。当无需进行色疵检测时，第一至第三步的可见光检测可由白光照明下的灰度检测 来取代，以简化检测流程、加快检测速度。
权利要求
一种纺织品表面质量多光谱检测的装置，包括由接触式图像传感器(1)所组成的CIS阵列(11)、多光谱LED通断控制(2)、图像数据采集(3)、电机控制器(4)、主控制器(5)、触摸屏或键盘(6)、显示器(7)、喷墨式指示器(8)、通信接口(9)和打印机(10)组成；其特征在于主控制器(5)通过电机控制器(4)控制验布机(B)里的电机运转，纺织品(A)在验布机(B)的动力装置带动下经过CIS阵列(11)，在多光谱LED通断控制(2)的控制下，CIS阵列(11)内的各种光谱的LED分时照射纺织品(A)的待检表面，从纺织品待检表面反射回来的光线由CIS阵列(11)内的光电传感器阵列转换成图像信号后输出到图像数据采集(3)，经模数转换后送入主控制器(5)；电机每前进一步，就进行一次各种光谱照明下的图像数据采集；主控制器(5)对采集到的图像数据进行识别后，将疵点、异纤的位置、类别、等级的信息保存下来，并通过通信接口(9)发送到监控中心；触摸屏或键盘(6)和显示屏(7)用来进行人机交互；喷墨式指示器(8)和打印机(10)是备选装备，当用户需要对纺织品表面的疵点和异纤的位置进行标记，或需要在线打印检测报告时，喷墨式指示器(8)将用易于清洗的墨水对疵点和异纤的位置作出标记，打印机(10)将输出检测报告。
2.一种纺织品表面质量多光谱检测的方法，其特征在于，纺织品A在验布机B的动力 装置带动下经过CIS阵列(11)，在多光谱LED通断控制(2)的控制下分五步进行照明和图 像采样第一步，经绿光LED照明和数据采集(21)后进行绿光检测(22)；第二步，经蓝光 LED照明和数据采集(23)后进行蓝光检测(24)；第三步，经红光LED照明和数据采集(25) 后进行红光检测(26)；第四步，经紫外LED照明和数据采集(27)后进行荧光色泽异纤检测 (28)；第五步，经红外LED照明和采样(29)后，进行红外吸收率差异纤检测(30)；其中可见 光检测的结果被送至色疵检测(31)和疵点辨识(32)进行相应的处理，可见光、紫外以及红 外检测的结果送至异纤识别(33)；所有处理的结果，由存储、打印与输出(34)进行存储、打 印、显示或经由通信接口传送到监控中心；或者根据用户的要求由喷墨标记(35)用易于清 洗的墨水在疵点或异纤所在的位置作出标记；当无需进行色疵检测时，第一至第三步的可 见光检测可由白光照明下的灰度检测来取代，以简化检测流程、加快检测速度。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的一种纺织品表面质量多光谱检测的方法与装 置，其特征在于所说的CIS由导光带(101)、柱状透镜(102)、光电传感器阵列(103)、移位 寄存和模拟开关(104)、紫外LED (105)、蓝色LED (106)、绿色LED (107)、红色LED (108)、红外 LED(109)构成；在无需进行色疵检测的情况下，可使用白光LED来替代蓝色LED(106)、绿色 LED(107)和红色LED(IOS)，仅进行白光、紫外、红外检测，以简化检测流程、加快检测速度； 各种光谱的LED在多光谱LED通断控制(2)的控制下，通过导光带(101)轮流照明纺织品 (A)的待检表面；从纺织品(A)的待检表面反射回来的光线经柱状透镜(102)投射到光电 传感器阵列(103)上，经光电转换后的图像信号经过移位寄存和模拟开关(104)传送到图 像数据采集(3)。
全文摘要
一种纺织品表面质量多光谱检测的方法与装置，包括由接触式图像传感器所组成的CIS阵列、多光谱LED通断控制、图像数据采集、电机控制器、主控制器、触摸屏或键盘、显示器、喷墨式指示器、通信接口和打印机组成；其特征在于，主控制器通过电机控制器控制验布机里的电机运转，纺织品在验布机的动力装置带动下经过CIS阵列，电机每前进一步，就进行一次各种光谱照明下的图像数据采集；主控制器对图像数据进行识别后，将疵点、异纤的位置、类别、等级等信息保存下来，并通过通信接口发送到监控中心；喷墨式指示器将用易于清洗的墨水对疵点和异纤位置作出标记，打印机可输出检测报告。
文档编号G01N21/892GK101957326SQ20101022299
公开日2011年1月26日 申请日期2010年7月8日 优先权日2010年7月8日
发明者孔繁金, 裘诚 申请人:上海中方宝达纺织智能仪器有限公司;孔繁金;裘诚
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