【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于織物力學(xué)性能檢測(cè)領(lǐng)域，具體涉及了一種織物拉伸應(yīng)變視覺(jué)智能檢測(cè)裝置與方法。
技術(shù)介紹
1、紡織材料的應(yīng)用逐漸擴(kuò)展至智能服裝、高性能面料領(lǐng)域，對(duì)織物基礎(chǔ)力學(xué)性能分析提出了更高的要求，促使新型測(cè)評(píng)方法備受關(guān)注。織物的拉伸性能是基礎(chǔ)力學(xué)性能的重要組成部分，是評(píng)估和研發(fā)新產(chǎn)品的首要測(cè)評(píng)指標(biāo)。主要測(cè)試指標(biāo)包括拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、彈性模量、屈服強(qiáng)度、彈性恢復(fù)率、拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線以及破裂延伸性等。其中，拉伸應(yīng)變作為重要指標(biāo)，有助于評(píng)估織物的彈性與變形能力，并與斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率結(jié)合使用，以全面了解織物的機(jī)械性能。材料力學(xué)性能的接觸式測(cè)量方法主要包括電測(cè)法和拉伸測(cè)量?jī)深?lèi)。電測(cè)法中，引伸計(jì)臂與試樣接觸點(diǎn)容易產(chǎn)生應(yīng)力過(guò)度集中，受接觸影響較大，檢測(cè)效率和穩(wěn)定性較差；而織物拉伸測(cè)量?jī)x雖可整體測(cè)量拉伸受力，但難以獲取面內(nèi)細(xì)節(jié)應(yīng)變特征，無(wú)法全面量化織物的復(fù)雜形變和局部應(yīng)力分布，因此亟需開(kāi)發(fā)更直觀、簡(jiǎn)便、跨尺度的測(cè)試方法。
2、在紡織材料領(lǐng)域，機(jī)器視覺(jué)技術(shù)和數(shù)字圖像相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用逐漸增多，然而，這些技術(shù)在不同織物及處理方式下的拉伸力學(xué)性能視覺(jué)表征仍顯不足。例如，基于機(jī)器視覺(jué)的檢測(cè)系統(tǒng)方面，marian?klasztorny等和rodrigues?a等使用的視頻伸長(zhǎng)計(jì)和圖像分析技術(shù)在應(yīng)變和應(yīng)力檢測(cè)中提供了有價(jià)值的數(shù)據(jù)，但受到設(shè)備限制和摩擦因素的影響。在數(shù)字圖像相關(guān)技術(shù)方面，王銘亮等開(kāi)發(fā)的測(cè)量方法能夠獲取紗線和織物的微觀變形信息，lópez-santos等展示了dic技術(shù)在復(fù)合材料應(yīng)變測(cè)量中的優(yōu)勢(shì)。這些技術(shù)雖然展現(xiàn)出潛力，但仍需進(jìn)一
3、當(dāng)前已公開(kāi)的相關(guān)專利，集中在檢測(cè)裝置的創(chuàng)新，包括：1)公開(kāi)號(hào)為cn109765099a的專利公開(kāi)了一種織物拉伸性能測(cè)定方法，改進(jìn)織物夾持裝置，減少斷裂面層次不齊；2)公告號(hào)為cn210533865u的專利公開(kāi)了一種織物拉伸用夾持器及測(cè)試系統(tǒng)，提升織物夾持穩(wěn)定性的裝置；3)公開(kāi)號(hào)為cn117054233a的專利公開(kāi)了一種經(jīng)編織物品拉伸性能檢測(cè)設(shè)備，增強(qiáng)經(jīng)編織物夾持的對(duì)稱性和牢固性，提升多方位檢測(cè)能力。
4、側(cè)重于檢驗(yàn)方法創(chuàng)新的有：1)公告號(hào)為cn102507324b的專利公開(kāi)了一種織物變速拉伸性能測(cè)試儀，模擬織物的實(shí)際使用狀態(tài)，繪制負(fù)荷-伸長(zhǎng)曲線圖；2)公告號(hào)為cn217277410u的專利公開(kāi)了一種三維立體織物復(fù)合材料拉伸性能測(cè)試裝置，提供數(shù)字化拉伸效果表示；3)公開(kāi)號(hào)為cn117825152a的專利公開(kāi)了一種基于圖像處理的材料局部應(yīng)變測(cè)算裝置及方法，通過(guò)圖像處理技術(shù)與雙軸拉伸試驗(yàn)相結(jié)合，快速、精準(zhǔn)地測(cè)得柔性織物材料的彈性模量、泊松比和剪切模量；4)公開(kāi)號(hào)為cn118624367a的專利公開(kāi)了一種控制激光照射點(diǎn)跟蹤標(biāo)線非接觸測(cè)量斷裂伸長(zhǎng)率的方法，有效解決引伸計(jì)與各種拉力機(jī)軟件和數(shù)據(jù)接口的兼容問(wèn)題，適用于小變形材料和大變形材料等多種檢測(cè)場(chǎng)景。
