Общие сведения. Достаточно часто проектирование текстильных материалов (тканей, трикотажа и т.д.) проводится по прототипу

Достаточно часто проектирование текстильных материалов (тканей, трикотажа и т.д.) проводится по прототипу, то есть образцу-аналогу, предоставленному заказчиком. В этом случае требуется проведение предварительного анализа с целью получения исходной информации для дальнейших процедур расчета и проектирования. Очевидные преимущества неразрушающих методов и доступность информационных технологий способствовали развитию данного направления и использованию методов в различных отраслях народного хозяйства.Технология неразрушающего исследования физических объектов применена рядом авторов для изучения текстильных материалов (нитей, тканей, трикотажа и др.), при этом ученые всегда использовали инновационные технологии своего времени. При создании новых методов исследования объектов обычно преследуют три задачи:

1) Освобождение человека от однообразных рутинных операций для решения других более важных задач;

2) Повышение качества выполняемых работ;

3) Повышение скорости решения задач.

Анализ белых тканей методом компьютерной фотограмметрии.Симбиоз современных компьютерных технологий, теории распознавания образов и классического метода фотограмметрии позволил создать новый неразрушающий метод анализа ткани с оптическим принципом действия – компьютерную фотограмметрию. Сущность метода заключается в способах получения изображений участка ткани и их обработки. Бесконтактный метод анализа структуры ткани, основанный на компьютерной фотограмметрии, позволяет строить профиль нити, заработанной в ткань, без ее разрушения по двум изображениям одного и того же участка ткани.

На станке или столе на расстоянии 50–200 мм от ткани устанавливается аппаратура для съемки ткани, в качестве которой используются цифровые фото- или видеокамеры с объективом для макросъемки. Фиксируется расстояние от объектива до поверхности ткани (Н). Съемка анализируемого фрагмента ткани производится при двух положениях фотокамеры, причем второй снимок делается со смещением по горизонтали относительно первого на величину В, которая составляет 50–70 мм, как требует прототип-метод фотограмметрии. Полученные снимки (стереопара) сканируются, затем оцифрованные изображения участка ткани визуализируются на компьютере. Цифровые изображения стереопары обрабатывают при помощи специально созданной программы, которая с фактической точностью восстанавливает профиль нити, заработанной в ткань.

Создан алгоритм и программная реализация метода компьютерной фотограмметрии. Программа «Comphoto» предназначена для исследования однослойных тканей белых цветов по их фотографическим изображениям и проектирования тканей с заданными параметрами. На рис. 20 представлен интерфейс программы.

Рис. 20. Интерфейс программы «Comphoto»

Для проведения процедуры «Анализ ткани» вводятся исходные данные для исследования: фрагменты изображения ткани и его параметры (рис. 21-22).

Рис. 21. Рабочее окно опции «Анализ ткани» программы «Comphoto»

Рис. 22. Рабочее окно опции «Анализ ткани» с загруженным файлом изображения ткани

После корректного ввода исходных данных программа автоматически производит структурный анализ ткани: рассчитываются размеры поперечников нитей; высоты волн изгиба нитей, порядок фазы строения, уработка нитей в ткани и др.

Анализ тканей с цветными нитями.Задача распознавания хроматических (цветных) тканей является наиболее сложной для реализации. Известно, что цвет субъективно воспринимается и описывается:

Ø цветовым тоном, который познается через ощущения и определяется словами – синий, зеленый, красный, желтый и т.д.;

Ø насыщенностью, котораяхарактеризует силу, интенсивность ощущения цветового тона;

Ø светлотой, яркостью, характеризующей объективную величину ощущений – яркость потока света, отраженного или пропущенного цветным телом.

Известно, что цветовые признаки объекта (ткани) на цифровом изображении могут быть описаны при помощи чисел, точнее, каждый пиксель (элементарный фрагмент изображения) описывается числовым значением в зависимости от тона цвета и его яркости. Например, на полутоновом (Grayscale) изображении пиксель описывается числовыми значениями 0–255 (0-черный цвет; 255-белый). Полноцветное (Truecolor) изображение представляет собой такой тип изображений, где каждый пиксель описывается тремя значениями красной, синей и зеленой составляющих пиксельного цвета (RGB). Полноцветные изображения не используют палитры. Цвет каждого отдельного пикселя определяется комбинацией красной, зеленой и синей интенсивностей, которая запоминается для каждого пикселя.

На сегодняшний день известна методика автоматизированного анализа тканей хроматических цветов, выработанных главными и мелкоузорчатыми переплетениями. Сущность методики сводится к идентификации признаков элементов ткани по числовому значению индекса яркости цветового тона на нитях и просветах между ними. Метод программно реализован в САЕ-системе «Проектирование льняных тканей», которая выполняет функции анализа и проектирования однослойных тканей.

Для обработки информации, заключенной в цифровом изображении ткани, используется оригинальный математический аппарат, программно реализованный в модуле «Анализ ткани» (рис. 23). Для выполнения процедур автоматизированного исследования ткани пользователь загружает исходные данные, указывая лишь волокнистый состав ткани.

Рис. 23. Рабочее окно модуля «Анализ ткани»

В результате работы программы определяются: линейная плотность пряжи, плотность ткани, параметры переплетения, наполнение и заполнение ткани, уработка нитей в ткани, поверхностная плотность ткани и др.