基于機(jī)器視覺(jué)的紗線毛羽檢測(cè)方案

西安獲德

  紗線毛羽(hairiness)指標(biāo)是評(píng)定管紗質(zhì)量的一個(gè)重要方面，同時(shí)也是反映紡織工藝和紗線加工部件好壞的重要依據(jù)。毛羽的長(zhǎng)短、數(shù)量及其分布不僅影響機(jī)織、針織后加工的效率和質(zhì)量，直接影響最終產(chǎn)品的外觀和價(jià)格，其評(píng)價(jià)指標(biāo)有毛羽數(shù)量、長(zhǎng)度和面積等。

  人工檢測(cè)受工作環(huán)境和勞動(dòng)強(qiáng)度的影響，檢測(cè)效率低下。西安獲德利用機(jī)器視覺(jué)圖像處理技術(shù)針對(duì)管紗生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的毛羽缺陷，提出一種基于改進(jìn)中值濾波和最大類間方差法的管紗毛羽檢測(cè)方法有效地避免上述檢測(cè)的不足，進(jìn)一步提高毛羽檢測(cè)水平。

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  搭建一套管紗毛羽的數(shù)字化系統(tǒng)進(jìn)行圖像采集和處理。首先采用灰度變換和灰度拉伸對(duì)管紗圖像進(jìn)行預(yù)處理，再利用改進(jìn)中值濾波對(duì)管紗圖像進(jìn)行模板濾波，最后通過(guò)最大類間方差法得到清晰的毛羽二值圖像，基于此計(jì)算毛羽個(gè)數(shù)、長(zhǎng)度并評(píng)估產(chǎn)品是否合格。

  目前，數(shù)字圖像處理技術(shù)被廣泛應(yīng)用到紗線毛羽的檢測(cè)。從研究成果看，紗線毛羽的檢測(cè)效果較好，但在管紗毛羽檢測(cè)中主要存在兩個(gè)問(wèn)題：一是管紗表面易受到環(huán)境的影響呈現(xiàn)出亮暗不均，影響毛羽特征提取;二是管紗的上下部分結(jié)構(gòu)不同，需要對(duì)兩部分進(jìn)行不同的預(yù)處理。針對(duì)以上原因，西安獲德管紗外觀自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)針對(duì)毛羽圖像采用改進(jìn)中值濾波，克服了傳統(tǒng)濾波方法易造成圖像的失真和細(xì)節(jié)損失的問(wèn)題;最大類間方差法能夠準(zhǔn)確地分割出管紗毛羽。

  HDGS-I管紗毛羽采集系統(tǒng)主要包括三部分：工業(yè)相機(jī)、Led視覺(jué)光源、計(jì)算機(jī)。

  為確保捕獲的紗線圖像保持清晰, 將相機(jī)參數(shù)進(jìn)行如下設(shè)置：曝光時(shí)間800μs, 圖像的分辨率為800×1000,，保證相機(jī)的中心點(diǎn)和管紗的中心點(diǎn)在同一位置，減小相機(jī)拍攝圖像產(chǎn)生的畸變。管紗與鏡頭平面距離保持在20 cm左右，通過(guò)調(diào)整光源亮度、焦距和光圈的大小獲取清晰的毛羽圖像。毛羽圖像在經(jīng)過(guò)灰度變換、灰度拉伸和改進(jìn)中值濾波之后，得到的毛羽二值圖像完整清晰，能較好地體現(xiàn)毛羽的物理信息。

  西安獲德搭建管紗毛羽的數(shù)字化圖像采集系統(tǒng)進(jìn)行采樣，采用灰度變換和灰度拉伸對(duì)圖像進(jìn)行預(yù)處理，有效的增強(qiáng)了目標(biāo)毛羽與背景的差異。再利用改進(jìn)中值濾波去除毛羽圖像中的干擾，得到清晰的毛羽二值圖像。最后通過(guò)最大類間方差法得到清晰的毛羽圖像，基于此得到毛羽的各項(xiàng)判定信息。實(shí)驗(yàn)證明，該系統(tǒng)能準(zhǔn)確測(cè)量毛羽個(gè)數(shù)及長(zhǎng)度。