[發(fā)明專利]應(yīng)用于織物疵點(diǎn)在線檢測(cè)的RGBPSP彩色三維重建方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210102442.8
• 申請(qǐng)日: 2012-04-10
• 公開（公告）號(hào): CN102661724A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋麗梅;楊燕罡;董虓霄;張亮;陳昌曼
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01B11/25
• 分類號(hào): G01B11/25;G01N21/88;G06T7/00
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• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于織物疵點(diǎn)在線檢測(cè)的彩色三維重建方法，更具體的說，本發(fā)明涉及一種能夠用于織物生產(chǎn)線的彩色三維疵點(diǎn)檢測(cè)的快速三維重建方法。

背景技術(shù)

紡織工業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)傳統(tǒng)支柱產(chǎn)業(yè)和重要的民生產(chǎn)業(yè)，也是國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)明顯的產(chǎn)業(yè)，在繁榮市場(chǎng)、擴(kuò)大出口、吸納就業(yè)、增加農(nóng)民收入、促進(jìn)城鎮(zhèn)化發(fā)展等方面發(fā)揮著重要作用。加快振興紡織工業(yè)，必須以自主創(chuàng)新、技術(shù)改造、淘汰落后、優(yōu)化布局為重點(diǎn)，推進(jìn)結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)升級(jí)，推進(jìn)我國(guó)紡織工業(yè)由大到強(qiáng)的轉(zhuǎn)變。

中國(guó)目前是紡織品服裝出口大國(guó)，但是我們從紡織服裝加工中心變成一個(gè)紡織服裝的利潤(rùn)中心需要走的路還相當(dāng)遙遠(yuǎn)。自從我國(guó)加入WTO以來，紡織品出口一直以低價(jià)位、低利潤(rùn)與國(guó)外產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)，占領(lǐng)的大多數(shù)為中低端市場(chǎng)，而對(duì)質(zhì)量要求嚴(yán)格的高端市場(chǎng)難以進(jìn)入。因此，通過提高檢驗(yàn)的技術(shù)與裝配來提升我國(guó)紡織品質(zhì)量已經(jīng)成為迫在眉睫的問題。

織物疵點(diǎn)的自動(dòng)檢測(cè)和識(shí)別是20世紀(jì)90年代以來的一個(gè)研究熱點(diǎn)。目前，國(guó)際上形成商品的自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)為數(shù)不多，比較有影響的是：瑞士Uster公司的Fabriscan系統(tǒng)、比利時(shí)BracoVision公司的Cyclops系統(tǒng)和以色列EVS公司的I2TEX系統(tǒng)，這些系統(tǒng)價(jià)格非常昂貴，國(guó)內(nèi)紡織企業(yè)主要還是靠人工離線檢測(cè)。人工檢驗(yàn)效率低，易疲勞，而且容易出現(xiàn)漏檢現(xiàn)象。因此，必須開發(fā)結(jié)構(gòu)靈活，算法穩(wěn)定，適應(yīng)性強(qiáng)的低成本在線疵點(diǎn)檢測(cè)系統(tǒng)。李立輕等將自適應(yīng)正交小波變換應(yīng)用于織物疵點(diǎn)檢測(cè)；宋寅卯等研究了基于最優(yōu)PCNN模型的織物疵點(diǎn)自動(dòng)檢測(cè)；王三武等研究了基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的織物疵點(diǎn)檢測(cè)方法；卿湘運(yùn)等提出了基于局部熵的織物疵點(diǎn)檢測(cè)與識(shí)別方法；高曉丁等研究了基于支撐矢量機(jī)的織物疵點(diǎn)識(shí)別算法；邢亞敬等研究了基于優(yōu)化Gabor濾波器的織物疵點(diǎn)檢測(cè)方法。上述方法為計(jì)算機(jī)視覺在織物檢測(cè)方面的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)，但是由于上述檢測(cè)均是基于二維圖像處理，尚存在如下問題：

