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织物弯曲性能是织物风格评价中最为重要一部分,该性能影响织物的手感和视觉美感,因而决定着织物的整体性能和实际用途。随着织物在各个领域的运用越来越广泛,对织物弯曲性能的评估和测定也越来越重视。另外,随着虚拟试衣技术的发展,对织物仿真的精度要求越来越高,而织物弯曲性能的模拟精度制约着织物仿真的精度。在虚拟试衣技术中,虚拟织物的弯曲特征应与真实织物的弯曲性能相一致,才能使虚拟织物与真实织物表现出相同的力学特征和几何特征,因此为了评估虚拟服装所采用织物模型的准确性,有必要通过图像法全面对比虚拟织物和真实织物的弯曲性能,因此急需一种能够对织物弯曲性能进行测量并体现织物弯曲形态特征的测试系统,基于此需求我们研制了基于图像分析的织物弯曲性能测试仪。 目前用于测量织物弯曲性能的仪器有很多,根据测试原理的不同可以分为两类:一类是基于Peirce的悬臂梁模型测出织物弯曲长度,这类测试方法主要有硬挺度仪、FAST弯曲仪;另一类是通过测试织物弯曲曲率与外加力矩的关系,再计算弯曲刚度,这类测试方法的代表仪器是KES-FB2。这些测试仪大多较为昂贵,无法被普通使用者接受而制约其大面积推广。因此,有必要研究效果良好且性价比较高的测试仪器用于评价织物弯曲性能和虚拟织物的弯曲精度。 数字图像中包含了物体的一些有效信息,图像处理与分析的目的是将图像中的有效信息进行提取,然后加以利用。图像处理与分析已经在许多领域中得到了广泛的应用,其中在纺织领域的应用包括从纤维、纱线、织物和服装的各个环节。 基于图像分析的方法计算机织物弯曲刚度的方法是通过对织物在悬臂梁状态下弯曲形态的图像进行分析,获得织物的弯曲曲线,根据悬臂梁模型分析机织物的受力与弯曲特征。基于图像分析的织物弯曲测试系统包括硬件系统和软件系统。硬件系统的设计是为了采集便于处理的织物弯曲形态图像,包括测试台、压板、数码相机和三脚架,测试台的设计和制造是基于织物悬臂梁模型的标准。该仪器制作成本低,使用于各类机织物的测试,具有很好的推广价值。 本文分析了织物悬臂梁状态的力学特点,计算出织物仅在重力作用下弯曲力矩与弯曲曲率间的关系。针对织物悬臂梁弯曲形态中出现的翘边现象,分别计算了翘曲织物上、下边缘曲线的弯曲刚度,提出了采用中值曲线表示织物弯曲性能的方法。本文方法测试的弯曲刚度与KES-FB2测试的织物弯曲刚度有较好的相关性,本法求得的力矩-曲率曲线体现了织物弯曲变形的非线性特点。与KES测试相比,该法测试简单,设备成本低廉,可以得到广泛应用。 本文完成了基于图像法织物弯曲性能测试仪硬件的设计、制造和测试算法的编写,并完成了不同材料和组织的机织物的实验测试。实验结果表明,通过中值曲线得到的弯曲刚度和KES法得到的弯曲刚度存在很好的线性相关度。本文得出的主要结论是中值曲线弯曲形态与真实织物的弯曲性能非常近似,因此可以用中值曲线近似地计算机织物的弯曲刚度。