工业视觉纺织面料瑕疵快速识别定位方法、设备及介质与流程

本技术涉及工业互联网之工业视觉智能检测，特别涉及一种工业视觉纺织面料瑕疵快速识别定位方法、设备及介质。

背景技术：

1、在卷材类产品的连续化生产过程中，利用机器视觉对产品表面瑕疵进行在线检测并定位，是自动质量控制体系中的关键环节。以纺织面料为例，其检测流程通常为：工业相机在面料传输过程中连续采集图像，视觉算法识别瑕疵并输出其在图像中的坐标，下游执行机构（如喷墨标记器或裁切刀）根据该坐标在面料相应位置进行标记或切除。

2、然而，在上述“从检测到定位再到执行”链路中，相关技术存在以下三个尚未有效解决的技术问题：

3、第一，运动模糊导致瑕疵的像素坐标与真实物理位置存在偏差。在高速传输条件下，相机曝光期间面料持续运动，使采集到的图像沿运动方向产生拖影，即运动模糊。此时，算法从模糊图像中提取的瑕疵几何中心坐标，与瑕疵在该时刻的真实中心位置存在系统性偏移。该偏移量与瞬时线速度和曝光时长正相关，采用固定参数或静态标定无法消除。

4、第二，传输过程中的动态张力变化引起面料非线性形变，导致图像像素间距与物理空间尺度之间无法保持稳定的换算关系。面料在辊组之间流转时，所受张力受收放卷力矩波动、机械阻尼变化等因素影响而实时变化。由于纺织面料属柔性材料，其经向和纬向会在张力作用下发生不同程度的拉伸或回缩，使得标定好的图像像素当量与实际物理尺寸之间出现动态偏差。相关技术中，固定变换矩阵或静态标定方法，无法补偿这种由张力波动引入的非线性形变误差。

5、第三，视觉识别时刻与执行机构动作时刻之间的时空不同步，导致定位成果无法准确传递至物理执行环节。从相机捕获图像到算法输出结果，再到下游执行机构响应，存在固定的物理距离和不可忽略的系统延迟。在这一时间窗口内，面料仍在运动，且传送速度本身存在微幅抖动。传统的固定时间延迟触发方式，无法在传送速度波动或启停工况下保持位置对应关系，由此产生毫米级的执行偏差，影响分拣或修复精度。

6、因此，相关技术在高速动态传送条件下，尚缺少一种能够协同处理“运动退化、形变扰动、时空异步”这三个环节的瑕疵物理定位方法，以满足工业现场对精准识别与高精度执行的需求。

技术实现思路

1、本技术提供一种工业视觉纺织面料瑕疵快速识别定位方法、设备及介质，以解决相关检测方法在运动模糊、张力形变和时空不同步三类因素叠加影响下定位失准等问题，通过编码器脉冲实时构建一维点扩散退化函数并配合轻量化反褶积网络去除运动拖影，引入以瞬时张力为自变量的形变补偿矩阵修正面料拉伸带来的坐标偏差，再以空间脉冲递减与时间戳预测双重判据交汇触发执行机构，使得在速度波动和张力跳变并存的非稳态工况下，标记或裁切落点仍能准确对准瑕疵的真实物理位置，定位误差被稳定控制在±0.5mm以内。

2、本技术第一方面实施例提供一种工业视觉纺织面料瑕疵快速识别定位方法，包括以下步骤：

3、获取传送带驱动电机的旋转编码器脉冲波形，解算面料的瞬时线速度，结合相机曝光参数自适应构建一维点扩散退化函数，对高速抓拍的图像进行沿运动方向的模糊复原处理，提取瑕疵纯净边缘并确定瑕疵的初始像素几何中心坐标(xi,yi)；

4、获取在线张力传感器采集的面料流转过程中的瞬时张力值f，将所述瞬时张力值f作为形变补偿矩阵的自变量，联合预先标定的相机内参矩阵，将所述初始像素几何中心坐标(xi,yi)动态转换为绝对物理空间坐标(xp,yp)；

5、将所述绝对物理空间坐标(xp,yp)输入建立的时空双指针先进先出弹性队列缓存区，分别解析出距离下游执行机构的剩余目标脉冲数空间指针，以及绝对触发时间戳时间指针；

