[發明專利]一種化纖絲尾絲外觀缺陷檢測系統及方法

有效

• 申請號: 201811635403.8
• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN109550712B
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 周奕弘;李樹
• 申請（專利權）人: 杭州慧知連科技有限公司
• 主分類號: B07C5/342
• 分類號: B07C5/342;G01N21/892
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 劉正君

1.一種化纖絲尾絲外觀缺陷檢測系統，其特征是：包括裝載絲錠的托盤，對托盤進行傳輸的傳送帶，絲錠上設置有標簽，在傳送帶上設置有暗箱，在暗箱后的傳送帶上設置有分揀單元，在暗箱中設置有采集標簽圖像和絲錠圖像的圖像采集單元，圖像采集單元將采集信息發送給處理單元進行尾絲缺陷檢測；

處理單元，從標簽圖像中識別標簽信息并讀取，從絲錠圖像中篩選出具有絲錠紙管的待測圖像，

對待測圖像的紙管區域進行邊緣檢測，提取主要特征描述紙管區域，具體過程包括：

進行高斯濾波；

計算紙管區域圖像中每個像素點的剔除強度和方向；

應用非極大值抑制，消除邊緣檢測到來的雜散相應；

應用雙閾值檢測確定真實和潛在的邊緣；

通過抑制鼓勵的弱邊緣完成canny邊緣檢測；本步驟中采用canny邊緣檢測，明顯化尾絲特征，

對所有紙管區域圖像進行主成分分析，主成分分析包括計算特征的協方差矩陣，求出協方差矩陣的特征值和特征向量，根據特征值大小來判定特征的重要程度，選取一定數量的特征值和特征向量作為圖像的表達，降低提取到的特征維度；其中協方差的計算公式為：

C＝∑(x-u)(x-u)^T

其中C為協方差矩陣，x為圖像的像素值，u為圖像的均值；

將處理后的待測圖像帶入尾絲分類器進行分類；

分揀單元，根據絲錠尾絲分類對絲錠良次品進行分揀。

2.根據權利要求1所述的一種化纖絲尾絲外觀缺陷檢測系統，其特征是所述傳送帶后端分岔形成良品輸送通道和次品輸送通道，所述分揀單元設置在傳送帶分岔處，分揀單元包括底盤，在底盤上分別設置有位于良品輸送通道前的第一擋桿和位于次品輸送通道前的第二擋桿，第一擋桿和第二擋桿分別連接在氣缸上，氣缸受控連接于處理單元。

3.一種化纖絲尾絲外觀缺陷檢測方法，采用權利要求1或2中所述的系統，其特征在于：包括，

建立用于檢測是否存在尾絲的尾絲分類器，其步驟包括：

S1.通過圖像采集單元收集大量絲錠圖像；

S2.對絲錠圖像進行紙管區域定位并分割；

S3.對紙管區域進行紙管分類；

S4.對分類為紙管的紙管區域圖像進行邊緣檢測，提取尾絲主要特征；具體過程包括：

S41.進行高斯濾波；

S42.計算紙管區域圖像中每個像素點的剔除強度和方向；

S43.應用非極大值抑制，消除邊緣檢測到來的雜散相應；

S44.應用雙閾值檢測確定真實和潛在的邊緣；

S45.通過抑制鼓勵的弱邊緣完成canny邊緣檢測；

S46.對所有紙管區域圖像進行主成分分析，主成分分析包括計算特征的協方差矩陣，求出協方差矩陣的特征值和特征向量，根據特征值大小來判定特征的重要程度，選取一定數量的特征值和特征向量作為圖像的表達，降低提取到的特征維度；其中協方差的計算公式為：

C＝∑(x-u)(x-u)^T

其中C為協方差矩陣，x為圖像的像素值，u為圖像的均值；

S5.將步驟S4中處理后的紙管區域的絲錠圖像進行尾絲分類，將分類好的紙管區域的絲錠圖像送入bp神經網絡訓練尾絲分類器；

獲取待測絲錠的標簽圖像，識別并讀取標簽信息，獲取待測絲錠的絲錠圖像，將待測絲錠圖像進行步驟S2-S4的處理，然后將處理后的待測絲錠圖像通過尾絲分類器進行分類。

4.根據權利要求3所述的一種化纖絲尾絲外觀缺陷檢測方法，其特征是步驟S2中對絲錠圖像進行紙管區域定位并分割的具體過程包括：

S21.收集大量的絲錠圖像，使用BBox-Label-Tool工具進行標注紙管區域，生成紙管區域的外界矩形框，將標注好的絲錠圖像作為訓練集，將訓練集轉換成LMDB格式的數據；

S22.使用SSD demo中提供的預訓練好的的VGG-16網絡作為SSD檢測網絡的基礎網絡，將步驟S21中獲得數據集帶入訓練；

S23.使用SSD檢測絲錠圖像的紙管區域，并根據檢測的矩形外界切割出紙管區域。