[实用新型]一种坯布疵点自动检测装置

说明书

技术领域

本实用新型属于机器视觉检测技术领域，具体涉及一种坯布疵点自动检测装置。

背景技术

在纺织品生产中，质量控制是过程管理中非常重要的内容之一。疵点检测是其中关键的环节。在坯布生产过程中，由于纺织机械设备或者工艺等因素问题，导致织造出来的坯布不可避免地存在一些瑕疵。目前国内坯布厂大都依靠人工来检测疵点，其具体的检验过程是：在现场的日光照射下，承载坯布移动的机电设备以大约15m/min左右的速度运行，检验人员通过肉眼检测疵点，当发现疵点时，暂停机电设备，在其对应位置处做相应的标记，接着，再启动机电设备，直至一卷坯布检测完毕后，由检测人员对标记的疵点进行统计，给出疵点检测报告，作为该坯布质量等级判别的依据。由于人眼视觉的暂留效应、识别能力的限制以及人的主观因素，导致疵点检测的速率、准确率低下等问题，不仅直接影响到后续产品的质量，而且因人力成本提高也导致产品成本的攀升。

随着电子技术、计算机技术、图像处理技术的发展，基于机器视觉的坯布疵点自动检测系统的研究备受国内外学者们的高度关注。从系统结构上看，基于机器视觉的坯布疵点检测系统的组成和框架都大同小异，即在光照和机械传动设备的平台上，通过标准工业线阵CCD相机和计算机图像处理技术在线检测坯布疵点。但是，为了提高坯布疵点自动检测的速率与准确率，各系统的核心差异在于坯布疵点检测方法与计算处理技术。就目前坯布疵点检测方法大都以傅立叶变换、小波分析和神经网络作为重要工具；计算处理技术大多以主机或嵌入机(包括单板机、DSP(Digital Signal Processing)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)等)为平台，通过软件计算技术进行处理。然而，就目前看，这些手法仍然无法克服检测的速率与准确率偏低的问题。我国是纺织品制造大国，坯布疵点检测是关系国计民生的大事，因此，研制一种快速、准确地坯布疵点自动检测装置势在必行。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种坯布疵点自动检测装置，解决现有坯布疵点在线自动检测的速率与准确率偏低、安装与使用不便的问题。

本实用新型所采用的技术方案是，一种坯布疵点自动检测装置，包括核心处理器，核心处理器上连接有电平转换模块，电平转换模块上分别连接有线阵CCD相机及外同步传感器，核心处理器还通过USB接口与主机相连接。

本实用新型的特点还在于，

其中的核心处理器采用FPGA XC6SLX75芯片，并硬化有外同步控制逻辑模块、图像缓存模块、ILBP算子模块、DSPCNN算子模块、USB数据传输控制逻辑模块。

其中的电平转换模块采用DS90CR288A芯片、DS90LV047A芯片及MAX3098E芯片，实现LVDS电平与LVTTL电平的转换、RS422电平、LVTTL电平的转换。

其中的外同步传感器采用转速脉冲编码器。

其中的USB接口采用基于USB2.0协议的CY7C68013A芯片。

本实用新型的有益效果是，

1.本实用新型所提供的一种坯布疵点自动检测装置，在坯布幅宽1米内，其疵点检测的速率可达(80-95)m/min。

2.本实用新型所采用的ILBP算子是：针对织物纹理的特点，在一个M×N的待测坯布数字图像中，通过计算非重叠的n×n窗口内背景图像与待测图像间变异度的二进制模值差表示图像的特征，既有效地从图像背景中提取疵点区，又使计算得到的特征图像压缩至原图像的n×n分之一。

3.本实用新型所采用DSPCNN(Double Simplified Pulse Coupled Neural Networks，简称DSPCNN)算子的核心是PCNN。由于其时空总和特性以及信息的传播和耦合特性，导致空间邻近、外部刺激强度相似的神经元易于同步点火。这恰恰表征了空间邻近像素属性值相似的图像分布特点，使之用于图像分割具有独特的优势。DSPCNN算子在保留了PCNN模型特性的基础上，依据人眼的视觉特性，进行了简化，有效地克服了原算法的复杂度，使之运行效率有了明显地改善。

4.本实用新型所提供的坯布疵点自动检测装置充分利用了FPGA片内高度集成、分布式的状态机、硬逻辑单元、存储单元以及这些资源的可编程性，将其与时间重叠、资源重叠的并行计算技术相结合，使ILBP和DSPCNN硬化算子计算的像素输出频率与核心处理器的工作频率同步。