6、在监测到实际流转脉冲对齐所述空间指针，且系统硬件时钟对齐所述时间指针时，联合触发下游执行机构对瑕疵执行定位标记或裁切动作。

7、可选地，在一些实施例中，所述自适应构建一维点扩散退化函数，具体包括：

8、实时获取所述旋转编码器脉冲波形，并解算出面料的瞬时线速度v；

9、结合相机的曝光时间τ，构建一维点扩散退化函数，所述一维点扩散退化函数为：

10、；

11、其中，l=v·τ为曝光期间的位移模糊长度，为垂直于运动方向的狄拉克函数。

12、可选地，在一些实施例中，所述对高速抓拍的图像进行沿运动方向的模糊复原处理，具体包括：

13、根据所构建的退化函数，对所述图像进行沿运动方向的逆运算复原处理，消除沿运动方向的拖影，进而提取瑕疵边缘纹理并锁定所述初始像素几何中心坐标(xi,yi)。

14、可选地，在一些实施例中，所述将所述初始像素几何中心坐标(xi,yi)动态转换为绝对物理空间坐标(xp,yp)的转换公式为：

15、；

16、其中，为预先标定的相机内参矩阵，为以瞬时张力值f为自变量的瞬时张力形变补偿矩阵。

17、可选地，在一些实施例中，所述瞬时张力形变补偿矩阵表示为：

18、；

19、其中，为面料沿经向的非线性张力形变调节系数，为面料沿纬向的非线性张力形变调节系数，和通过预先对特定品种面料的弹性模量测试标定获得。

20、可选地，在一些实施例中，所述解析出距离下游执行机构的剩余目标脉冲数空间指针，具体包括：

21、将所述绝对物理空间坐标(xp,yp)重映射为距离下游执行机构的剩余目标编码器脉冲总数δp，并在所述时空双指针先进先出弹性队列缓存区中设置脉冲递减锁存逻辑。

22、可选地，在一些实施例中，所述解析出绝对触发时间戳时间指针，具体包括：

23、提取系统当前的绝对高精度时间戳t0，结合由编码器解算出的瞬时加速度a，动态预测执行机构的理论触发绝对时间戳ttrigger；

24、所述联合触发，具体包括：

25、在监测到编码器实际走过的相对脉冲数达到所述剩余目标编码器脉冲总数δp，且系统时钟硬件中断对齐所述ttrigger时，时空双重判据交汇，瞬间触发执行机构动作。

26、本技术第二方面实施例提供一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如上述实施例所述的工业视觉纺织面料瑕疵快速识别定位方法。

27、本技术第三方面实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述实施例所述的工业视觉纺织面料瑕疵快速识别定位方法。

28、本技术第四方面实施例提供一种计算机程序产品，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行，以用于实现如上述实施例所述的工业视觉纺织面料瑕疵快速识别定位方法。

29、本技术实施例的有益效果：

30、（1）本技术通过编码器脉冲实时解算瞬时线速度并动态构建一维退化函数，配合轻量化反褶积网络对线阵图像进行沿运动方向的模糊复原，消除了高速传输条件下运动拖影导致的瑕疵像素坐标漂移。

31、（2）本技术通过在线张力传感器实时获取面料瞬时张力值，并将其作为自变量引入形变补偿矩阵，联合线阵相机空间映射矩阵对像素坐标进行动态重映射，修正了柔性面料在张力波动下的非线性拉伸或回缩对物理坐标换算的影响。

32、（3）本技术通过建立以剩余编码器脉冲数和理论触发时间戳为双重判据的弹性队列缓存区，以空间脉冲递减锁存与硬件时钟中断对齐交汇的方式触发执行机构，使得在速度波动、张力跳变及启停切换等工况下标记或裁切落点仍能对准瑕疵物理位置，定位误差控制在±0.5mm以内。

33、（4）本技术通过将运动模糊复原算子部署于前级fpga并以流水线方式执行，单帧处理耗时缩短至毫秒级，在维持定位精度的同时保障了产线高速运行下的实时处理能力。

34、本技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。