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基本信息
- 項目名稱：
- 基于視覺測量的緯編織物質(zhì)量檢測系統(tǒng)
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 緯編織物質(zhì)量視覺在線檢測系統(tǒng)綜合機器視覺檢測、視覺驅(qū)動技術(shù)，以自動化代逐件檢測的方式替現(xiàn)有的人工抽檢測，實現(xiàn)了對織物橫縱密度的智能檢測，對各種測量參數(shù)進行了量化，系統(tǒng)的總精度小于1%。
- 詳細介紹：
- 因質(zhì)檢手段落后而導(dǎo)致的胚布質(zhì)量不合格，返工率高，原材料浪費大，使我國紡織業(yè)的利潤空間非常微薄，項目組以此為契機，以引進吸收再創(chuàng)新的模式，綜合機器視覺，自動化技術(shù)，研發(fā)了“基于視覺測量的緯編織物質(zhì)量檢測系統(tǒng)”針對緯編織物胚布這種占我國紡織業(yè)出口比例中最高的織物種類，以先進的自動化視覺檢測手段，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工檢測方式，提高了檢測的效率和檢測的精準(zhǔn)度，其檢測圖像分辨率可達0.01MM，并使標(biāo)準(zhǔn)緯編織物單位長度內(nèi)多線圈圖像的采集，分割，提取，識別和統(tǒng)計時間小于1秒。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 設(shè)計目的： 項目組研發(fā)了“基于視覺測量的緯編織物質(zhì)量檢測系統(tǒng)”，該系統(tǒng)能對作為紡織行業(yè)中重要質(zhì)檢數(shù)據(jù)的“織物面拉密度”進行高精度、智能檢測。 織物面拉密度對織物后期工藝和最終成衣的多項性能都有影響，我國現(xiàn)檢測方式以人工手拉目測為主，存在檢測效率低，精度差，不能逐件檢測等問題。 基本思路： 依照人工手拉檢測工藝流程，綜合機器視覺，視覺伺服技術(shù)，研發(fā)了視覺測量與處理模塊、針織物張力控制模塊、光源控制模塊和執(zhí)行機構(gòu)模塊，構(gòu)建此系統(tǒng)。 創(chuàng)新點 1. 量化拉力參數(shù)，使用自動化伺服機構(gòu)實現(xiàn)拉力的量化和控制，可精確設(shè)定檢測時的拉力值，精度達到100g，實現(xiàn)多類型織物質(zhì)量檢測。 2.研究具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的緯編織物視覺檢測技術(shù),視覺伺服技術(shù)；實現(xiàn)織物線圈快速分割，織物密度統(tǒng)計等算法；研制了專用高精度視覺采集傳感器。 3.研制用于緯編織物密度測量的專用光源，采用LED小傾角照明模式，實現(xiàn)對目標(biāo)的高對比度、無陰影光照，規(guī)范了密度檢測手段環(huán)境光源和視覺采集參數(shù)（含焦距、視場等）。 技術(shù)關(guān)鍵： 1.設(shè)計定量的自動伺服拉伸機構(gòu)，便于獲得布料拉伸長度、拉力大小數(shù)據(jù)。 2.設(shè)計織物測量的專用恒流光源，光源亮度穩(wěn)定并可調(diào)控，同時隔絕環(huán)境光干擾。 3.研究通用性強的緯編針織物橫、縱密度算法，算法準(zhǔn)確、高效。 主要技術(shù)指標(biāo)： 系統(tǒng)檢測精度為0.005mm，誤差控制在1%以內(nèi)，且其標(biāo)準(zhǔn)緯編織物單位長度內(nèi)多個線圈像的采集、分割、提取、識別和統(tǒng)計的總時間小于1秒。
科學(xué)性、先進性
- 1.使用具有130萬像素的CMOS圖像傳感器作為采集單元+DSP處理器+ARM處理器的多核方案，具備了強大的前端數(shù)據(jù)處理能力，可運行復(fù)雜的圖像算法，目前國內(nèi)尚無同類型的專用的織物檢測傳感器。 2.研發(fā)具備自主知識產(chǎn)權(quán)的緯編織物線圈圖像識別、分割、提取等處理算法及相應(yīng)的程序?qū)崿F(xiàn)。 3.為實現(xiàn)緯編織物面拉密度的量化檢測，構(gòu)造了面拉密度測量自動化伺服機構(gòu)：在加拉力狀態(tài)下，將織物以恒力拉伸至一定范圍，再進行視覺密度測量，同時還研制了與視覺檢測配套的定位、拉伸、進出料、校準(zhǔn)等機構(gòu)，該技術(shù)在國內(nèi)處于領(lǐng)先。 4.硬件體系設(shè)計采用嵌入式低功耗模式和開放式結(jié)構(gòu)，預(yù)留硬件擴展接口和空間，便于用戶二次開發(fā)，所有的檢測數(shù)據(jù)記錄都能轉(zhuǎn)存到SD卡上。 5.研發(fā)緯編織物檢測專用光源，檢測光源具備自適應(yīng)/手動調(diào)整的功能，為絕大部分緯編織物提供良好的檢測照明。采用高密度的LED陣列勻光板構(gòu)成智能調(diào)節(jié)型照明系統(tǒng)，設(shè)計專用的封閉式遮光罩，有效消除環(huán)境光的各種干擾，該光源技術(shù)可與國外同類產(chǎn)品相媲美。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 2011年5月10日，經(jīng)xx省科學(xué)技術(shù)信息研究所（國家一級科技查新咨詢單位）查新
