布料检测系统及用于布料的瑕疵标记方法与流程

1.本揭露内容是有关于一种布料检测系统及其操作方法，且特别是有关于一种布料的瑕疵检测系统以及用于布料的瑕疵标记方法。


背景技术：

2.在纺织品的生产过程中，布料的品质检测与控制十分重要。一般而言，布料的瑕疵检测及瑕疵标记常通过人工视觉及手动标记来完成，而此种方法常导致漏检测或误检测的情形发生，且单靠人工视觉及手动标记无法达到快速检测的效果。现阶段而言，验布机虽可粗略地检测布料的瑕疵，但却无法满足布料的高精度及高速检测需求。因此如何同时满足布料的高精度及高速检测需求，仍为纺织业者积极研究的课题。


技术实现要素：

3.本揭露内容提供一种布料检测系统及用于布料的瑕疵标记方法，其可精准地定位及标记出瑕疵的位置，从而优化检测结果并提升检测效率。
4.根据本揭露一些实施方式，适用于布料的瑕疵标记的布料检测系统包括检测腔、摄像元件、第一光源以及标记元件。检测腔具有入布端以及出布端。摄像元件配置于检测腔中，并具有摄像面，且摄像面是正向面对布料的第一表面。第一光源配置于检测腔中且相邻于摄像元件。第一光源具有第一发光面，且第一发光面是正向面对布料的第一表面。标记元件配置于检测腔的出布端，且是斜向面对布料的第一表面。
5.在本揭露一些实施方式中，标记元件与布料的第一表面的夹角介于15度至45度间。
6.在本揭露一些实施方式中，布料检测系统还包括第二光源、第三光源以及第四光源。第二光源配置于检测腔中，并具有正向面对布料的第二表面的第二发光面，且第二表面相对于第一表面。第三光源配置于检测腔中，并具有斜向面对布料的第一表面的第三发光面。第四光源配置于检测腔中，并具有斜向面对布料的第一表面的第四发光面。
7.根据本揭露一些实施方式，用于布料的瑕疵标记方法包括以下步骤。提供前述布料检测系统。透过第一光源及摄像元件将布料的第一表面转换为影像图案。透过影像图案判断布料是否具有瑕疵。若布料具有瑕疵，判断瑕疵的位置。透过标记元件于布料的第一表面标记瑕疵的位置。
8.在本揭露一些实施方式中，判断瑕疵的位置包括以下步骤。取得影像图案的数字特征，其中数字特征包括瑕疵沿第一方向的长度，且第一方向平行于布料的行进方向。
9.在本揭露一些实施方式中，判断瑕疵的位置包括以下步骤。取得影像图案的实体特征，其中实体特征包括影像图案的等待标记时间。
10.在本揭露一些实施方式中，影像图案的等待标记时间＝[(影像图案的整体移动时间)-(影像图案的取像延迟时间)-(影像图案的取像位移时间)]。
[0011]
在本揭露一些实施方式中，影像图案的整体移动时间＝[(影像图案由摄像元件处
移动至标记元件处所行经的距离)/(布料的输送速度)]，影像图案的取像延迟时间＝[(布料的第一表面与摄像元件间的垂直距离)/(布料的输送速度)]，且影像图案的取像位移时间＝[(影像图案的像素数量)/(摄像元件的取像频率)]。
[0012]
在本揭露一些实施方式中，影像图案的像素数量是影像图案在第一方向上的像素条数，且第一方向平行于布料的行进方向。
[0013]
在本揭露一些实施方式中，透过影像图案判断布料是否具有瑕疵包括以下步骤。产生影像图案的特征信息。透过特征信息判断布料是否具有瑕疵。
[0014]
根据本揭露上述实施方式，透过布料检测系统中摄像元件、第一光源以及标记元件的配置，布料检测系统可透过由布料所产生的影像图案检测出布料的瑕疵，并可精准地定位及标记出瑕疵的位置，从而优化检测结果并提升检测效率。
附图说明
[0015]
为让本揭露的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说明如下：
[0016]
图1绘示根据本揭露一些实施方式的布料检测系统的示意图；以及
[0017]
图2绘示根据本揭露一些实施方式的用于布料的瑕疵标记方法的流程图。
[0018]
【符号说明】
[0019]
50:布料
[0020]
51:第一表面
[0021]
53:第二表面
[0022]
100:布料检测系统
[0023]
110:检测腔
[0024]
112:底面
[0025]
120:摄像元件
[0026]
122:摄像面
[0027]
130:第一光源
[0028]
132:第一发光面
[0029]
140:标记元件
[0030]
150:第二光源
[0031]
152:第二发光面
[0032]
