基于机器视觉的布料纹理角度检测方法[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 111735767 A(43)申请公布日 2020.10.02

(21)申请号 202010701341.7(22)申请日 2020.07.20

(71)申请人 昆山科森科技股份有限公司

地址 215300 江苏省苏州市昆山市开发区

昆嘉路3号(72)发明人 戴集裙　李新涛　韓文畴　张玉　

魏长喜　(74)专利代理机构 北京科亿知识产权代理事务

所(普通合伙) 11350

代理人 汤东凤(51)Int.Cl.

G01N 21/01(2006.01)G01N 21/8(2006.01)

权利要求书2页 说明书4页 附图6页

()发明名称

基于机器视觉的布料纹理角度检测方法(57)摘要

本发明公开一种基于机器视觉的布料纹理角度检测方法，包括以下步骤：步骤一、将待检测产品安装于支撑座上，并将将转动板置于零点位置；步骤二、打开光源，利用相机对待检测产品进行拍照；步骤三、电机驱动转动板带动支撑座上的待检测产品旋转一定角度，再通过相机对待检测产品进行拍照；步骤四、重复步骤三直至完成对待检测产品全周向拍照；步骤五、对拍摄的照片进行处理、获得对产品上布料纹理的拟合直线，比较拟合直线的角度与设定的阈值，输出检测结果。本发明通过对产品的自动旋转与拍照，实现对产品上布纹位置分布的自动检测，且不需要对相机进行调焦即可以保证对在任意角度下产品的拍摄清晰度，从而保证检测的准确性和精度。

CN 111735767 ACN 111735767 A

权　利　要　求　书

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1.一种基于机器视觉的布料纹理角度检测方法，其特征在于：基于一检测装置，所述检测装置包括作业基板（1）、可活动地安装于作业基板（1）上方的活动板（18）、驱动轴（5）、转动板（2）和镜头（15），所述转动板（2）位于活动板（18）上方并与驱动轴（5）上端连接，所述驱动轴（5）的下端依次穿过活动板（18）和作业基板（1），并通过一轴承座（8）与活动板（18）转动连接，所述镜头（15）安装于作业基板（1）上并位于转动板（2）一侧；

所述转动板（2）开有一供驱动轴（5）上端嵌入的安装孔，所述驱动轴（5）上部并位于转动板（2）下方具有径向向外延伸的凸缘部（201），此凸缘部（201）的上表面与转动板（2）的下表面连接，所述凸缘部（201）的下表面与轴承座（8）的上端面接触；

所述活动板（18）下方设置有一电机（4），此电机（4）的输出轴与驱动轴（5）下端连接，用于带动驱动轴（5）、驱动转动板（2）旋转，所述电机（4）安装于活动板（18）上，所述转动板（2）上设置有一用于安装待检测产品（10）的支撑座（3），所述镜头（15）与转动板（2）之间安装有一光源（16），所述镜头（15）相背于转动板（2）的一端上安装有一相机（17），从而使得相机（17）、镜头（15）、光源（16）与放置于转动板（2）上支撑座（3）上的待检测产品（10）位于同一直线上；

所述作业基板（1）与活动板（18）之间设置有一转接板（19），所述活动板（18）的下表面与转接板（19）上表面之间通过两根直线导轨（20）和滑块（21）滑动连接，所述转动板（2）的下表面上、并位于凸缘部（201）外侧安装有一凸轮（23），此凸轮（23）的曲线轮廓与所述待检测产品（10）的周向轮廓相同，所述转接板（19）上表面一侧可转动地安装有一与凸轮（23）配合的随动滚子（24）；

所述活动板（18）的两个侧端面上分别设置有一第一安装柱（25），所述转接板（19）的上表面、并分别位于两根直线导轨（20）的外侧设置有与第一安装柱（25）对应的第二安装柱（26），位于同一侧的第一安装柱（25）与第二安装柱（26）之间通过一弹性件（27）连接；

所述检测方法包括以下步骤：步骤一、将待检测产品（10）安装于支撑座（3）上，并将将转动板（2）置于零点位置；步骤二、打开光源（16），利用相机（17）对待检测产品（10）进行拍照；步骤三、电机（4）驱动转动板（2）带动支撑座（3）上的待检测产品（10）旋转一定角度，再通过相机（17）对待检测产品（10）进行拍照；

