一種鋪料平整度在線視覺檢測方法
【專利摘要】本發明涉及一種鋪料平整度在線視覺檢測方法，分為離線階段和在線階段兩個過程，具體包括：離線階段：獲取鋪料樣本圖像；根據獲取的鋪料樣本圖像分別求取鋪料樣本圖像水平方向的花型周期和垂直方向的花型周期；在線階段：實時獲取鋪料圖像；根據獲取的鋪料圖像分別求取實時鋪料圖像水平方向的花型周期和垂直方向的花型周期；將在線獲取的實時鋪料圖像的花型周期與離線階段的鋪料樣本圖像的花型周期進行對比，并判斷平整度是否滿足要求。本發明實時性強，準確度高，克服了圖案布料種類豐富及光強等因素導致的鋪料平整度難以檢測的問題。
【專利說明】
一種鋪料平整度在線視覺檢測方法
技術領域
[0001] 本發明涉及鋪料在線檢測技術領域，特別是涉及一種鋪料平整度在線視覺檢測方 法。
【背景技術】
[0002] 服裝的四大生產工序分別是準備、裁剪、縫制和整理。裁剪作為服裝生產的重要環 節，其質量的好壞直接影響服裝的尺寸規格和服裝產品的質量。因此，服裝生產行業必須高 度重視裁剪環節。而工業鋪布機的鋪布系統作為裁剪的前道工序，其鋪布質量的好壞和精 度直接影響了裁片的質量以及用料的利用率。此外，鋪布質量導致的服裝產品質量問題一 般是成批出現，對企業的生產成本也會造成嚴重的影響。
[0003] 工業鋪布機在服裝生產行業已經存在了多年，但過去的表現一直不盡如人意，主 要表現為以下幾個方面的缺點：
[0004] 工業鋪布機的送布裝置和展布裝置分別是由獨立的電動機進行驅動，從而造成兩 者的運行速度很難達到同步，如果送布裝置的運行速度大于展布裝置的運行速度，那么就 會出現布料堆疊現象;如果送布裝置的速度小于展布裝置的速度，那么就會出現布料拉扯 現象;不管出現堆疊現象還是拉扯現象，都會影響后期布料的裁剪和拼接。
[0005] 由于布料是柔性材料，工業鋪布機在來回鋪布時，鋪料兩端無法將布料折疊壓住， 鋪料折疊的部位容易隆起，就會發生布料滑動現象，使得所鋪的布料不平整，在后期裁剪 時，由于布料不平整的影響，將會導致裁剪出的布料邊緣不平整。
[0006] 布料經過壓布輥進行展布動作，布料比較不平整，常常會出現褶皺現象，而在后期 裁剪時，由于褶皺的影響，導致裁剪出來的布料邊緣不平整，而且在布料拼接時，圖案等也 會因此出現無法對齊的情況。
[0007] 中國專利201210090696.2公開了一種用于自動鋪布機的固定式壓布裝置，包括固 折器機構和雙拉機構，機頭連接雙拉機構的連接固定板驅動雙拉機構往復直線運動鋪布， 帶動固折器機構的直線滑座直線上升、下降滑動，聯動固折器機構的壓布連接桿和壓布砧 板達到固定面料效果。該裝置具有結構簡單、實現無張力折疊式多層壓布、方便自由翻轉取 出面料等優點。
[0008] 中國專利201410381389.9公開了一種全自動鋪布機雙級對邊系統，采用兩級的對 邊系統，后面的搖籃進行粗對邊，使參差不齊的布邊保持在很小的范圍以內，再經過前面的 搖籃進行精細對邊。該系統對于卷布或者坯布在特別參差不齊的情況下，可實現最大限度 的對齊布邊。
[0009] 中國專利201510277906.2公開了一種自動拉布機，由工作臺、拉布裝置、鋪布裝 置、左壓布裝置、吸附裝置和右壓布裝置組成。該拉布機可實現布料的拉出并且平整無褶 皺、層層緊貼的鋪疊在鋪布平臺上；每完成一層鋪布工作，無需斷布即可進行往復拉布鋪 布;節約了人力，提高了鋪布的效率和品質。
[0010]由此可見，現有的改進裝置和研究方法大部分是基于硬件結構進行改進，實施起 來相對復雜，如何充分借助機器視覺的方法，對工業鋪布機鋪料平整度進行在線視覺檢測， 以適應于工業現場的實際應用需求是一個亟待解決的問題。