160:第三光源
[0033]
162:第三发光面
[0034]
170:第四光源
[0035]
172:第四发光面
[0036]
180:第一辊轮
[0037]
190:第二辊轮
[0038]
200:第三辊轮
[0039]
i:入布端
[0040]
o:出布端
[0041]
d1,d2:距离
[0042]
θ1,θ2,θ3:夹角
[0043]
h:厚度
[0044]
h1:第一高度
[0045]
h2:第二高度
[0046]
d1:第一方向
[0047]
d2:第二方向
[0048]
s10～s15:步骤
具体实施方式
[0049]
以下将以附图揭露本揭露的多个实施方式，为明确地说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本揭露。也就是说，在本揭露部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的，因此不应用以限制本揭露。此外，为简化附图起见，一些已知惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式绘示。另外，为了便于读者观看，附图中各元件的尺寸并非依实际比例绘示。
[0050]
应当理解，尽管术语“第一”、“第二”以及“第三”等在本文中可以用于描述各种元件、部件、区域、层及/或部分，但这些元件、部件、区域、及/或部分不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件、部件、区域、层或部分与另一个元件、部件、区域、层或部分彼此区分。因此，下文中所述的“第一元件”、“部件”、“区域”、“层”或“部分”亦可被称为第二元件、部件、区域、层或部分而不脱离本文的教导。
[0051]
本揭露内容提供一种布料检测系统，其可例如是验布机。透过布料检测系统中的摄像元件、第一光源以及标记元件的配置，布料检测系统可透过由布料所产生的影像图案检测出布料的瑕疵，并可精准地定位及标记出瑕疵的位置，从而优化检测结果并提升检测效率。
[0052]
图1绘示根据本揭露一些实施方式的布料检测系统100的示意图。本揭露的布料检测系统100适用于布料50的瑕疵检测、定位及标记，且布料检测系统100包括检测腔110、摄像元件120、第一光源130以及标记元件140。检测腔110具有入布端i及出布端o。在一些实施方式中，布料50可由入布端i进入至检测腔110的内部，并于检测腔110的内部进行瑕疵的检测及定位后，再由检测腔110的出布端o输出以进行瑕疵的标记，其中布料50可具有相对的第一表面51及第二表面53。在一些实施方式中，布料50可例如是针织布、梭织布、不织布或其组合。在一些实施方式中，检测腔110可以是不透光的腔体，以避免外界光线影响瑕疵的检测及定位，从而提升瑕疵标记的精准度。
[0053]
摄像元件120配置于检测腔110中，并具有摄像面122，且摄像面122是正向地面对布料50的第一表面51，亦即，摄像面122平行于布料50的第一表面51。摄像元件120配置以将布料50的第一表面51的部分区块转换为影像图案，从而提供例如是服务器的控制元件判读以进一步进行瑕疵的检测、定位及标记。换句话说，摄像元件120可耦接于例如是服务器的控制元件。在一些实施方式中，摄像元件120可连接至例如是滑轨的移动元件，以根据瑕疵的位置对应地移动，从而将布料50上具有瑕疵的区块转换为影像图案。在一些实施方式中，摄像元件120可例如是电荷耦合元件。
[0054]
第一光源130配置于检测腔110中且相邻于摄像元件120。第一光源130具有第一发光面132，且第一发光面132是正向地面对布料50的第一表面51，亦即，第一发光面132平行于布料50的第一表面51。第一光源130配置以提供第一光线至布料50的第一表面51，使摄像元件120可清楚地撷取布料50的第一表面51的纹理特征。在一些实施方式中，第一光源130可耦接于例如是服务器的控制元件。在一些实施方式中，第一光源130的第一发光面132与布料50的第一表面51间的距离d1可介于40厘米至50厘米间，从而使布料50的第一表面51的纹理特征清楚地呈现。在一些实施方式中，第一发光面132与摄像面122可实质上共平面。
[0055]