步骤四、重复步骤三直至完成对待检测产品（10）全周向拍照；步骤五、对拍摄的照片进行处理、获得对产品上布料纹理的拟合直线，比较拟合直线的角度与设定的阈值，输出检测结果。

2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的布料纹理角度检测方法，其特征在于：所述弹性件（27）为弹簧。

3.根据权利要求1所述的基于机器视觉的布料纹理角度检测方法，其特征在于：所述轴承座（8）的上部内置有两个向心球轴承，所述轴承座（8）的下部内置有至少一个深沟球轴承。

4.根据权利要求1所述的基于机器视觉的布料纹理角度检测方法，其特征在于：在步骤三中，转动板（2）同时带动凸轮（23）旋转，凸轮（23）在弹性件（27）的作用下保持与随动滚子（24）贴合，从而使得活动板（18）沿直线导轨（20）往复运动。

5.根据权利要求1所述的基于机器视觉的布料纹理角度检测方法，其特征在于：所述作

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业基板（1）安装于机架（28）上，所述机架（28）外侧设置有防护罩（29）。

6.根据权利要求1所述的基于机器视觉的布料纹理角度检测方法，其特征在于：所述转动板（2）侧边安装有一传感发射器（30），所述活动板（18）板上安装有一与传感发射器（30）配合的传感接收器（31）。

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说　明　书

基于机器视觉的布料纹理角度检测方法

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技术领域

[0001]本发明涉及一种基于机器视觉的布料纹理角度检测方法，属于工业视觉检测技术领域。

背景技术

[0002]如今，中国正成为世界机器视觉发展最活跃的地区之一，应用范围涵盖了工业、农业、医药、军事、航天、气象、天文、、交通、安全、科研等国民经济的各个行业。其重要原因是中国已经成为全球制造业的加工中心，高要求的零部件加工及其相应的先进生产线，使许多具有国际先进水平的机器视觉系统和应用经验也进入了中国。[0003]机器视觉系统的特点是提高生产的柔性和自动化程度。在一些不适合于人工作业的危险工作环境或人工视觉难以满足要求的场合，常用机器视觉来替代人工视觉；同时在大批量工业生产过程中，用人工视觉检查产品质量效率低且精度不高，用机器视觉检测方法可以大大提高生产效率和生产的自动化程度。

发明内容

[0004]本发明的目的是提供一种基于机器视觉的布料纹理角度检测方法，该基于机器视觉的布料纹理角度检测方法可以实现对产品上布纹位置分布的自动检测，且不需要对相机进行调焦即可以保证对在任意角度下产品的拍摄清晰度，从而保证检测的准确性和精度。[0005]为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于机器视觉的布料纹理角度检测方法，基于一检测装置，所述检测装置包括作业基板、可活动地安装于作业基板上方的活动板、驱动轴、转动板和镜头，所述转动板位于活动板上方并与驱动轴上端连接，所述驱动轴的下端依次穿过活动板和作业基板，并通过一轴承座与活动板转动连接，所述镜头安装于作业基板上并位于转动板一侧；

所述转动板开有一供驱动轴上端嵌入的安装孔，所述驱动轴上部并位于转动板下方具有径向向外延伸的凸缘部，此凸缘部的上表面与转动板的下表面连接，所述凸缘部的下表面与轴承座的上端面接触；

所述活动板下方设置有一电机，此电机的输出轴与驱动轴下端连接，用于带动驱动轴、驱动转动板旋转，所述电机安装于活动板上，所述转动板上设置有一用于安装待检测产品的支撑座，所述镜头与转动板之间安装有一光源，所述镜头相背于转动板的一端上安装有一相机，从而使得相机、镜头、光源与放置于转动板上支撑座上的待检测产品位于同一直线上；

所述作业基板与活动板之间设置有一转接板，所述活动板的下表面与转接板上表面之间通过两根直线导轨和滑块滑动连接，所述转动板的下表面上、并位于凸缘部外侧安装有一凸轮，此凸轮的曲线轮廓与所述待检测产品的周向轮廓相同，所述转接板上表面一侧可转动地安装有一与凸轮配合的随动滚子；

所述活动板的两个侧端面上分别设置有一第一安装柱，所述转接板的上表面、并分别

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位于两根直线导轨的外侧设置有与第一安装柱对应的第二安装柱，位于同一侧的第一安装柱与第二安装柱之间通过一弹性件连接；