(1)難以解決“布面皺痕”帶來的圖像干擾。走布(卷布)輥為主動(dòng)傳動(dòng)，放布為被動(dòng)，在檢測(cè)區(qū)的布面雖有一定張力，但在卷布過程中，張力有波動(dòng)，張力過大或過小都會(huì)使檢測(cè)區(qū)的布面產(chǎn)生凸凹皺痕，此皺痕在二維圖像成像為陰影，容易被誤認(rèn)為疵點(diǎn)。

(2)難以解決“環(huán)境光背景光變化”帶來的圖像干擾。當(dāng)燈箱環(huán)境光或者背景光發(fā)生變化時(shí)，或者背景光因老化等原因出現(xiàn)光線不勻現(xiàn)象時(shí)，均會(huì)導(dǎo)致二維圖像出現(xiàn)灰度變化，該灰度變化很難與疵點(diǎn)信息帶來的灰度變化區(qū)別開。

(3)難以解決“飛絮”帶來的圖像干擾。若織物表面存在飛絮，容易將飛絮產(chǎn)生的陰影誤認(rèn)為是疵點(diǎn)。

(4)目前織物疵點(diǎn)只能應(yīng)用于素色織物疵點(diǎn)的檢測(cè)，對(duì)于復(fù)雜背景彩色織物的檢測(cè)還有待進(jìn)一步研究。

本發(fā)明設(shè)計(jì)的快速彩色三維重建方法，正是為了解決上述問題而提出來的。三維重建方法一直是國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)，1982年Marr的視覺計(jì)算理論，提出從圖像恢復(fù)物體的三維形狀，推動(dòng)了基于圖像技術(shù)的三維形貌測(cè)量技術(shù)的研究。20世紀(jì)90年代后，隨著圖像處理理論，模式識(shí)別理論，視覺標(biāo)定理論，外極約束理論，二維和三維拼接理論等相關(guān)理論的發(fā)展，三維視覺測(cè)量技術(shù)在不同領(lǐng)域轉(zhuǎn)化成工業(yè)產(chǎn)品，并具有檢測(cè)速度快，非接觸，精度高等優(yōu)勢(shì)。如德國(guó)GOM公司的ATOS三維光學(xué)掃描儀，德國(guó)Ettemeyer?3D公司的G-Scan系列，美國(guó)法如(FARO)科技的便攜式激光掃描儀等。通過三維掃描儀測(cè)量所得到的三維形貌數(shù)據(jù)，可直接用于視覺檢測(cè)和逆向工程等領(lǐng)域，在汽車、摩托車、模具、人體和服裝、鞋帽、雕刻等領(lǐng)域，具有深遠(yuǎn)的意義。但是已有的三維重建方法一般需要向被測(cè)物體投射一系列的光信息，要求在光投射過程中被測(cè)物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，顯然無法滿足織物在線疵點(diǎn)檢測(cè)的需求，因此已有的三維重建方法很難應(yīng)用到在線視覺檢測(cè)領(lǐng)域。

本發(fā)明提出了RGBPSP(Red?Green?Blue?Phase?Shift?Profilometry)彩色三維重建方法，可以應(yīng)用于織物疵點(diǎn)彩色在線檢測(cè)領(lǐng)域，同時(shí)也可以滿足在線彩色三維視覺測(cè)量的需要。所述的彩色三維重建方法采用一個(gè)彩色攝像機(jī)和一個(gè)彩色光源投射裝置，所述的彩色光源投射裝置不需要向被測(cè)物體投射一系列的光信息，而是一直向被測(cè)織物投射固定不變的光信息；所述的一個(gè)彩色攝像機(jī)與所述的光源投射裝置放置在不同的角度，通過標(biāo)定后，可以獲得織物所在視場(chǎng)內(nèi)的全部彩色三維數(shù)據(jù)。因此，本發(fā)明可以實(shí)時(shí)獲得織物表面的三維數(shù)據(jù)信息，具有三維重建快速準(zhǔn)確的特點(diǎn)，并且可以獲得織物表面的三維顏色信息。顏色信息與三維結(jié)構(gòu)信息的分開，可以更加方便的進(jìn)行織物各種形式的疵點(diǎn)檢測(cè)。