基于多目视觉的布匹瑕疵在线检测方法研究

论文摘要

在服装生产之前,对布匹表面质量进行检测是保证产品质量的重要前提。目前,这项工作主要由人工完成,检测效率低,可靠性差,实现自动在线检测成已为必然趋势。针对这一需求,本文设计了基于多目视觉的布匹瑕疵在线检测系统,并对相关技术与方法进行了研究,完成了布面疵点信息的获取。本文从理论和试验两方面进行研究,完成的主要工作如下:(1)对照布匹瑕疵人工检测的过程,提出了基于机器视觉的检测系统来实现瑕疵检测各项功能的总体设计方案。(2)对布匹瑕疵的检测算法进行了研究。基于纹理分析的检测思路,对已有的基于Gabor滤波器的检测算法进行改进,针对其计算量较大,检测速度慢的缺点,提出了基于多通道分解Gabor滤波器的布匹瑕疵两级检测算法;同时,提出了一种基于图像能量分析的布匹瑕疵检测算法。该方法通过对布匹纹理主方向上的能量滤波,可增强瑕疵与背景的对比度,进而完成了瑕疵检测。(3)完成了多目视觉检测系统的标定,实现了瑕疵的定位。本文利用一块标有数字的棋盘格标定板完成各个摄像机的标定,然后借助相邻摄像机拍摄到的公共区域内的点,找到相邻摄像机局部世界坐标系之间的关系,从而完成了数据的拼接,实现了整个系统的标定。(4)完成了系统的硬件设计。除了对系统的主要硬件设备进行选型和设计外,还在验布机的基础上,设计了系统的机械传动部分,保证了布匹在一定的转速下,系统能够获得稳定清晰的图像。同时,利用验布机上的计码器,可以获取布匹移动的距离信号,从而触发摄像机进行图像采集。(5)完成了系统的软件设计,实现了系统中各个功能模块——图像采集、瑕疵检测、定位以及疵点信息储存程序的集成。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 利用视觉技术进行布匹瑕疵检测的意义
• 1.1.1 布匹瑕疵检测的意义与现状
• 1.1.2 机器视觉与布匹瑕疵检测
• 1.2 布匹瑕疵检测系统研究的国内外概况
• 1.2.1 国外现有的布匹瑕疵检测系统
• 1.2.2 国内的瑕疵检测系统研究现状
• 1.3 本课题研究的背景、主要研究内容、要达到的目标及意义
• 1.3.1 课题研究背景
• 1.3.2 主要研究内容
• 1.3.3 预期达到的目标及意义
• 1.4 基于多目视觉的布匹瑕疵在线检测的技术难点
• 1.5 本文的结构内容安排
• 2 基于多目视觉的布匹瑕疵检测系统的工作原理
• 2.1 引言
• 2.2 布匹瑕疵检测系统分析
• 2.2.1 人工检测过程分析
• 2.2.2 系统的性能要求
• 2.3 系统的工作原理
• 2.3.1 检测系统的结构及工作原理
• 2.3.2 布匹瑕疵检测系统各部分的工作原理
• 2.4 本章小结
• 3 布匹瑕疵检测算法的研究
• 3.1 引言
• 3.2 疵点检测方法综述
• 3.2.1 纹理及其常用分析方法
• 3.2.2 基于纹理分析的疵点检测方法总结与分析
• 3.3 基于Gabor滤波器的布匹瑕疵两级检测方法
• 3.3.1 检测原理
• 3.3.2 相关理论
• 3.3.3 算法的实现
• 3.3.4 实验
• 3.4 基于图像能量分析的布匹瑕疵检测方法
• 3.4.1 检测原理
• 3.4.2 基于图像能量分析检测方法的可行性分析
• 3.4.3 算法的实现
• 3.5 区域标号
• 3.6 本章小结
• 4 多目视觉下的瑕疵定位方法研究
• 4.1 引言
• 4.2 单摄像机的标定
• 4.2.1 摄像机模型的建立
• 4.2.2 摄像机的标定
• 4.3 多摄像机系统的标定
• 4.3.1 局部世界坐标系的统一
• 4.3.2 局部坐标系与系统测量坐标系的统一
• 4.4 本章小结
• 5 布匹瑕疵检测系统设计
• 5.1 检测系统整体设计
• 5.2 检测系统硬件设计
• 5.2.1 硬件系统组成及系统结构
• 5.2.2 硬件系统设计及设备选型
• 5.3 检测系统软件设计
• 5.3.1 检测系统的软件模块划分
• 5.3.2 图像采集模块
• 5.3.3 疵点检测模块
• 5.3.4 疵点定位模块
• 5.3.5 疵点信息管理模块
• 5.4 本章小结
• 6 检测试验及误差分析
• 6.1 系统试验
• 6.1.1 布匹瑕疵检测试验
• 6.1.2 布匹瑕疵定位试验及疵点信息储存
• 6.2 误差分析
• 6.3 本章小结
• 7 总结与展望
• 7.1 本文的主要工作和创新点
• 7.2 课题展望
• 8 参考文献
• 9 攻读硕士学位期间发表论文情况
• 10 致谢