专利名称：纺织品纬斜的检测方法和检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种纺织品纬斜的检测方法，尤其是采用摄像器件和图像处理技术的检测方法。本发明还涉及一种纺织品纬斜的检测装置。
背景技术：
纺织品的纬斜和纬弯是衡量纺织品等级乃至合格与否的重要指标。纺织品在印花、染色、挂浆及定型等生产加工过程中，不可避免地产生纬斜和纬弯，这种纬斜和纬弯必须经过整纬仪进行整纬处理，而整纬仪动作幅度的大小需根据纬斜和纬弯的程度而定。因此，纺织品纬斜的检测就成为整纬仪整纬动作准确与否极其重要的前提。
现有技术中常用的纬斜检测方法是旋转扫描法与固定狭缝法。
旋转扫描法的检测设备基本构成为光源、光敏器件和旋转狭缝三部分。将旋转狭缝位于纺织品与光敏器件中间，光源用于照射纺织品从而为之提供照明，照射方式根据纺织品的厚度可以采用透射与反射两种。纺织品透射或反射的光经过旋转狭缝被光敏器件接收后被转化为随纬线运动同步变化的交流电信号输出。当狭缝与纬线平行时，光敏器件输出信号的振幅达到最大值。这样，光敏器件输出信号的振幅在最大值时旋转狭缝与检测设备水平线的倾斜角度就是纺织品纬线在该检测设备所处位置的倾斜角度。沿着纺织品纬线的方向安放多个纬斜检测设备，整纬仪综合处理每个纬斜检测设备的检测结果可以计算出纺织品的纬斜和纬弯。
固定狭缝法是旋转扫描法出现前使用的纬斜检测方法，其性能尚不如旋转扫描法。
旋转扫描法与固定狭缝法对于高速运动的纺织品检测效果较好，但是对于低速运动的纺织品检测效果较差，甚至当纺织品静止时会失去检测能力。不仅如此，检测设备的检测结果事实上是纺织品纬线与检测设备水平线的倾斜角度，当检测设备水平线与纺织机械保持水平即检测设备水平线与纺织品经线垂直时，该角度即代表纺织品的纬斜，检测设备的安装将会引入测量误差。故检测设备对安装精度要求较高，安装精度将会直接影响测量精度。
发明内容
本发明的目的是提供一种纺织品纬斜的检测方法，其测量精度较高，测量精度不受纺织品运动速度的限制，而且安装调试简单。
根据本发明的纺织品纬斜的检测方法，其至少包含下述步骤(a)用摄像器件拍摄待测纺织品的图像；(b)对上述步骤拍摄到的图像信号进行处理，获得纺织品在摄像器件处的纬斜。
在本发明检测方法一优选实施方式中，步骤(b)包括滤除掉所拍摄到的图像信号中的经向成分，即水平方向上的周期性亮度变化，只保留纬向成分，即垂直方向上亮度的周期性变化，从中确定出纺织品中纬线或线圈横列相对于摄像器件的倾斜角度。
在本发明检测方法的一优选实施方式中，步骤(b)还包括滤除掉所拍摄到的图像信号中的纬向成分，即垂直方向上的周期性亮度变化，只保留经向成分，即水平方向上亮度的周期性变化，从中确定出纺织品中经线或线圈纵行相对于摄像器件的倾斜角度，由所确定出的纺织品中纬线或线圈横列相对于摄像器件的倾斜角度和纺织品中经线或线圈纵行相对于摄像器件的倾斜角度获得纺织品在摄像器件处的纬斜。
在本发明的检测方法中，其中步骤(b)也可以包括直接测量摄像器件相对于纺织机械的倾斜角度，根据该倾斜角度和已经确定的纺织品中纬线或线圈横列相对于摄像器件的倾斜角度而获得纺织品在摄像器件处的纬斜。
本发明检测方法既可以适用于机织物，也可以适用于针织物。