5、綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)在紡織材料拉伸應(yīng)變檢測(cè)方面存在若干不足。當(dāng)前技術(shù)通常依賴手動(dòng)操作和表層分析方法，難以全面反映材料的整體性能，這種局限性導(dǎo)致了對(duì)材料的評(píng)估不夠深入和準(zhǔn)確。其次，現(xiàn)有測(cè)試裝置在測(cè)量準(zhǔn)確性上存在問(wèn)題，例如夾持和固定效果的不穩(wěn)定性可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)的不可靠。此外，現(xiàn)有檢測(cè)方法的操作流程和數(shù)據(jù)處理較為復(fù)雜，這不僅影響了測(cè)試效率，還限制了實(shí)時(shí)性。再者，現(xiàn)有技術(shù)在評(píng)估紡織材料性能時(shí)往往無(wú)法充分獲得局部或面內(nèi)的詳細(xì)特征，也難以準(zhǔn)確反映織物結(jié)構(gòu)特征引起的內(nèi)部應(yīng)力傳導(dǎo)和分布情況。特別是在織物拉伸過(guò)程中，關(guān)于視覺(jué)表征的方法研究仍不充分，因此，精細(xì)化的表征和測(cè)量對(duì)于織物材料的研發(fā)和應(yīng)用顯得尤為迫切和重要。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的在于提供一種織物拉伸應(yīng)變視覺(jué)智能檢測(cè)裝置與方法，針對(duì)i現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提出創(chuàng)新的檢測(cè)方法，融合先進(jìn)的機(jī)器視覺(jué)技術(shù)與圖像相關(guān)分析，改進(jìn)織物性能視覺(jué)檢測(cè)模塊。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)織物在受力拉伸過(guò)程中的形變，精準(zhǔn)捕捉微觀應(yīng)變特征，實(shí)現(xiàn)對(duì)織物性能的全方位評(píng)估。通過(guò)自動(dòng)計(jì)算織物的形態(tài)特征指標(biāo)和泊松比，并將面內(nèi)應(yīng)變分布可視化，極大地提升了檢測(cè)效率與精度。
2、為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，采用如下技術(shù)方案：
3、一種織物拉伸應(yīng)變視覺(jué)智能檢測(cè)方法，其特征在于包括如下步驟：
4、(1)織物拉伸視頻采集；
5、(2)視頻序列幀預(yù)處理：將采集到的織物拉伸視頻批量化處理，根據(jù)時(shí)間序列進(jìn)行圖像提取，對(duì)視頻序列幀圖像進(jìn)行預(yù)處理；
6、(3)形變特征指標(biāo)提取與計(jì)算：包括實(shí)時(shí)特征點(diǎn)提取與匹配以及變形計(jì)算，獲得伸長(zhǎng)量、最窄處收縮量與泊松比；
7、(4)圖像相關(guān)分析算法改進(jìn)：在拉伸試驗(yàn)中，應(yīng)用改進(jìn)后的圖像相關(guān)分析算法，利用初始幀圖像作為參考圖像，其他圖像作為變形圖像，分析織物在拉伸過(guò)程中的面內(nèi)動(dòng)態(tài)變形；引入深度學(xué)習(xí)模型進(jìn)行特征匹配，提高變形檢測(cè)的準(zhǔn)確性和速度；同時(shí)，增加性能評(píng)級(jí)機(jī)制，對(duì)不同織物的力學(xué)性能進(jìn)行客觀評(píng)估，并通過(guò)數(shù)據(jù)可視化技術(shù)，將變形過(guò)程動(dòng)態(tài)展示。
8、優(yōu)選后，織物試樣需進(jìn)行前處理，包括：
9、1)試樣裁剪：根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或用戶指定的尺寸，將織物裁剪為標(biāo)準(zhǔn)大小。
10、2)散斑制作：基于試樣規(guī)格，通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬自動(dòng)生成符合高對(duì)比度、隨機(jī)性、無(wú)向性、穩(wěn)定性要求的散斑圖案；使用亞克力板參照散斑位置進(jìn)行空白處理，再用滾刷沾取墨水將散斑圖案轉(zhuǎn)印到織物試樣表面，完成散斑制作；
11、3)調(diào)溫調(diào)試處理：將經(jīng)過(guò)上述處理之后的織物試樣放置于恒溫恒濕環(huán)境中，進(jìn)行24小時(shí)的調(diào)溫調(diào)濕處理，以穩(wěn)定織物試樣的物理性質(zhì)。