作品所處階段
- 樣機已完成
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 擁有自主知識產(chǎn)權(quán)
作品可展示的形式
- 實物，現(xiàn)場演示，錄像，樣品
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 1.該項目用于我國紡織業(yè)緯編織物密度的高精度檢測，旨為我國的紡織業(yè)提供高性價比檢測裝備，因其系統(tǒng)能量化檢測參數(shù)，則亦可為我國組織編寫相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)提供依據(jù)。 2.作品對各種緯編織物的面拉密度進行精確的逐件測量，實現(xiàn)全程在線記錄，并將其所記錄的數(shù)據(jù)形成數(shù)據(jù)庫，方便日后的查詢和復(fù)檢。該項目對企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量檢測與保證體系有突破性的貢獻，改善我國紡織品低質(zhì)的國際形象，加強了企業(yè)的競爭力，使其能在國際紡織市場中獲取更大的利益。 3.作該項目具有專用緯織物檢測工業(yè)視覺相機（傳感器），其內(nèi)置的由高速處理芯片和大容量存儲器構(gòu)成的嵌入式圖像采集處理單元，可實現(xiàn)檢測數(shù)據(jù)的本地采集、處理、存儲和傳輸。 4.系統(tǒng)以10.4英寸液晶屏和四線電阻式觸摸屏作為用戶輸入輸出接口，操作采用圖形交互界面，步驟簡單并高效、控制方便，易于紡織工人使用。 5.作品打造了具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的軟/硬件平臺，為其產(chǎn)業(yè)化提供完善的支撐。若在紡織企業(yè)中得以有效推廣，將會給企業(yè)帶來數(shù)億的直接經(jīng)濟效益，間接經(jīng)濟效益超過十億。
同類課題研究水平概述
- 紡織業(yè)是我國傳統(tǒng)經(jīng)濟支柱，同時也是我國具有較強國際競爭力的產(chǎn)業(yè)。長久以來，我國紡織品主要以半成品形式進入國際市場，這部分的利潤值并不高，且每年因我國紡織企業(yè)的質(zhì)檢設(shè)備落后，造成返工所浪費的成本占總成本的比例高達9%，因和各國的檢測方式不同，而造成了大量胚布的不合格，原材料的浪費，企業(yè)成本增加，利潤空間減少。 以其中出口量最大的緯編針織物來說，它的各種特性都會對最后的成衣性能產(chǎn)生影響，特別是線圈密度，線圈密度又稱面拉密度，是表示針織物在一定沙線度條件下的疏密程度，通常用規(guī)定長度的線圈數(shù)來表示，有橫密度和縱密度兩種，面拉密度對織物的保暖性，透氣性和延展性等影響很大，特別是對織物的外觀，因而對織物后期的工藝起著決定性的作用。目前我國主要以人工抽檢的方式來確定某批胚布的面拉密度，人工方式必然存在著誤差，且隨機性較大，測量結(jié)果也不具備可重復(fù)性。這對我國的紡織企業(yè)來說是很大的硬傷，對于這種本來附加利潤值不高，競爭充分的產(chǎn)業(yè)，提升其質(zhì)量，降低原材料消耗，會為企業(yè)帶來不可估量的經(jīng)濟效益。 計算機視覺檢測技術(shù)是建立在計算機視覺研究基礎(chǔ)上的一門新興檢測技術(shù)，始于20世紀(jì)70年代。計算機技術(shù)的進步，特別是集成電路技術(shù)的發(fā)展，計算機視覺理論的創(chuàng)新和完善，成為工業(yè)視覺系統(tǒng)飛速發(fā)展的基礎(chǔ)。到20世紀(jì)90年代，在工業(yè)發(fā)達國家工業(yè)視覺檢測系統(tǒng)已得到了廣泛的使用，在美國、意大利、英國等發(fā)達國家，機器視覺檢測已廣泛應(yīng)用于整個紡織行業(yè)，其原料選擇、紡織工藝、成衣設(shè)計、質(zhì)量控制等關(guān)鍵環(huán)節(jié)均使用了視覺檢測技術(shù)，保證了其紡織品的高品質(zhì)、高價值。 我國現(xiàn)有的基于圖像處理的密度自動測量研究多是在緯編織物自然狀態(tài)下測量其密度。這種測量方法存在織物密度信息不夠清晰的問題, 且自然狀態(tài)下，緯編織物容易卷曲, 使測量結(jié)果存在一定偏差。本項目能在自然狀態(tài)和恒定拉力兩種情況下對胚布檢測，獲取清晰的圖像，得到精確的面拉密度。 目前為止我國紡織行業(yè)還沒有成熟的緯編織物視覺在線檢測系統(tǒng)產(chǎn)品，出于技術(shù)壟斷的需要，國外也限制了此類型產(chǎn)品的出口，所以項目組綜合視覺檢測技術(shù)、視覺伺服技術(shù)，研發(fā)高精度緯編織物視覺在線檢測系統(tǒng)并實現(xiàn)了逐件檢測，既為我國的紡織行業(yè)提供了先進、方便、高效、高性價比的緯織物質(zhì)量檢測裝備，為織物廠商帶來巨大的經(jīng)濟效益，還填補了我國在這方面的技術(shù)空白，產(chǎn)生了多方面的效益。