【發明內容】

[0011] 本發明所要解決的技術問題是提供一種工業鋪布機鋪料平整度在線視覺檢測方 法，可以適應于工業現場高實時性、高精度、布料種類豐富的要求。
[0012] 本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:提供一種鋪料平整度在線視覺檢測 方法，分為離線階段和在線階段兩個過程，具體包括：
[0013] 離線階段:獲取鋪料樣本圖像;根據獲取的鋪料樣本圖像分別求取鋪料樣本圖像 水平方向的花型周期和垂直方向的花型周期；
[0014] 在線階段:實時獲取鋪料圖像;根據獲取的鋪料圖像分別求取實時鋪料圖像水平 方向的花型周期和垂直方向的花型周期;將在線獲取的實時鋪料圖像的花型周期與離線階 段的鋪料樣本圖像的花型周期進行對比，并判斷平整度是否滿足要求。
[0015] 所述花型周期的求取方法包括以下步驟：
[0016] (1)構建圖像距離匹配度方程，分別求取水平方向和垂直方向的累加距離匹配度 函數；
[0017] (2)在區間[K-Pn+1，K-1]上，計算水平方向或垂直方向的累加距離匹配度函數一 階前向差分的最大值和最小值，并將與最小值相對應的像素值記為Ρη，不斷迭代，直到滿足 條件Κ-Ρη+1彡Κ-1，其中，Κ為水平方向或垂直方向上的像素總數；
[0018] (3)計算相鄰最大值之間的距離和相鄰最小值之間的距離，取兩者中出現次數最 多的距離作為水平方向或垂直方向的織物花型周期。
[0019] 在將實時鋪料圖像的花型周期與離線階段的鋪料樣本圖像的花型周期進行對比 時，當兩者的誤差小于閾值時，則表示滿足平整度要求。
[0020] 采用CCD相機獲取鋪料樣本圖像和鋪料圖像。
[0021]有益效果
[0022] 由于采用了上述的技術方案，本發明與現有技術相比，具有以下的優點和積極效 果:本發明通過鋪料花型周期的變化檢測工業鋪布機鋪料的平整度，將在線檢測與離線過 程相結合，檢測方法的實時性強，準確度高，克服了圖案布料種類豐富及光強等因素導致的 鋪料平整度難以檢測的問題，可推廣到相應織布機、卷布機等相關領域的圖案布料平整度 檢測。
【附圖說明】
[0023] 圖1是本發明的流程圖；
[0024]圖2是實施例的系統構建圖；
[0025]圖3是實施例的離線樣本圖；
[0026] 圖4是累加距離匹配度函數仿真圖，其中，（a)為水平方向，（b)為垂直方向；
[0027] 圖5是累加距離匹配度函數的前向一階差分仿真圖，其中，（a)為水平方向，（b)為 垂直方向；
[0028] 圖6是實施例的實時鋪料圖像，其中，（a)~（d)為滿足平整度要求的鋪料，（e)~ (h)為不滿足平整度要求的鋪料。
【具體實施方式】
[0029] 下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用于說明本發明 而不用于限制本發明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之后，本領域技術人 員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定 的范圍。
[0030] 本發明的實施方式涉及一種鋪料平整度在線視覺檢測方法，如圖1所示，分為離線 階段和在線階段兩個過程，具體包括：
[0031] 離線階段：