所述检测方法包括以下步骤：步骤一、将待检测产品安装于支撑座上，并将将转动板置于零点位置；步骤二、打开光源，利用相机对待检测产品进行拍照；步骤三、电机驱动转动板带动支撑座上的待检测产品旋转一定角度，再通过相机对待检测产品进行拍照；

步骤四、重复步骤三直至完成对待检测产品全周向拍照；步骤五、对拍摄的照片进行处理、获得对产品上布料纹理的拟合直线，比较拟合直线的角度与设定的阈值，输出检测结果。

[0006]上述技术方案中进一步改进的方案如下：

1. 上述方案中，所述弹性件为弹簧。[0007]2. 上述方案中，所述轴承座的上部内置有两个向心球轴承，所述轴承座的下部内置有至少一个深沟球轴承。[0008]3. 上述方案中，在步骤三中，转动板同时带动凸轮旋转，凸轮在弹性件的作用下保持与随动滚子贴合，从而使得活动板沿直线导轨往复运动。[0009]4. 上述方案中，所述作业基板安装于机架上，所述机架外侧设置有防护罩。[0010]5. 上述方案中，所述转动板侧边安装有一传感发射器，所述活动板板上安装有一与传感发射器配合的传感接收器。[0011]由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

本发明基于机器视觉的布料纹理角度检测方法，其通过对产品的自动旋转与拍照，完全替代人工、实现了对产品上布纹位置分布的自动检测，自动化程度高，同时保证产品上待拍摄区域与相机之间的距离恒定、不需要调焦即可以保证对任意角度下产品的拍摄清晰度，不仅提高了检测的准确性和精度，还节约了时间、提高检测的效率。附图说明

[0012]附图1为本发明检测方法基于的检测装置结构示意图；

附图2为本发明检测方法基于的检测装置局部结构示意图一；附图3为本发明检测方法基于的检测装置局部结构分解示意图；附图4为本发明检测方法基于的检测装置局部结构示意图二；附图5为本发明检测方法基于的检测装置局部结构剖视图；

附图6为本发明检测方法基于的检测装置中待检测产品结构示意图。[0013]以上附图中：1、作业基板；2、转动板；201、凸缘部；3、支撑座；4、电机；5、驱动轴；6、联轴器；7、减速机；8、轴承座；10、待检测产品；15、镜头；16、光源；17、相机；18、活动板；19、转接板；20、直线导轨；21、滑块；22、安装板；23、凸轮；24、随动滚子；25、第一安装柱；26、第二安装柱；27、弹性件；28、机架；29、防护罩；30、传感发射器；31、传感接收器。具体实施方式

[0014]实施例1：一种基于机器视觉的布料纹理角度检测方法，基于一检测装置，所述检

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测装置包括作业基板1、可活动地安装于作业基板1上方的活动板18、驱动轴5、转动板2和镜头15，所述转动板2位于活动板18上方并与驱动轴5上端连接，所述驱动轴5的下端依次穿过活动板18和作业基板1，并通过一轴承座8与活动板18转动连接，所述镜头15安装于作业基板1上并位于转动板2一侧；

所述转动板2开有一供驱动轴5上端嵌入的安装孔，所述驱动轴5上部并位于转动板2下方具有径向向外延伸的凸缘部201，此凸缘部201的上表面与转动板2的下表面连接，所述凸缘部201的下表面与轴承座8的上端面接触；

所述活动板18下方设置有一电机4，此电机4的输出轴与驱动轴5下端连接，用于带动驱动轴5、驱动转动板2旋转，所述电机4安装于活动板18上，所述转动板2上设置有一用于安装待检测产品10的支撑座3，所述镜头15与转动板2之间安装有一光源16，所述镜头15相背于转动板2的一端上安装有一相机17，从而使得相机17、镜头15、光源16与放置于转动板2上支撑座3上的待检测产品10位于同一直线上；

所述作业基板1与活动板18之间设置有一转接板19，所述活动板18的下表面与转接板19上表面之间通过两根直线导轨20和滑块21滑动连接，所述转动板2的下表面上、并位于凸缘部201外侧安装有一凸轮23，此凸轮23的曲线轮廓与所述待检测产品10的周向轮廓相同，所述转接板19上表面一侧可转动地安装有一与凸轮23配合的随动滚子24；

所述活动板18的两个侧端面上分别设置有一第一安装柱25，所述转接板19的上表面、并分别位于两根直线导轨20的外侧设置有与第一安装柱25对应的第二安装柱26，位于同一侧的第一安装柱25与第二安装柱26之间通过一弹性件27连接；

