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织物悬垂测试器的研发是织物悬垂性研究领域中的一个重要分支。近年来,随着数字化技术的不断发展,利用计算机数字图像处理技术测试织物悬垂性的已经成为当前织物悬垂性研究的热点之一。但是通过对当前基于图像处理技术悬垂仪的调研,发现对织物悬垂数字化测试方法的研究远落后于对织物悬垂性能本身评价方法的研究。因此十分有必要开发出一个全面的、适用性广泛的用于织物悬垂测试及分析的软件系统。
首先,介绍了织物悬垂三维形态测试软件的总体设计。软件核心功能模块有两个部分,一个是计算机数字图像处理模块,该部分利用图像处理技术提取反映织物悬垂性能的评价指标;另一个是织物悬垂三维曲面模拟模块,这个部分主要利用计算机辅助几何设计和计算机图形学的有关理论技术对织物悬垂三维曲面建模并模拟其真实感图形。
在基于图像处理的织物悬垂性测试部分,提出了两种织物悬垂投影图像的定位的方法,通过这两种方法获取测试托盘的圆心坐标及半径;然后通过图像预处理、边缘轮廓点采样及边缘轮廓点修正的方法提取织物边缘轮廓点坐标序列。针对印花织物试样的特点提出采用GVFSnake边缘检测模型来识别织物试样边缘轮廓,并且将这种边缘检测方法与前面所介绍的基于边缘轮廓梯度扫描采样的方法作了比较,认为虽然GVFSnake边缘检测模型适应性较强,但是由于其自身的复杂性导致无法在实际中使用。最后,首次提出采用最佳三角逼近的方法来拟合织物边缘轮廓点序列,通过实验证明该方法可以将对离散的边缘轮廓点序列的分析转化为对三角多项式函数的分析,使悬垂性能评价指标的提取更加容易和精确。
在织物悬垂三维曲面测试及模拟部分,首次提出用等高线结构光的方法来测量织物三维曲面的坐标。首先利用自行研制的三维悬垂测试仪产生等高线结构光投射在织物试样曲面上,使之产生一条条明暗相间的等高线条纹,并将带等高线条纹的织物试样图像输入计算机。然后利用等高条纹识别算法采集等高线上的数据点,并恢复其三维坐标。设计了Bézier曲面拟合织物悬垂曲面三维坐标点的三维曲面建模方法,其处理流程包括数据点分割、参数化数据点、反求Bézier曲线控制点、Bézier拟合以及Bézier曲面的G1拼接。最后利用OpenGL三维图形技术模拟了织物悬垂三维曲面形态。通过实验发现仅白色试样能够比较形成比较理想的等高线条纹,对其他不能形成等高线条纹的织物试样,提出了用形态控制参数近似地模拟其曲面三维形态的方法,并且给出了几种试样的模拟效果。
通过对图像处理部分的误差分析,得出了系统图像处理部分的误差值以及透视误差的修正公式。
最后,在Windows平台下,用MicrosoftVisualC++集成开发环境集成了各个功能模块实现了织物悬垂三维形态测试软件。