12、優(yōu)選后，所述步驟(1)，采用織物拉伸應(yīng)變視覺(jué)檢測(cè)裝置進(jìn)行織物拉伸視頻采集，該裝置包括底座、可調(diào)式相機(jī)支架、移動(dòng)軌道、上夾持器具、下夾持器具與計(jì)算機(jī)，所述可調(diào)式相機(jī)支架用于安裝相機(jī)，其可拆卸、可折疊，可調(diào)節(jié)高度與角度；所述下夾持與所述上夾持器具分別夾持織物兩端，用于拉伸織物；所述移動(dòng)軌道連接有拉伸驅(qū)動(dòng)電機(jī)、移動(dòng)器具與驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)，所述拉伸驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)所述移動(dòng)器具在所述移動(dòng)軌道上移動(dòng)，所述移動(dòng)器具連接所述上夾持器具，用于帶動(dòng)所述上夾持器具在所述移動(dòng)軌道上移動(dòng)；所述計(jì)算機(jī)用于實(shí)時(shí)輸入輸出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以及視覺(jué)捕捉畫(huà)面；
13、采集過(guò)程包括：調(diào)整所述上夾持器具與所述下夾持器具的間距，將織物試樣夾持在兩者之間；調(diào)整該裝置高度以及相機(jī)與織物試樣之間的距離，確保拉伸全過(guò)程織物形變畫(huà)面被完整記錄。
14、優(yōu)選后，所述底座安裝所述可調(diào)式相機(jī)支架的位置設(shè)有收納槽，所述收納槽用于收納所述可調(diào)式相機(jī)支架；所述底座上還設(shè)有凹槽，所述凹槽用于放置背景板，所述移動(dòng)軌道上還裝配有燈帶，所述燈帶用于提供光源。
15、優(yōu)選后，所述步驟(2)，視頻序列幀圖像預(yù)處理包括：
16、1)感興趣區(qū)域提取：通過(guò)二值化處理和最大外接矩形算法，初步確定每組視頻幀中的織物所在感興趣區(qū)域，減少計(jì)算冗余。
17、2)圖像增強(qiáng)：將裁剪后的感興趣區(qū)域轉(zhuǎn)換為灰度圖像，應(yīng)用自適應(yīng)本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種織物拉伸應(yīng)變視覺(jué)智能檢測(cè)方法：其特征在于包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種織物拉伸應(yīng)變視覺(jué)智能檢測(cè)方法，其特征在于：織物試樣需進(jìn)行前處理，包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種織物拉伸應(yīng)變視覺(jué)智能檢測(cè)方法，其特征在于：所述步驟(1)，采用織物拉伸應(yīng)變視覺(jué)檢測(cè)裝置進(jìn)行織物拉伸視頻采集，該裝置包括底座、可調(diào)式相機(jī)支架、移動(dòng)軌道、上夾持器具、下夾持器具與計(jì)算機(jī)，所述可調(diào)式相機(jī)支架用于安裝相機(jī)，其可拆卸、可折疊，可調(diào)節(jié)高度與角度；所述下夾持與所述上夾持器具分別夾持織物兩端，用于拉伸織物；所述移動(dòng)軌道連接有拉伸驅(qū)動(dòng)電機(jī)、移動(dòng)器具與驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)，所述拉伸驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)所述移動(dòng)器具在所述移動(dòng)軌道上移動(dòng)，所述移動(dòng)器具連接所述上夾持器具，用于帶動(dòng)所述上夾持器具在所述移動(dòng)軌道上移動(dòng)；所述計(jì)算機(jī)用于實(shí)時(shí)輸入輸出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以及視覺(jué)捕捉畫(huà)面；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種織物拉伸應(yīng)變視覺(jué)智能檢測(cè)方法，其特征在于：所述底座安裝所述可調(diào)式相機(jī)支架的位置設(shè)有收納槽，所述收納槽用于收納所述可調(diào)式相機(jī)支架；所述底座上還設(shè)有凹槽，所述凹槽用于放置背景板，所述移動(dòng)軌道上還裝配
