双轴向力学拉伸处理的织物分析系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种双轴向力学拉伸处理的织物分析系统及方法，包括：照明装置、光学观察成像系统、信号采集控制系统、织物图像分析模块及计算机，其特点是：有一双轴向力学拉伸装置对织物样本进行双轴向力学拉伸，使织物组织结构明晰；照明装置对织物样本提供照明，光学观察成像系统拍摄织物样本的图像，该图像经信号采集控制系统输入到计算机，信号采集控制系统用于织物样本图像和信号采集及控制，织物图像分析模块对织物样本图像完成组织点区域识别、组织类型分析、色纱排列分析、经纬纱密度的计数及比例复原计算，得出织物分析总体结果。便于测量和识别包括复杂织物在内的织物组织类型、纱线颜色及经纬密度，提高织物分析的自动化程度和精确度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于纺织品测试、分析
，涉及纺织织物的分析，主要用于观测和记录织物的组织结构构成，具体说是一种双轴向力学拉伸处理的织物分析系统。
技术介绍
织物分析是确定织物构造、设计和加工的基本要素，也是控制织物质量的重要依据。织物分析主要涵盖以下几个方面: 1、织物的纹理结构，也即经、纬纱的交织规律，通常包括:经、纬纱的交织类型、组织点、组织循环、纱线循环数和组织点飞数； 2、织物密度，也即经、纬纱单位长度内的根数； 3、色织织物的颜色和色纱循环规律； 4、布面质量，包括纹理结构及经、纬纱的排列均匀性、色纱的色差等。织物分析的传统方法是由人工借助分析镜目测观察、计数、手工绘制图表来完成的，适用于单层、线密度较大的原组织织物和简单的小花纹组织织物。对组织较为复杂的紧密织物或绒面织物，通常需要用拔拆法分析，即利用分析镜在织物被拔松状态下观察织物经、纬纱的交织规律，手工绘制组织意匠图，组织图中表示组织的参数有组织点、组织循环、纱线循环数和组织点飞数。色织物还要在织物的组织图上，标注出颜色和循环规律，才能形成基本织造工艺资料。纺织测试标准中所指的织物分解法、织物分析镜法、移动式织物密度镜法，就是这种依靠人工计数的分析方法。这种方式不仅耗费人力和时间，且存在着不可避免的人工误差。随着科学技术的发展，基于计算机视觉和图像分析技术的织物分析系统正在逐渐替代人工操作，现阶段较为成熟的是通过人机互动的方法进行织物分析。而自动化程度高的织物分析系统所涉及的多是原组织结构、或者组织结构图像清晰的织物样本的研究，尚未解决绝大多数织物分析问题，主要原因在于组织结构清晰的织物，其结构纹理特征清晰有序，比较容易设计图像算法准确地分析出构成织物结构的纱线交织模式。而复杂织物的组织类型、紧密程度、后整理等都可能造成纱线在织物中受到挤压、拉伸、摩擦、扭转、卷曲的影响，由纱线交织的织物表观的结构纹理比较模糊或混乱，像织物的扭曲，紧密的结构，织物的起绒处理等反映本身结构的图像特征无序或者不明的问题十分突出，即使设计复杂的图像算法也难以容许从图像上识别出其结构纹理。因此，计算机视觉和图像分析技术在织物分析领域没有收到令人满意的效果。如何设计一种织物分析系统及方法，使复杂织物的表观结构纹理清晰化，从而使计算机视觉和图像分析技术能够切实完成实际来样仿制中织物的分析工作，提高织物分析的自动化程度。这是目前本
亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术针对织物分析领域存在的上述问题，提供一种，使复杂织物的表观结构纹理清晰化，便于测量和识别包括复杂织物在内的织物组织类型、纱线颜色及经纬密度，提高织物分析的自动化程度和精确度。另外，本专利技术还可以提供织物双轴向低应力力学拉伸行为的检测手段。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的: 一种双轴向力学拉伸处理的织物分析系统，包括: 计算机； 照明装置，用于给织物样本照明； 信号采集控制系统，用于织物样本图像和信号采集及控制； 光学观察成像系统，用于织物样本图像放大、在线视频观察和图像捕获，将拍摄织物样本的图像，经所述的信号采集控制系统4输入到所述的计算机； 所述计算机配置的织物图像分析模块35 ； 其特征在于，织物分析系统还包括: 双轴向力学拉伸装置，用于对织物样本沿织物经纱和纬纱方向进行双轴向力学拉伸处理； 所述信号采集控制系统控制所述双轴向力学拉伸装置的力学拉伸比例及织物样本的在线视频观察和图像捕获； 所述的织物图像分析模块对织物样本图像完成组织点区域识别、组织类型分析、色纱排列分析、经纬纱密度的计数及比例复原计算，得出织物分析总体结果。