一种基于机器视觉的面料瑕疵检测系统的制作方法

本发明涉及面料检测设备技术领域，特别涉及一种基于机器视觉的面料瑕疵检测系统。

背景技术：

纺织行业中，对于面料的瑕疵检测尤为重要，面料的瑕疵量直接影响到成品的质量。对于企业而言，优异的成品质量能够提升成品的售价，为企业增加收益，与此同时还会为企业带来良好的声誉。

目前，对于面料的瑕疵检测主要采用两种手段，分别为人工检测和机器检测。对于人工检测而言，瑕疵的检测需要检测人员长时间集中注意力，而检测人员受生理特征的限制，其注意力集中的时间有限，且检测的效率低。对于机器检测而言，现有的机器检测通常由影像采集装置、控制器和计算设备配合完成对面料的瑕疵检测，检测过程中涉及到对影像采集装置的控制和对采集到的数据的传输。具体到检测过程中的数据传输问题，为了便于设备的拓展和数据的统计分析，通常由相机对面料进行拍摄后将拍摄的影像发送给控制器，再由控制器传输给计算设备，由计算设备完成对面料的瑕疵检测，但这样的数据传输链路对于控制器的配置要求高，且数据需经控制器再传输给服务器，导致数据的传输效率低、传输时延高，检测的整体速度慢。

技术实现要素：

本发明提供了一种基于机器视觉的面料瑕疵检测系统，能够有效提升数据的传输效率，降低传输的时延，从而提升检测的整体速度。

本发明提供的基础方案：

一种基于机器视觉的面料瑕疵检测系统，包括影像采集模块、成像辅助模块、控制器和服务器；所述影像采集模块与控制器和服务器均连接，所述影像采集模块与服务器间包括数据链路和控制链路；所述数据链路中影像采集模块和服务器直接连接；所述控制链路中，服务器、控制器和影像采集模块依次连接；

所述影像采集模块：用于采集面料的影像并通过数据链路发送至服务器；

所述成像辅助模块：用于辅助成像；所述成像辅助模块包括光源；

所述服务器：用于向控制器下发控制影像采集模块及光源的运行参数的指令；还用于接收并处理所述影像采集模块采集的影像，生成瑕疵检测结果；

所述控制器：用于控制影像采集模块及光源的运行参数。

本发明的原理及优点在于：本申请中，采用数据链路和控制链路分别完成检测过程中的数据传输和设备控制，具体的，数据链路中的影像采集模块与服务器直接连接，进而完成数据传输。对此，本方案打破了本领域技术人员对于数据传输的技术偏见，在保留现有控制方式的前提下，实现了对于数据传输方式的改进，从而降低了对控制器的配置要求，除此之外，还有效的提升了数据的传输效率，降低了传输的时延，从而提升了检测的整体速度。

进一步，所述影像采集模块包括面阵相机。

有益效果：现有技术中，为了保证对影像采集的清晰度，影像采集模块普遍采用线阵相机对面料进行拍摄，本方案采用面阵相机对面料进行拍摄，较线阵相机而言，其成本显著降低。且为了给相机的拍摄提供良好的成像条件，需要选择与相机选型配套的光源作为辅助，而线阵相机配套的光源需要为高亮光源，面阵相机仅需非高亮光源，故针对相机配套的光源而言，面阵相机配套的光源较线阵相机配套的光源成本也显著较低。除此之外，面阵相机相对线阵相机的成像分辨率较低，从而其拍摄出的影像相对线阵相机拍摄出的影像清晰度较低，但正因如此，面阵相机在满足瑕疵检测所需的影像的清晰度的同时，能够对面料本身的纹理进行过滤，从而对于面阵相机拍摄的影像进行瑕疵检测时，能够有效避免面料本身的纹理对瑕疵检测结果的影响，而为此现有的对于线阵相机拍摄的影像进行面料的瑕疵检测时，需要先对面料纹理进行检测和排除，再对瑕疵进行检测，其工序较为复杂，从而导致检测的整体速度慢。

进一步，所述光源为非高亮光源。

有益效果：相对于高亮光源，其成本更低。

进一步，所述非高亮光源包括环形非高亮光源。

有益效果：环形光源可以解决多方向照明阴影问题。

进一步，所述控制器为单片机。

有益效果：单片机的性价比高、低功耗、低电压。本方案中，数据的传输采用影像采集模块和服务器直连的方式，绕开了控制器，故控制器无需满足高配置要求，单片机的成本低，且能够满足实际的使用需求。