标记元件140配置于检测腔110的出布端o。在一些实施方式中，标记元件140可紧邻于检测腔110的出布端o，以降低瑕疵标记的误差，从而提升瑕疵标记的精准度。本揭露的标记元件140是斜向地面对布料50的第一表面51，也就是说，标记元件140是斜向地于布料50的第一表面51产生标记。具体而言，标记元件140可例如是可自动补充墨水或碳粉等涂料的元件，且由标记元件140所补充的涂料是斜向地与布料50的第一表面51产生初步的接触。在一些实施方式中，标记元件140与布料50的第一表面51的夹角θ1可介于15度至45度间，以使布料50于标记期间流畅地前进而不需暂停其输送，从而提升检测效率，并可降低标记元件140于标记期间施加于布料的推力强度，以避免布料50过度拉扯，从而确保布料50维持在平整的状态直至瑕疵的检测、定位及标记完全结束为止。换句话说，相较于传统使用粘贴或压印等方式进行瑕疵的标记，本揭露的标记元件140的配置可大幅提升布料50于输送时的流畅度，从而提升布料50的瑕疵检测效率。在一些实施方式中，标记元件140可耦接于例如是服务器的控制元件，从而根据控制元件中的数字特征及实体特征对布料50进行瑕疵标记(此将于后文中进行更详细的说明)。
[0056]
在一些实施方式中，布料检测系统100可还包括第二光源150。第二光源150配置于检测腔110中，并具有第二发光面152，且第二发光面152正向地面对布料50的第二表面53，亦即，第二发光面152平行于布料50的第二表面53。第二光源150配置以提供第二光线至布料50的第二表面53，且第二光线可进一步穿透布料50，使摄像元件120可清楚撷取布料50靠近于第一表面51的内层的纹理特征，以提升瑕疵检测与定位的精准度。在一些实施方式中，第二光源150可耦接于例如是服务器的控制元件。通过第二光源150的配置，本揭露的布料检测系统100可适用于具有一定厚度h的布料50。举例而言，布料50的厚度h可介于0.08mm至0.5mm间。在一些实施方式中，第二光源150的第二发光面152与布料50的第二表面53间的距离d2可介于6厘米至15厘米间，从而使布料50靠近于第一表面51的内层的纹理特征清楚地呈现。
[0057]
在一些实施方式中，布料检测系统100可还包括配置于检测腔110中的第三光源160及第四光源170。第三光源160及第四光源170分别配置以提供第三光线及第四光线至布料50的第一表面51，使摄像元件120可清楚地撷取布料50的第一表面51的纹理特征。第三光源160及第四光源170配置以做为侧向光源，也就是说，第三光源160及第四光源170分别具有第三发光面162及第四发光面172，且第三发光面162及第四发光面172是斜向面对布料50的第一表面51。在一些实施方式中，第三发光面162的法线与第一表面51的法线的夹角θ2可介于30度至60度间(较佳可介于40度至50度间)，且第四发光面172的法线与第一表面51的法线的夹角θ3可介于30度至60度间(较佳可介于40度至50度间)，从而使布料50的第一表面51的纹理特征清楚地呈现。在一些实施方式中，第三光源160及第四光源170可各自耦接于
例如是服务器的控制元件。在一些实施方式中，第三光源160及第四光源170相对于摄像元件120可例如是呈现镜像配置。
[0058]
在一些实施方式中，布料检测系统100可还包括第一辊轮180及第二辊轮190。第一辊轮180及第二辊轮190分别配置于检测腔110的入布端i及出布端o，以分别控制布料50进入检测腔110的速度及由检测腔110输出的速度。第一辊轮180及第二辊轮190可于瑕疵检测期间即时调整布料50的张力以维持布料50的平整性，从而提升瑕疵检测及定位的精准度，并可进一步避免标记元件140于瑕疵标记期间对布料50过度地拉扯，从而确保布料50维持在平整的状态直至瑕疵的检测、定位及标记完全结束为止。在一些实施方式中，第一辊轮180以及第二辊轮190可耦接于例如是服务器的控制元件，以由控制元件调整第一辊轮180以及第二辊轮190各自的转速。在一些实施方式中，第一辊轮140相对于检测腔110的底面112可具有第一高度h1，第二辊轮150相对于检测腔110的底面112可具有第二高度h2，且第一高度h1可小于第二高度h2。如此一来，可提升布料50在输送过程中的流畅度，并可提升布料50的平整性。在一些实施方式中，布料检测系统100可还包括多个第三辊轮200，第三辊轮200可配置于检测腔110的外部及/或内部，从而稳定地输送布料50。在一些实施方式中，第三辊轮200仅用于支撑布料50，而不用于调整布料50的转速，也就是说，第三辊轮200的转速随着第一辊轮180及第二辊轮190两者的相对转速而改变。