对上述技术方案的改进:所述的双轴向力学拉伸装置包括:二维力测量机构和二维移动机构，所述的二维力测量机构由X向平板夹持器、Y向平板夹持器、X向力传感器，Y向力传感器构成，所述的X向力传感器、Y力传感器分别与所述的X向平板夹持器、Y向平板夹持器相连，X向力传感器和Y向力传感器的信号输出端连接到所述信号采集控制系统4中的A/D数据采集卡完成力值测量；所述的二维移动机构由X向夹持器移动梁、Y向夹持器移动梁、X向丝杆、Y向丝杆、X向双导杆、Y向双导杆、X向电机、Y向电机构成；所述的X向平板夹持器固定于所述X向夹持器移动梁上，所述的Y向平板夹持器固定于在所述Y向夹持器移动梁上，所述的X向电机的轴与X向丝杆连接，所述的Y向电机的轴与Y向丝杆连接，所述的双轴向力学拉伸装置用X向底座支架和Y向底座支架固定于一底盘上；所述的X向电机、Y向电机均为步进电机。对上述技术方案的进一步改进:所述的组合照明装置由平板透射光源、投射光源、万向座套和投射光定位支架构成；所述的平板透射光源由数排LED冷光源均匀地置于一光源箱内，所述光源箱配置的盖板为平板毛玻璃，所述光源箱安装在双轴向力学拉伸装置的下方并固定在一底板上，所述的投射光源为LED冷光源，通过万向座套安装在所述投射光定位支架上，投射光源设有亮度调节旋钮，所述定位支架安装在所述底板上。对上述技术方案的进一步改进:所述的光学观察成像系统由CXD彩色数码摄像器、光学变焦显微镜和成像三维调节机构构成；所述的光学变焦显微镜为瘦型镜筒、连续变倍的长焦距镜头，光学变焦显微镜安装在所述的成像三维调节机构上，所述的CCD摄像头装接在所述的光学变焦显微镜上；所述的成像三维调节机构由X向滑板、Y向滑板、二维移动滑块、调节支架、小螺杆、小导杆、Z向移动套筒、微电机组成，所述调节支架的下端安装在所述底板上，二维移动滑块上开有X向导槽孔和Y向导槽孔，所述X向滑板、Y向滑板分别位于X向导槽孔和Y向导槽孔内，所述X向导槽孔和Y向导槽孔内与滑板上有啮合的丝道；所述微电机的轴与小螺杆连接，Z向移动套筒上开有内螺纹孔、导向孔和显微镜安装孔，小导杆穿过导向孔，小螺杆穿过内螺纹孔并与小导杆啮合，光学变焦显微镜安装在所述显微镜安装孔内。对上述技术方案的进一步改进:所述的信号采集控制系统包括驱动控制、信号采集以及系统程序模块构成，所述的驱动控制是指对二维移动机构的步进电机和成像三维调节机构的微电机驱动与控制，包括数模转换卡、电压/频率变频器和驱动电路，所述计算机通过两个单片机分别控制二维移动机构和三维调节机构的驱动电路，从而控制步进电机和微电机的关停运转，以完成两机构的运行；所述的信号采集是指对力和视频信号的采集，其包括力信号数据采集卡和图像采集卡，力信号数据采集卡用于力传感器信号的放大、滤波、A/D转换，并输入所述计算机中；图像采集卡用于实时采集织物的视频信号，并进行A/D转换，保存在存储器中；力信号数据采集卡和图像采集卡安装在所述计算机的插槽内或通过数据线与计算机的外部信号端口连接；所述的系统程序模块是指按设定程序进行的完整测量，包括参数设置模块、控制系统模块、信号采集与数据处理模块、图像采集模块、数据和曲线实时显示模块和界面操作模块构成，用于完成力和图像采集处理、实时显示与存储、界面操作程序控制、测量设置和模式选择(定伸长拉伸，定负荷拉伸，松弛)，以获得双向的力一位移曲线、应力一应变曲线、时间一应力松弛曲线和力值。对上述技术方案的进一步改进:所述的织物图像分析模块包括:纱线定位模块和组织识别模块、色纱分析模块、经纬密度测量模块，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双轴向力学拉伸处理的织物分析系统，包括：计算机；照明装置，用于给织物样本照明；信号采集控制系统，用于织物样本图像和信号采集及控制；光学观察成像系统，用于织物样本图像放大、在线视频观察和图像捕获，将拍摄织物样本的图像，经所述的信号采集控制系统4输入到所述的计算机；?所述计算机配置的织物图像分析模块35；其特征在于，织物分析系统还包括：?双轴向力学拉伸装置，用于对织物样本沿织物经纱和纬纱方向进行双轴向力学拉伸处理;所述信号采集控制系统控制所述双轴向力学拉伸装置的力学拉伸比例及织物样本的在线视频观察和图像捕获；所述的织物图像分析模块对织物样本图像完成组织点区域识别、组织类型分析、色纱排列分析、经纬纱密度的计数及比例复原计算，得出织物分析总体结果。

