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西安獲德針對人工檢測電子級玻璃纖維布表面疵點(diǎn)速度慢，效率低，漏檢率高等問題，提出應(yīng)用機(jī)器視覺的技術(shù)代替人工進(jìn)行布面表面疵點(diǎn)檢測。首先搭建系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)采集電子布圖像，其次采用圖像處理中的DoG算法增強(qiáng)圖像，最后利用動態(tài)閾值分割方法可視化疵點(diǎn)。
硬件平臺系統(tǒng)組成
本系統(tǒng)硬件組成主要包括工業(yè)相機(jī)、視覺光源、以太網(wǎng)交換機(jī)、工業(yè)控制計算機(jī)、編碼器和卷布裝置。工業(yè)線陣CCD相機(jī)，分辨率4096像素，配備千兆網(wǎng)(GigE)高速數(shù)據(jù)接口，采樣頻率可達(dá)28 kHz，足以滿足高精度檢測的需要。采用條形光打光方式，使電子布與光源成一定角度，可突出被檢測部分的信息，提高圖像獲取的質(zhì)量，為圖像處理環(huán)節(jié)奠定良好基礎(chǔ)。編碼器用于相機(jī)觸發(fā)頻率計算以及統(tǒng)計布長。
多相機(jī)并行采集方案
電子布成品布匹通常是以成卷的形式封裝打包的，不同規(guī)格的產(chǎn)品幅寬不同。應(yīng)用中對疵點(diǎn)檢測精度要求很高，檢測精度與檢測幅寬常常是一對相互制約的性能指標(biāo)。實際考察發(fā)現(xiàn)受制于檢測精度，單臺相機(jī)的掃描幅寬無法完全覆蓋電子布整體寬度。為了保證檢測精度高的同時又要滿足系統(tǒng)檢測幅寬以適應(yīng)不同規(guī)格的產(chǎn)品，西安獲德采用多相機(jī)并行掃描工作方案采集圖像實現(xiàn)全幅掃描。
采集方案如圖2所示，3臺4K線陣相機(jī)等間距安裝，相機(jī)所采集到的圖像處于同一水平方向。以電子布出布方向為X軸，幅寬方向為Y軸對電子布被檢測區(qū)域表面建立坐標(biāo)，3個相機(jī)并行采集的總幅寬為 3 個相機(jī)各采集幅寬的3倍。可以同時滿足檢測幅寬和檢測精度兩個性能指標(biāo)的要求。多相機(jī)并行采集方案的優(yōu)點(diǎn)不僅在于提高了檢測精度，還提高了驗布系統(tǒng)的可拓展性，根據(jù)不同規(guī)格的電子布幅寬尺寸定制相應(yīng)的硬件設(shè)備。
電子布疵點(diǎn)檢測算法
電子布織造采用高度自動化的噴氣織機(jī)，經(jīng)紗和緯紗規(guī)律的交織，布面具有一定的紋理信息。目前還沒有一種能夠適應(yīng)所有布面的疵點(diǎn)檢測算法。該實驗針對電子布表面特征研究后提出一種基于DoG 算法的電子布疵點(diǎn)檢測方法(具體算法就不詳細(xì)介紹了)。
為了驗證算法準(zhǔn)確性和系統(tǒng)的可靠性，以工業(yè)常用的厚型 7628 規(guī)格電子布為檢測對象，在織機(jī)上搭建系統(tǒng)平臺并采集 7628 電子布的實時圖像進(jìn)行算法處理檢測，圖像分辨率大小為4096×200，硬件配置見1.1。
對常見12種疵點(diǎn):粗節(jié)紗、斷經(jīng)、斷緯、粉塵、接頭、空織、羅拉痕、污漬、破邊、雙緯、松緯、稀密路檢測結(jié)果如圖3所示。第3 列為原疵點(diǎn)樣本經(jīng)過DoG算法增強(qiáng)之后的圖像，從圖中可看出經(jīng)過 DoG 算法處理后，正常紋理信息被減弱，疵點(diǎn)特征得到增強(qiáng)，能夠完整地反映疵點(diǎn)特性，DoG 算法有效地去除了織物背景紋理對檢測結(jié)果的影響，得到更為準(zhǔn)確、直觀和完整的檢測結(jié)果。第4列為閾值分割后的圖像。濾波處理后，增強(qiáng)了正常紋理與疵點(diǎn)之間的差異，突出疵點(diǎn)區(qū)域，最后利用動態(tài)閾值分割定位來實現(xiàn)疵點(diǎn)的可視化檢測，圖中白色區(qū)域為疵點(diǎn)提取的位置，從結(jié)果可以看出，檢測算法可以準(zhǔn)確的將疵點(diǎn)識別并定位出來，疵點(diǎn)檢出率高于95%。
西安獲德以電子級玻璃纖維布外觀檢測為研究對象，從企業(yè)實際需求出發(fā)，設(shè)計了檢測準(zhǔn)確率高、性能穩(wěn)定、實用性強(qiáng)的玻璃纖維電子布表面疵點(diǎn)檢測系統(tǒng)。應(yīng)用機(jī)器視覺技術(shù)的電子布疵點(diǎn)檢測系統(tǒng)相對人工檢測在效率、成本、質(zhì)量控制等方面有質(zhì)的提高。可以從根本上解決人工檢測電子布的現(xiàn)有問題，提高企業(yè)的生產(chǎn)自動化程度和對產(chǎn)品質(zhì)量的把控能力。
除此之外，本系統(tǒng)可直接安裝在織機(jī)織口部位，對織物進(jìn)行連續(xù)不間斷圖像檢測，及時發(fā)現(xiàn)各種疵點(diǎn)，對嚴(yán)重的織疵，停機(jī)報警通知人工處理，對可忍受的紗疵做統(tǒng)計和記錄，以作為等級評定的原始數(shù)據(jù)，這樣可最大程度的減少疵點(diǎn)對最終織物的影響。
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