进一步，所述影像采集模块包括由多个面阵相机横向组成的相机阵列。

有益效果：面料的宽度不定，单个面阵相机无法保证能够对面料进行完整的采集，故采用相机阵列对面料的影像进行采集，从而保证能够对完整的面料进行影像采集。

进一步，所述服务器包括瑕疵检测模块，用于接收并处理所述影像采集模块采集的影像，生成瑕疵检测结果；

所述瑕疵检测模块还用于将每一个面阵相机采集的影像划分到单独的线程，并对每一个线程的影像分别进行处理；

所述处理的方式包括将采集的影像通过人工智能模型进行瑕疵的识别，并生成瑕疵检测结果。

有益效果：通过人工智能模型进行瑕疵的识别，从而检测出面料中的瑕疵。

进一步，所述服务器还包括影像预处理模块和瑕疵检测模块，所述影像预处理模块用于接收影像采集模块发送的影像，并对接收的影像进行分组；还用于将同组的影像进行拼接；

所述影像预处理模块包括影像分组模块、裁剪模块和拼接模块；所述影像采集模块用于将相机阵列同一时间点采集的影像同时发送至服务器；

所述影像分组模块：用于接收影像采集模块发送的影像，并按照相机阵列发送影像的时间点对影像进行分组；

所述裁剪模块：用于将同组的影像进行特征比对，并生成用于拼接同组的影像的拼接线，将同组的影像分别沿拼接线进行裁剪；

所述拼接模块：用于将裁剪后的同组的影像进行拼接；

所述瑕疵检测模块：用于将拼接后的影像进行处理，并生成瑕疵检测结果；所述处理的方式包括将拼接后的影像通过人工智能模型进行瑕疵的识别，并生成瑕疵检测结果。

有益效果：为了保证影像的清晰度，采用相机阵列对面料的影像进行局部的采集，采集结束后，将同一时间点横向组成的相机阵列拍摄的影像进行裁剪和拼接，从而得到清晰度符合要求，且相对完整的面料影像，从而保证对瑕疵完整的采集。除此之外，由于裁剪掉了影像中重叠的部分，故可以有效提高瑕疵检测模块的工作效率。

进一步，所述服务器还包括指令下发模块，用于根据用户输入的内容，向控制器下发控制影像采集模块和光源的运行参数的指令，所述影像采集模块的运行参数包括拍摄频率，所述光源的运行参数包括光源的亮度；

所述控制器用于根据服务器下发的指令，控制影像采集模块的拍摄频率并调整光源的亮度。

有益效果：根据用户输入的内容完成对影像采集模块和光源的控制。

进一步，所述成像辅助模块还包括面料整理模块，所述面料整理模块用于整理面料至面料平整。

有益效果：有利于影像采集模块对面料的瑕疵的采集，防止因面料褶皱导致的对瑕疵的误检和漏检。

附图说明

图1为本发明实施例1中的一种基于机器视觉的面料瑕疵检测系统的逻辑框图。

图2为本发明实施例2中的一种基于机器视觉的面料瑕疵检测系统的逻辑框图。

图3为本发明实施例3中的一种基于机器视觉的面料瑕疵检测系统的逻辑框图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

实施例1：

实施例1基本如附图1所示：

一种基于机器视觉的面料瑕疵检测系统，包括影像采集模块、成像辅助模块、控制器和服务器，本实施例中，控制器为单片机。影像采集模块与控制器和服务器均连接，所述影像采集模块与服务器间包括数据链路和控制链路；所述数据链路中影像采集模块和服务器直接连接；所述控制链路中，服务器、控制器和影像采集模块依次连接。

本实施例中，通过影像采集模块对面料的影像进行采集，并通过数据链路发送至服务器，本实施例中，影像采集模块为由多个面阵相机横向组成的相机阵列。成像辅助模块包括面料整理模块和光源，面料整理模块用于整理面料至面料平整，光源用于为影像的采集提供光源。

服务器用于向控制器下发控制影像采集模块及光源的运行参数的指令，还用于接收并处理所述影像采集模块采集的影像，生成瑕疵检测结果。控制器用于控制影像采集模块及光源的运行参数。本实施例中，服务器包括指令下发模块和瑕疵检测模块。

指令下发模块根据用户输入的内容，向控制器下发控制影像采集模块和光源的运行参数的指令，本实施例中，所述影像采集模块的运行参数为拍摄频率，所述光源的运行参数为光源的亮度，本实施例中，拍摄频率为每五秒一次，本实施例中，光源为环形非高亮光源，在本申请的其他实施例中还可以为面光源。控制器用于根据服务器下发的指令，控制影像采集模块的拍摄频率并调整光源的亮度。