【技术特征摘要】
1.一种双轴向力学拉伸处理的织物分析系统，包括: 计算机； 照明装置，用于给织物样本照明； 信号采集控制系统，用于织物样本图像和信号采集及控制； 光学观察成像系统，用于织物样本图像放大、在线视频观察和图像捕获，将拍摄织物样本的图像，经所述的信号采集控制系统4输入到所述的计算机； 所述计算机配置的织物图像分析模块35 ； 其特征在于，织物分析系统还包括: 双轴向力学拉伸装置，用于对织物样本沿织物经纱和纬纱方向进行双轴向力学拉伸处理； 所述信号采集控制系统控制所述双轴向力学拉伸装置的力学拉伸比例及织物样本的在线视频观察和图像捕获； 所述的织物图像分析模块对织物样本图像完成组织点区域识别、组织类型分析、色纱排列分析、经纬纱密度的 计数及比例复原计算，得出织物分析总体结果。2.按照权利要求1所述的双轴向力学拉伸处理的织物分析系统，其特征在于，所述的双轴向力学拉伸装置包括:二维力测量机构和二维移动机构，所述的二维力测量机构由X向平板夹持器、Y向平板夹持器、X向力传感器，Y向力传感器构成，所述的X向力传感器、Y力传感器分别与所述的X向平板夹持器、Y向平板夹持器相连，X向力传感器和Y向力传感器的信号输出端连接到所述信号采集控制系统4中的A/D数据采集卡完成力值测量；所述的二维移动机构由X向夹持器移动梁、Y向夹持器移动梁、X向丝杆、Y向丝杆、X向双导杆、Y向双导杆、X向电机、Y向电机构成；所述的X向平板夹持器固定于所述X向夹持器移动梁上，所述的Y向平板夹持器固定于在所述Y向夹持器移动梁上，所述的X向电机的轴与X向丝杆连接，所述的Y向电机的轴与Y向丝杆连接，所述的双轴向力学拉伸装置用X向底座支架和Y向底座支架固定于一底盘上；所述的X向电机、Y向电机均为步进电机。3.按照权利要求2所述的双轴向力学拉伸处理的织物分析系统，其特征在于，所述的组合照明装置由平板透射光源、投射光源、万向座套和投射光定位支架构成；所述的平板透射光源由数排LED冷光源均匀地置于一光源箱内，所述光源箱配置的盖板为平板毛玻璃，所述光源箱安装在双轴向力学拉伸装置的下方并固定在一底板上，所述的投射光源为LED冷光源，通过万向座套安装在所述投射光定位支架上，投射光源设有亮度调节旋钮，所述定位支架安装在所述底板上。4.按照权利要求2或3所述的双轴向力学拉伸处理的织物分析系统，其特征在于，所述的光学观察成像系统由CCD彩色数码摄像器、光学变焦显微镜和成像三维调节机构构成；所述的光学变焦显微镜为瘦型镜筒、连续变倍的长焦距镜头，光学变焦显微镜安装在所述的成像三维调节机构上，所述的CCD摄像头装接在所述的光学变焦显微镜上；所述的成像三维调节机构由X向滑板、Y向滑板、二维移动滑块、调节支架、小螺杆、小导杆、Z向移动套筒、微电机组成，所述调节支架的下端安装在所述底板上，二维移动滑块上开有X向导槽孔和Y向导槽孔，所述X向滑板、Y向滑板分别位于X向导槽孔和Y向导槽孔内，所述X向导槽孔和Y向导槽孔内与滑板上有啮合的丝道；所述微电机的轴与小螺杆连接，Z向移动套筒上开有内螺纹孔、导向孔和显微镜安装孔，小导杆穿过导向孔，小螺杆穿过内螺纹孔并与小导杆哨合，光学变焦显微镜安装在所述显微镜安装孔内。5.按照权利要求2或3所述的双轴向力学拉伸处理的织物分析系统，其特征在于，所述的信号采集控制系统包括驱动控制、信号采集以及系统程序模块构成，所述的驱动控制是指对二维移动机构的步进电机和成像三维调节机构的微电机驱动与控制，包括数模转换卡、电压/频率变频器和驱动电路，所述计算机通过两个单片机分别控制二维移动机构和三维调节机构的驱动电路，从而控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢莉青，
申请(专利权)人：青岛大学，
类型：发明
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