[0032] (1)在距離工業鋪布機擺布裝置約5cm處調整(XD相機鏡頭光圈、焦距等機械參數， 在布料出口下方安裝大功率條形光源，拍攝圖片，獲取鋪料樣本的圖像序列。
[0033] (2)根據獲取的鋪料樣本圖像分別求取鋪料圖像水平方向的花型周期和垂直方向 的花型周期
[0034] (2.1)構建圖像距離匹配度方程，分別求取水平方向和垂直方向的累加距離匹配 度函數。
[0035] (2.2)以水平方向為例，垂直方向可類似步驟求得。計算水平方向的累加距離匹配 度函數的一階前向差分;在區間[0，Μ-1]上，將一階前向差分的最大值記為X(l)，最小值記 為X(2);同時，將與X(2)相對應的像素值記為P0;
[0036] (2.3)對于任意的正整數11，在區間[1-?11+1，-1]上，計算水平方向的累加距離匹 配度函數一階前向差分的最大值和最小值，分別記為X(2n+1)和X(2n)，也就相當于X(2n+1) 記錄了累加距離匹配度函數一階前向微分的峰值，X(2n)記錄了累加距離匹配度函數一階 前向微分的谷值，其中，與X(2n)相對應的像素值記為P n，不斷迭代，直到滿足條件M-Pn+1 < M-1，M為水平方向的像素數；
[0037] (2.4)計算di = X(2n+l)-X(2n_l)，d2 = X(2n+l)-X(2n_l)，其中，di記錄了相鄰最大 值之間的距離，辦記錄了相鄰最小值之間的距離，取兩者當中出現次數最多的距離作為水 平方向的織物花型周期m;同樣地，可以計算垂直方向的織物花型周期η。
[0038] 在線階段：
[0039] (1)在距離工業鋪布機擺布裝置約5cm處拍攝圖片，實時獲取工業鋪布機鋪料圖 像。
[0040] (2)采用與離線階段花型周期求取相同的步驟獲取實時的鋪料花型周期。
[0041] (3)將在線獲取的實時鋪料花型周期與離線階段的樣本花型周期進行對比，如果 二者周期誤差小于3%，那么，鋪料的平整度滿足工藝要求，工業鋪布機正常工作；否則，鋪 料平整度不滿足工藝要求，工業鋪布機繼續工作會影響鋪料效果，必須停機進行調整檢查。
[0042] 下面以工業鋪布機為例進一步說明本發明，其中，CCD相機安裝方式如圖1所示。 [0043]離線階段的具體實施步驟為：
[0044] 步驟一:圖像序列獲取
[0045] (1.1)根據在線檢測精度的要求，在距離工業鋪布機擺布裝置約5cm處，連續采集 鋪料樣本圖像序列。
[0046] (1.2)保存所采集的圖像序列，作為后續離線測試的樣本。本實施例中的樣本如圖 3所示。
[0047]步驟二:花型周期獲取
[0048] (2.1)記樣本圖像為以1，」），其中，1彡1^^，1彡」彡1水平方向每行的距離匹配度 函數為：
[0050] 其中，s表示像素之間的差值。
[0051] 將每一行的距離匹配度函數進行累加，得到整幅圖像的水平方向的累加距離匹配 度函數為：
[0053]類似的，垂直方向的累加距離匹配度函數為：
[0055] 本實施例中為了使圖像的累加函數匹配度函數更加明了，利用MATLAB將函數進行 仿真，仿真結果如圖4所示。
[0056] (2.2)對水平方向和垂直方向的累加距離匹配度函數求其一階前向差分，并將一 階前向差分的最大值依次標記為X(2n+1 )，最小值依次標記為Χ(2η)，其中η為自然數。同樣 借助MATLAB進行仿真，結果如圖5所示。
[0057] (2.3)將相鄰最大值之間的距離記為序列cU，相鄰最小值之間的距離記為序列d2， 取兩者中出現次數最多的數作為花型周期。針對本例實施中的樣本，根據以上步驟可以求 得，水平方向的花型周期m為25,垂直方向的花型周期η為27。