本发明还提供了一种纺织品纬斜的检测装置，其包括光源，用于照射待检测的纺织品，使纺织品符合拍摄照明状态；摄像器件，用于对要检测的纺织品进行拍摄；信号处理模块，用于将所述摄像器件拍摄到的图像信号进行处理，获得纺织品在摄像器件处的纬斜；接口，用于与整纬仪及其他设备通信，从它们接收指令或数据并发送检测结果数据。
根据本发明的检测装置，其中照明装置以透射或者反射的方式对待测织物进行照明。
本发明的检测装置适用于机织物或针织物。
根据本发明的纬斜检测方法和装置，是用图像处理技术实现纺织品纬斜的测量。利用摄像器件获得纺织品的图像，在图像中即包含有纺织品纬斜的信息。信号处理模块通过图像处理，分析所获得的纺织品图像，首先计算纺织品的纬线相对于摄像器件水平线的倾斜角度，再结合摄像器件相对于纺织品的倾斜角度计算出纺织品在摄像器件处的纬斜。连续处理分析每一幅图像即可以实现连续测量，测量的速度取决于摄像器件的性能和信号处理模块的速度。照明光源可视具体情况选用透射照明、反射照明或取消照明，通常采用反射照明即可。安放多个纬斜检测设备，综合处理每个纬斜检测设备的检测结果可以计算出纺织品的纬斜和纬弯。
摄像器件相对于纺织品的倾斜角度可以采用两种方法获得。一种方法是在安装调试的过程中保证摄像器件与纺织机械保持水平(倾斜角度视为零)，若无法保证水平则测量摄像器件与纺织机械的倾斜角度。另一种更优选方法与纺织品纬斜的检测相似，通过处理分析纺织品的图像，计算出纺织品的经线相对于摄像器件垂直线的倾斜角度，从而换算出摄像器件相对于纺织品的倾斜角度。第二种方法降低了检测设备对安装调试精度的要求。
本发明提出的方法，其纬斜检测能力不受纺织品运动速度的影响，当纺织品静止时同样具有检测能力。
图1所示的是本发明一个优选实施例。
图2示出滤除掉图像中的经向成分后，纺织品的纬线所引起的图像在垂直方向上的亮度变化。
具体实施例方式
下面将参照图1对本发明的具体实施方式
进行描述，但是应当明白，本发明并不仅仅局限于所描述的具体实施方式
，这些具体实施方式
仅仅是说明性举例，而非对本发明作出限制，本领域技术人员能够根据具体情形对具体实施方式
进行一些变化，而这些变化都在本发明的保护范围之内。
首先，本发明提供了一种纺织品纬斜的检测装置。如图1所示，本发明的装置包括光源，用于照射待检测的纺织品，使纺织品符合拍摄照明状态；摄像器件，用于对要检测的纺织品进行拍摄；信号处理模块，用于将所述摄像器件拍摄到的图像信号进行处理，获得纺织品在摄像器件处的纬斜；接口，用于与整纬仪及其他设备通信，接收指令或数据并发送检测结果数据。
摄像器件可以用固体摄像器件CCD，信号制式采用PAL制式，照明可采用反射照明。被纺织品反射的光线经光学镜头后成像于CCD，CCD将光信号转化为PAL制的全电视信号输出至信号处理模块。信号处理模块接收到的图像信息中包含有纺织品纬斜的信息。以机织物为例，其中图像中水平方向上亮度的周期性变化主要是由纺织品的经线引起的，而垂直方向上亮度的周期性变化主要是由纺织品的纬线引起的。
当然，摄像器件也可以采用其他种类，摄像器件的输出信号也可以是其他形式。比如摄像器件采用CMOS摄像器件，而摄像器件的输出信号可以采用NTSC或SECAM制式的全电视信号及其他形式的视频信号等。
作为检测设备的一个组成部分，摄像器件相对于检测设备在实际工作时并不产生移动、旋转等运动，因此在后续的涉及有关倾斜角度的描述中，除非特殊说明，一般不再区分检测设备与摄像器件。