[0059]
应了解到，已叙述过的元件连接关系与功效将不再重复赘述，合先叙明。在以下叙述中，将说明使用布料检测系统100标记布料的瑕疵的方法，亦即说明用于布料的瑕疵标记方法。
[0060]
图2绘示根据本揭露一些实施方式的用于布料的瑕疵标记方法的流程图。请参见图1及图2。用于布料的瑕疵标记方法包括步骤s10至s15。在步骤s10中，提供布料检测系统100。在步骤s11中，将布料50引进检测腔110。在步骤s12中，将布料50的第一表面51转换为影像图案。在步骤s13中，判断布料50是否具有瑕疵。若布料50具有瑕疵，在步骤s14中，判断瑕疵的位置。在步骤s15中，于布料50的第一表面51标记瑕疵的位置。在以下叙述中，将进一步说明上述各步骤。
[0061]
首先，在步骤s10中，提供如图1所示的布料检测系统100。接着，在步骤s11中，透过第一辊轮180以及第二辊轮190将布料50引进检测腔110。在一些实施方式中，可进一步透过多个第三辊轮200以将布料50引进检测腔110。在一些实施方式中，当开始将布料50引进检测腔110时，第一辊轮180、第二辊轮190及多个第三辊轮200可具有相同的转速，从而良好地控制布料50的输送状况。
[0062]
随后，在步骤s12中，至少透过第一光源130所提供的第一光线，使布料50的第一表面51及/或靠近于第一表面51的内层的部分区块的纹理特征清楚呈现，以供摄像元件120将第一表面51及/或靠近于第一表面51的内层的部分区块转换为影像图案。在一些实施方式中，可根据布料50的厚度h选择性地开启第二光源150。更详细而言，当布料50具有相对较小的厚度h(例如，介于0.08mm至0.2mm的厚度h)时，可关闭第二光源150；当布料50具有相对较大的厚度h(例如，介于0.2mm至0.5mm的厚度h)时，可开启第二光源150。如此一来，本揭露的用于布料的瑕疵标记方法可有效地达到节能省电的效果。在完成此步骤后，布料检测系统100可至少透过第一光源130以及摄像元件120，以至少将布料50的第一表面51的部分区块转换为影像图案。具体而言，当布料50的特定区块具有瑕疵时，所述特定区块可被转换为具
有阴影、暗纹或亮纹等的影像图案。在一些实施方式中，由摄像元件120撷取的影像图案可被传输至例如是服务器的控制元件中，以供后续的使用及判读。
[0063]
在一些实施方式中，布料检测系统100可透过第一光源130、第二光源150、第三光源160及第四光源170中任一者以上的组合，形成17种照光条件以照射布料50的第一表面51及/或第二表面53，以供摄像元件120清楚地撷取布料50的第一表面51及/或靠近于第一表面51的内层的部分区块的纹理特征，从而针对单一区块形成多个影像图案。透过17种照光条件的照射以形成多个影像图案可避免后续瑕疵的检测与判读受到布料50本身的花纹、纹路或花色影响，从而精准地判断布料50是否存在瑕疵。在一些实施方式中，第一光源130、第三光源160及第四光源170的强度可相同，且第二光源150的强度可以是第一光线的强度的2.6倍至17.0倍，从而有利于使布料50的破洞瑕疵清楚地呈现，以供摄像元件120进一步撷取。在一些实施方式中，第一光源130、第三光源160及第四光源170的强度可相同，且第二光源150的强度可以是第一光源130的强度的0.8倍至2.0倍，从而有利于使布料50的折痕或脏污瑕疵清楚地呈现，以供摄像元件120进一步撷取。在一些实施方式中，第一光源130、第二光源150、第三光源160以及第四光源170的波长可例如是落在白光或红外光的频谱范围，其中又以落在红外光的频谱范围较佳。
[0064]
接着，在步骤s13中，透过影像图案判断布料50是否具有瑕疵。在一些实施方式中，可先产生影像图案的特征信息，再透过所产生的特征信息判断布料50是否具有瑕疵。在一些实施方式中，特征信息可例如是由0度方向(水平方向)、45度方向(右对角方向)、90度方向(垂直方向)以及135度方向(左对角方向)自影像图案取得多个灰阶共生矩阵，并计算每个灰阶共生矩阵的多个元素的平方和，再计算多个平方和的标准差而得。换句话说，特征信息可例如是多个灰阶共生矩阵的多个元素的平方和的标准差。透过将影像图案所产生的特征信息与已预先储存于服务器中的已知特征信息进行比对，可判断布料50是否存在瑕疵。