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種織物拉伸應(yīng)變視覺(jué)智能檢測(cè)方法，其特征在于：所述步驟(2)，視頻序列幀圖像預(yù)處理包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種織物拉伸應(yīng)變視覺(jué)智能檢測(cè)方法，其特征在于：所述步驟(3)，還包括像素標(biāo)定：預(yù)先將像素值轉(zhuǎn)換為實(shí)際物理尺寸。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種織物拉伸應(yīng)變視覺(jué)智能檢測(cè)方法，其特征在于：所述步驟(3)，實(shí)時(shí)特征點(diǎn)提取與匹配：從未變形的第一幀圖像中提取關(guān)鍵特征點(diǎn)，并使用改進(jìn)的圖像相關(guān)分析算法將變形圖像與參考圖像比對(duì)，以獲取位移場(chǎng)；同時(shí)，在變形圖像分析過(guò)程中，利用訓(xùn)練好的模型進(jìn)行實(shí)時(shí)特征點(diǎn)提取與匹配，識(shí)別和跟蹤織物表面的特征點(diǎn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種織物拉伸應(yīng)變視覺(jué)智能檢測(cè)方法，其特征在于：所述步驟(3)，變形計(jì)算：計(jì)算每個(gè)特征點(diǎn)的變形量，包括伸長(zhǎng)量、最窄處收縮量以及泊松比：
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種織物拉伸應(yīng)變視覺(jué)智能檢測(cè)方法，其特征在于：所述步驟(4)，采用集成式數(shù)據(jù)采集和處理模塊，將所述步驟(2)與所述步驟(3)集成于該步驟(4)的模塊，并進(jìn)行如下操作：
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種織物拉伸應(yīng)變視覺(jué)智能檢測(cè)方法，其特征在于：所述步驟1)圖像配準(zhǔn)的具體步驟包括：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種織物拉伸應(yīng)變視覺(jué)智能檢測(cè)方法：其特征在于包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種織物拉伸應(yīng)變視覺(jué)智能檢測(cè)方法，其特征在于：織物試樣需進(jìn)行前處理，包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種織物拉伸應(yīng)變視覺(jué)智能檢測(cè)方法，其特征在于：所述步驟(1)，采用織物拉伸應(yīng)變視覺(jué)檢測(cè)裝置進(jìn)行織物拉伸視頻采集，該裝置包括底座、可調(diào)式相機(jī)支架、移動(dòng)軌道、上夾持器具、下夾持器具與計(jì)算機(jī)，所述可調(diào)式相機(jī)支架用于安裝相機(jī)，其可拆卸、可折疊，可調(diào)節(jié)高度與角度；所述下夾持與所述上夾持器具分別夾持織物兩端，用于拉伸織物；所述移動(dòng)軌道連接有拉伸驅(qū)動(dòng)電機(jī)、移動(dòng)器具與驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)，所述拉伸驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)所述移動(dòng)器具在所述移動(dòng)軌道上移動(dòng)，所述移動(dòng)器具連接所述上夾持器具，用于帶動(dòng)所述上夾持器具在所述移動(dòng)軌道上移動(dòng)；所述計(jì)算機(jī)用于實(shí)時(shí)輸入輸出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以及視覺(jué)捕捉畫(huà)面；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種織物拉伸應(yīng)變視覺(jué)智能檢測(cè)方法，其特征在于：所述底座安裝所述可調(diào)式相機(jī)支架的位置設(shè)有收納槽，所述收納槽用于收納所述可調(diào)式相機(jī)支架；所述底座上還設(shè)有凹槽，所述凹槽用于放置背景板，所述移動(dòng)軌道上還裝配有燈帶，所述燈帶用于提供光源。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：徐平華，李佳，馬槿婧，孫彪，張玫予，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：浙江理工大學(xué)，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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