在信号处理模块中，对图像进行处理，优选地，滤除图像中的经向成分即由纺织品的经线所引起的图像在水平方向上的亮度变化，使处理后的图像中只含有纬向成分，即由纺织品的纬线所引起的图像在垂直方向上的亮度变化。已有技术中能实现上述目的的图像处理方法较多，在本实施例中采用的是32×1的维纳滤波器，用该维纳滤波器滤除掉图像中的经向成分即由纺织品的经线所引起的图像在水平方向上的亮度变化，而只保留图像中的纬向成分即由纺织品的纬线所引起的图像在垂直方向上的亮度变化(见附图2)。
在处理后的图像(图2)中选择一条纬线，在该纬线对应的图像区域上，对性质相同的像素点进行分析处理可以得到该纬线的倾斜角度。首先建立图像坐标系，图像的水平方向为横轴，图像的垂直方向为纵轴，图像的左下角为原点。在本实施方式中，在该纬线对应的图像区域上，寻找亮度相同的像素点，利用这些像素点在已建立的坐标系中的坐标做曲线拟和计算，曲线拟和计算为数学分析中常用的计算方式，这里不再赘述。在计算结果中，直线的斜率h对应于纬线相对于图像水平线(也是摄像器件的水平线)的倾斜角度α，即h＝tgα。在图像上选择多条纬线作相同的处理，取多个计算结果的平均值可以提高测量精度。这样就可获得纬线相对于摄像器件的水平线的倾斜角度α。
下面说明摄像器件相对于纺织品的倾斜角度。由于纺织品的经线通常垂直于纺织机械的水平面，所以摄像器件的垂直线相对于纺织品经线的倾斜角度等同于摄像器件的水平线与纺织机械水平面的倾斜角度。
摄像器件的垂直线相对于纺织品经线的倾斜角度的测量方法类似于摄像器件的水平线相对于纺织品纬线的倾斜角度的测量。首先对图像进行1×32的维纳滤波处理，滤除掉图像中的纬向成份，使处理后的图像中只含有经向成分即由纺织品的经线所引起的图像在水平方向上的亮度变化。建立新的图像坐标系，图像的水平方向为纵轴，图像的垂直方向为横轴，图像的右下角为原点。选择多条经线做曲线拟和计算，并取多个计算结果的平均值。在计算结果中，直线的斜率ν对应于经线相对于图像垂直线(也是摄像器件的垂直线)的倾斜角度β，即ν＝tgβ。这样就可获得倾斜角度β。
当然，摄像器件相对于纺织品的倾斜角度也可以采用其他方法获得。如在安装调试的过程中保证摄像器件的水平线与纺织机械水平面保持平行(倾斜角度视为零)，若无法保证平行则可以通过实际测量获得摄像器件水平线与纺织机械水平面的倾斜角度，该倾斜角度就是摄像器件垂直线相对于纺织品经线的倾斜角度。
这样纺织品经线与纬线的夹角是λ＝90°-(α-β)，其中(α-β)对应于纬斜S，即S＝tg(α-β)。
接口负责与整纬仪及其他设备通信，用于接收指令或数据并发送检测结果数据。
优选地，CCD的信号制式采用PAL制式，帧频为25幅/秒，检测速度为每秒25次，通常每秒20次测量即可满足要求。测量误差优于2‰。
在具体实施方式
中，以机织物为例描述了处理方法与过程。针织物尽管没有经线与纬线，而是由针织线圈横列和纵行构成的。但是对于针织物，通过摄像器件获得的针织物的图像中，图像亮度也会存在水平与垂直方向上的周期性变化，因此，可以认为，水平方向的周期性亮度变化是由线圈纵行引起的，而垂直方向的周期性亮度变化是由线圈横列造成的。因此，本发明同样也可以测出线圈横列的倾斜角度。故本方法对于针织物同样适用。