[0065]
若布料50经步骤s13而判断为具有瑕疵，在步骤s14中，判断瑕疵的位置。在一些实施方式中，可透过例如是服务器的控制元件取得影像图案的数字特征以及实体特征，从而精准地判断瑕疵的位置。针对影像图案的数字特征而言，影像图案的数字特征可包括瑕疵的相对座标及尺寸(例如，面积、长度等)。在一些实施方式中，影像图案的数字特征可例如是瑕疵沿第一方向d1的长度，且第一方向d1平行于布料50的行进方向，从而有利于标记元件140顺着布料50的行进方向进行瑕疵标记，以提升瑕疵标记的便利性及精准度。透过取得影像图案的数字特征，标记元件140可精准地标记瑕疵的位置及尺寸，从而使后段的制程(例如，布料50的瑕疵裁切制程)精准且有效率地进行。针对影像图案的实体特征而言，影像图案的实体特征可包括影像图案的等待标记时间t。详细而言，由于在摄像元件120将布料50的第一表面51的特定区块转换为影像图案后，布料50的所述特定区块会先行经一段距离才会抵达标记元件140处以进行瑕疵标记，因此影像图案的实体特征可确保标记元件140于正确的时机点进行瑕疵标记，从而提升瑕疵标记的精准度。
[0066]
在一些实施方式中，影像图案的等待标记时间t可表示为[(影像图案的整体移动时间t1)-(影像图案的取像延迟时间t2)-(影像图案的取像位移时间t3)]。在一些实施方式中，影像图案的整体移动时间t1可表示为[(影像图案由摄像元件120处(例如，摄像元件120的正下方)移动至标记元件140处(例如，标记元件140的正下方)所行经的距离)/(布料50的输送速度)]。在一些实施方式中，影像图案的取像延迟时间t2可表示为[(布料50的第一表
面51与摄像元件120的摄像面122间的垂直距离)/(布料50的输送速度)]，也就是说，影像图案的取像延迟时间t2可视为由布料50与摄像元件120间的垂直高度差而造成的时间延迟。在一些实施方式中，影像图案的取像位移时间t3可表示为[(影像图案的像素数量)/(摄像元件120的取像频率)]，也就是说，影像图案的取像位移时间t3可视为在产生影像图案的瞬间，由布料50的水平位移而造成的时间延迟。针对影像图案的像素数量而言，由于摄像元件120可透过线性扫描(line scan)的方式撷取多条像素以产生影像图案，因此所产生的影像图案可包括多条平行排列的像素。在一些实施方式中，影像图案的像素数量可例如是影像图案在第一方向d1上的像素条数，也就是说，每一条像素可例如是沿着垂直于第一方向d1的第二方向d2延伸，并在第一方向d1上紧密地排列。
[0067]
接着，在步骤s15中，透过标记元件140于布料50的第一表面51标记瑕疵的位置。详细而言，标记元件140可由控制元件获取于步骤s14中所得到的影像图案的数字特征及实体特征，并透过影像图案的数字特征及实体特征，于正确的时机点精准地于布料50的第一表面51标记瑕疵的位置及尺寸(例如，沿第一方向d1的长度)。在一些实施方式中，标记元件140可顺着布料50的行进方向进行瑕疵的标记，从而提升瑕疵标记的便利性以及精准度。
[0068]
根据本揭露上述实施方式，透过布料检测系统中摄像元件、第一光源以及标记元件的配置，布料检测系统可透过由布料所产生的影像图案的特征信息检测出布料的瑕疵，并可透过由布料所产生的影像图案的数字特征及实体特征，精准地定位及标记出瑕疵的位置，从而优化检测结果并提升检测效率。当使用本揭露的布料检测系统对布料进行瑕疵标记时，瑕疵的标记误差(例如，瑕疵的长度的误差)小于0.5％。另一方面，当使用本揭露的布料检测系统对布料进行瑕疵检测、定位以及标记时，布料的输送速度可大于40m/min，且较佳可介于60m/min至80m/min间。
[0069]
虽然本揭露已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本揭露，任何熟悉此技艺者，在不脱离本揭露的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本揭露的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。