[0058]在線階段具體實施步驟為：
[0059]步驟一:檢測圖像序列的獲取
[0060] (1.1)實時獲取工業鋪布機鋪料圖像，在距離擺布裝置約5cm處，實時獲取待檢測 的鋪料圖像。
[0061 ] (1.2)本實施例中隨機選取8幅實時采集的鋪料圖像，如圖6所示。
[0062]步驟二:鋪料花型周期獲取
[0063] 與離線階段花型周期獲取方法相同，計算在線階段實時采集的鋪料圖像的水平方 向的花型周期m'和鋪料垂直方向的花型周期η'。
[0064] 步驟三:鋪料平整度在線檢測
[0065] 根據步驟二中獲取的在線階段實時采集鋪料圖像的花型周期(包括水平方向和垂 直方向）與離線階段計算得到的鋪料樣本花型周期進行比較，如果二者周期誤差小于3%， 那么鋪料的平整度滿足工藝要求，否則，鋪料平整度不滿足工藝要求，為了保證鋪料效果， 必須進行停機檢測。也就是說，|m-m' |/m<3%，|n-n'|/n<3%同時滿足時，那么，此時鋪料 滿足工業鋪布機鋪料平整度的工藝要求，進行下一道工序，裁布;否則，工業鋪布機停止鋪 料，進行相應的檢查調整，重新鋪料。
[0066] 對于實施例中隨機選取的8幅圖像，測試表明，（a)-(d)均滿足工業鋪布機鋪料平 整度的工藝要求，可以進入下一道工序，進行裁布。（e)-(h)不滿足工藝要求，需要停機檢查 調整，重新鋪布。此外，對于實施例中的圖片，處理時間為〇.5s，滿足工業現場中實時性的要 求。
[0067]不難發現，通過鋪料花型周期的變化檢測工業鋪布機鋪料的平整度，將在線檢測 與離線過程相結合，檢測方法的實時性強，準確度高，克服了圖案布料種類豐富及光強等因 素導致的鋪料平整度難以檢測的問題。
【主權項】
1. 一種鋪料平整度在線視覺檢測方法，其特征在于，分為離線階段和在線階段兩個過 程，具體包括： 離線階段:獲取鋪料樣本圖像;根據獲取的鋪料樣本圖像分別求取鋪料樣本圖像水平 方向的花型周期和垂直方向的花型周期； 在線階段:實時獲取鋪料圖像;根據獲取的鋪料圖像分別求取實時鋪料圖像水平方向 的花型周期和垂直方向的花型周期;將在線獲取的實時鋪料圖像的花型周期與離線階段的 鋪料樣本圖像的花型周期進行對比，并判斷平整度是否滿足要求。2. 根據權利要求1所述的鋪料平整度在線視覺檢測方法，其特征在于，所述花型周期的 求取方法包括以下步驟： (1) 構建圖像距離匹配度方程，分別求取水平方向和垂直方向的累加距離匹配度函數； (2) 在區間[K-Pn+1，K-1]上，計算水平方向或垂直方向的累加距離匹配度函數一階前向 差分的最大值和最小值，并將與最小值相對應的像素值記為Ρ η，不斷迭代，直到滿足條件Κ-Ρη+1彡Κ-1，其中，Κ為水平方向或垂直方向上的像素總數； (3) 計算相鄰最大值之間的距離和相鄰最小值之間的距離，取兩者中出現次數最多的 距離作為水平方向或垂直方向的織物花型周期。3. 根據權利要求1所述的鋪料平整度在線視覺檢測方法，其特征在于，在將實時鋪料圖 像的花型周期與離線階段的鋪料樣本圖像的花型周期進行對比時，當兩者的誤差小于閾值 時，則表示滿足平整度要求。4. 根據權利要求1所述的鋪料平整度在線視覺檢測方法，其特征在于，采用CCD相機獲 取鋪料樣本圖像和鋪料圖像。
【文檔編號】G01B11/30GK106091996SQ201610361581
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年5月26日
【發明人】郝礦榮, 毛祎蒙, 丁永生
【申請人】東華大學