当然，在分析处理图像时，也可以不经过滤除经向成分或纬向成分，而是直接对所获得的图像进行处理。
本发明由于采用摄像器件和图像处理技术，摈弃了以往检测方法中常见的电机等机械部分，在保持测量精度的同时，不仅使检测设备重量减轻、可靠性提高和使用寿命得以延长，而且扩大了检测设备的适用范围。
权利要求
1.一种纺织品纬斜的检测装置，包括光源，用于照射待检测的纺织品，使纺织品符合拍摄照明状态；摄像器件，用于对要检测的纺织品进行拍摄；信号处理模块，用于将所述摄像器件拍摄到的图像信号进行处理，获得纺织品在摄像器件处的纬斜；接口，用于与整纬仪及其他设备通信，从它们接收指令或数据并发送检测结果数据。
2.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于，光源以透射或者反射的方式对待测织物进行照明，光线条件好时光源也可以关闭。
3.如前述权利要求之一所述的检测装置，其特征在于，所述纺织品可以是机织物也可以是针织物。
4.一种纺织品纬斜的检测方法，至少包含下述步骤(a)用摄像器件拍摄待测纺织品的图像；(b)对上述步骤拍摄到的图像信号进行处理，获得纺织品在摄像器件处的纬斜。
5.如权利要求4所述的检测方法，其特征在于，其中步骤(b)包括分析处理所拍摄到的图像信号，从中确定出纺织品中纬线或线圈横列相对于摄像器件的倾斜角度。
6.如权利要求5所述的检测方法，其特征在于，其中步骤(b)还包括分析处理所拍摄到的图像信号，从中确定出纺织品中经线或线圈纵行相对于摄像器件的倾斜角度，由所确定出的纺织品中纬线或线圈横列相对于摄像器件的倾斜角度和纺织品中经线或线圈纵行相对于摄像器件的倾斜角度获得纺织品在摄像器件处的纬斜。
7.如权利要求5所述的检测方法，其中步骤(b)包括滤除掉所拍摄到的图像信号中的经向成分，即水平方向上的周期性亮度变化，只保留纬向成分，即垂直方向上亮度的周期性变化，从中确定出纺织品中纬线或线圈横列相对于摄像器件的倾斜角度。
8.如权利要求6所述的检测方法，其中步骤(b)还包括滤除掉所拍摄到的图像信号中的纬向成分，即垂直方向上的周期性亮度变化，只保留经向成分，即水平方向上亮度的周期性变化，从中确定出纺织品中经线或线圈纵行相对于摄像器件的倾斜角度，由所确定出的纺织品中纬线或线圈横列相对于摄像器件的倾斜角度和纺织品中经线或线圈纵行相对于摄像器件的倾斜角度获得纺织品在摄像器件处的纬斜。
9.如权利要求4或5所述的检测方法，其中步骤(b)还包括直接测量摄像器件相对于纺织机械的倾斜角度，根据该倾斜角度和权利要求4或5中确定的纺织品中纬线或线圈横列相对于摄像器件的倾斜角度而获得纺织品在摄像器件处的纬斜。
10.如权利要求4-9之一所述的方法，其中的纺织品可以是机织物，也可以是针织物。
全文摘要
本发明提供了一种纺织品纬斜检测方法，利用摄像器件获得纺织品的图像，在图像中即包含有纺织品纬斜的信息；通过图像处理，分析所获得的纺织品的图像，获得纺织品的纬斜。在保持测量精度的同时，不仅使检测设备重量减轻、可靠性提高和使用寿命得以延长，而且扩大了检测设备的适用范围。本发明还提供了一种纺织品纬斜检测装置。
文档编号D06H3/00GK1715551SQ20041006009
公开日2006年1月4日 申请日期2004年6月28日 优先权日2004年6月28日
发明者宫元九 申请人:宫元九