所述检测方法包括以下步骤：步骤一、将待检测产品10安装于支撑座3上，并将将转动板2置于零点位置；步骤二、打开光源16，利用相机17对待检测产品10进行拍照；步骤三、电机4驱动转动板2带动支撑座3上的待检测产品10旋转一定角度，再通过相机17对待检测产品10进行拍照；

步骤四、重复步骤三直至完成对待检测产品10全周向拍照；步骤五、对拍摄的照片进行处理、获得对产品上布料纹理的拟合直线，比较拟合直线的角度与设定的阈值，输出检测结果。[0015]上述弹性件27为弹簧；上述轴承座8的上部内置有两个向心球轴承，上述轴承座8的下部内置有至少一个深沟球轴承；在步骤三中，转动板2同时带动凸轮23旋转，凸轮23在弹性件27的作用下保持与随动滚子24贴合，从而使得活动板18沿直线导轨20往复运动。[0016]实施例2：一种基于机器视觉的布料纹理角度检测方法，基于一检测装置，所述检测装置包括作业基板1、可活动地安装于作业基板1上方的活动板18、驱动轴5、转动板2和镜头15，所述转动板2位于活动板18上方并与驱动轴5上端连接，所述驱动轴5的下端依次穿过活动板18和作业基板1，并通过一轴承座8与活动板18转动连接，所述镜头15安装于作业基板1上并位于转动板2一侧；

所述转动板2开有一供驱动轴5上端嵌入的安装孔，所述驱动轴5上部并位于转动板2下方具有径向向外延伸的凸缘部201，此凸缘部201的上表面与转动板2的下表面连接，所述凸缘部201的下表面与轴承座8的上端面接触；

所述活动板18下方设置有一电机4，此电机4的输出轴与驱动轴5下端连接，用于带动驱

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动轴5、驱动转动板2旋转，所述电机4安装于活动板18上，所述转动板2上设置有一用于安装待检测产品10的支撑座3，所述镜头15与转动板2之间安装有一光源16，所述镜头15相背于转动板2的一端上安装有一相机17，从而使得相机17、镜头15、光源16与放置于转动板2上支撑座3上的待检测产品10位于同一直线上；

所述作业基板1与活动板18之间设置有一转接板19，所述活动板18的下表面与转接板19上表面之间通过两根直线导轨20和滑块21滑动连接，所述转动板2的下表面上、并位于凸缘部201外侧安装有一凸轮23，此凸轮23的曲线轮廓与所述待检测产品10的周向轮廓相同，所述转接板19上表面一侧可转动地安装有一与凸轮23配合的随动滚子24；

所述活动板18的两个侧端面上分别设置有一第一安装柱25，所述转接板19的上表面、并分别位于两根直线导轨20的外侧设置有与第一安装柱25对应的第二安装柱26，位于同一侧的第一安装柱25与第二安装柱26之间通过一弹性件27连接；

所述检测方法包括以下步骤：步骤一、将待检测产品10安装于支撑座3上，并将将转动板2置于零点位置；步骤二、打开光源16，利用相机17对待检测产品10进行拍照；步骤三、电机4驱动转动板2带动支撑座3上的待检测产品10旋转一定角度，再通过相机17对待检测产品10进行拍照；

步骤四、重复步骤三直至完成对待检测产品10全周向拍照；步骤五、对拍摄的照片进行处理、获得对产品上布料纹理的拟合直线，比较拟合直线的角度与设定的阈值，输出检测结果。

[0017]上述作业基板1安装于机架28上，上述机架28外侧设置有防护罩29；上述转动板2侧边安装有一传感发射器30，上述活动板18板上安装有一与传感发射器30配合的传感接收器31；

上述活动板18下表面上连接有一安装板22，一减速机7安装于上述安装板22上，上述电机4的输出端安装于减速机7的输入端上，上述减速机7的输出端与驱动轴5下端之间通过一联轴器6连接。

[0018]采用上述基于机器视觉的布料纹理角度检测方法时，其通过对产品的自动旋转与拍照，完全替代人工、实现了对产品上布纹位置分布的自动检测，自动化程度高，同时保证产品上待拍摄区域与相机之间的距离恒定、不需要调焦即可以保证对任意角度下产品的拍摄清晰度，不仅提高了检测的准确性和精度，还节约了时间、提高检测的效率。[0019]上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

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图1

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图2

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