瑕疵检测模块用于接收所述影像采集模块采集的影像，将每一个面阵相机采集的影像划分到单独的线程，并对每一个线程的影像分别进行处理，生成瑕疵检测结果。本实施例中，处理的方式为将采集的影像通过人工智能模型进行瑕疵的识别，并生成瑕疵检测结果。

实施例2：

实施例2基本如附图2所示：

实施例2与实施例1的区别在于，服务器中还包括影像预处理模块，所述影像预处理模块用于接收影像采集模块发送的影像，并对接收的影像进行分组；还用于将同组的影像进行拼接。

影像预处理模块包括影像分组模块、裁剪模块和拼接模块；所述影像采集模块用于将相机阵列同一时间点采集的影像同时发送至服务器。影像分组模块接收影像采集模块发送的影像，并按照相机阵列发送影像的时间点对影像进行分组；裁剪模块将同组的影像进行特征比对，并生成用于拼接同组的影像的拼接线，将同组的影像分别沿拼接线进行裁剪；拼接模块将裁剪后的同组的影像进行拼接，形成一个完整的面料影像。

本实施例中，瑕疵检测模块用于将拼接后的影像与瑕疵检测模块中存储的瑕疵样本进行比对，并生成比对结果，瑕疵样本中包括各种瑕疵类型，比对结果包括影像中的瑕疵与瑕疵样本的相似度，该相似度可以通过bp神经网络模型生成，具体的，以拼接后的影像和瑕疵样本作为输入层的输入，以相似度作为输出，相似度包括0％-100％。报告生成模块根据比对结果，生成瑕疵检测结果，具体的，当拼接后的影像中存在与存储的瑕疵样本内某瑕疵类型的相似度高于90％的瑕疵时，对影像中的瑕疵位置进行标识，如画圈标识，并在标识的右侧生成瑕疵类型的描述。

实施例3：

实施例3基本如附图3所示：

实施例3与实施例1的区别在于，还包括瑕疵位置提示模块，所述瑕疵位置提示模块包括打光装置，所述指令下发模块还用于根据瑕疵检测模块生成的瑕疵检测结果，向控制器下发控制瑕疵位置提示模块的运行参数的指令，所述瑕疵位置提示模块用于根据控制器下发的指令，控制打光装置的运行参数，对瑕疵具体所在区域通过灯光进行指示，实现了瑕疵在面料表面上实际位置的快速定位。

瑕疵位置提示模块包括参数生成模块和光控模块。瑕疵检测结果包括瑕疵所在位置及瑕疵的类型。参数生成模块用于根据瑕疵检测结果，生成打光装置的运行参数，所述打光装置带有运动控制系统，可以对多个方位的瑕疵进行打光；所述打光装置包括一个以上，本实施例中，包括三个打光装置，各打光装置分别针对其对应的相机获取面料影像的区域进行打光；光控模块用于控制打光装置的运行参数，本实施例中，所述运行参数包括打光的位置、打光的形态及打光的颜色，其中打光的形态包括面、框及点阵。

参数生成模块用于根据瑕疵所在位置，生成打光装置的运行参数。具体的，参数生成模块包括位置生成模块、瑕疵识别模块和形态颜色生成模块。

位置生成模块用于根据瑕疵所在位置生成打光的位置，本实施例中，打光的位置为瑕疵所在位置的9cm²范围内，且所述范围为正方形。

瑕疵识别模块用于存储瑕疵样本集，并根据所述瑕疵样本集识别面料上瑕疵的类型，生成识别结果，本实施例中，瑕疵的类型包括瑕疵的大小和瑕疵需要的处理方式，具体的，将瑕疵的大小分为大、中、小三个等级，将瑕疵需要的处理方式分为a、b、c三种方式。

形态颜色生成模块用于根据识别结果，生成打光的形态及打光的颜色。具体的，根据瑕疵的大、中、小，分别生成面、框、点阵的打光形态；根据瑕疵需要的处理方式a、b、c，分别生成白、黄、蓝三种打光的颜色，在本申请的其他实施例中，还可以根据瑕疵的颜色和面料的颜色，选择更加容易使瑕疵在面料中凸显出来的灯光颜色，进行打光的颜色的设置。

实施例4：

实施例4与实施例3的区别在于实施例4中还包括瑕疵标记模块，用于根据打光装置打光的位置，对瑕疵进行标记，具体的，在打光的位置进行不同方式的标记。标记的方式包括贴标、打孔及画圈。瑕疵的参数还包括瑕疵所在面料的材质，本实施例中，根据不同瑕疵所在面料的材质，采用不同的标记方式。

以上的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。