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三维编织复合材料作为一种新型增强高级复合材料,目前已经广泛地应用于航空航天、交通运输、石油化工、武器装备、体育用品及医疗等诸多领域。三维编织复合材料预制件中,表面编织均匀性是一项重要的性能指标,不同的编织结构会产生不同的复合材料,而编织的均匀度又直接影响了由此增强产生的复合材料的质量。所以,对三维编织复合材料预制件表面编织均匀性进行检测是一项重要的工作。
本文提出了一种三维编织物表面参数的自动测量方法,利用数字图像技术完成了自动的编织花节的花节长度和编织角的计算机测量和统计均匀性分析。这样可以消除人为参与而引起的误差,使得测量的精度得到提高,并且把检测人员从繁重的目视检验中解脱出来。
课题首先对三维编织物表面图像处理方法进行了研究。通过对织物表面图像进行滤波处理、二值化处理、细化处理等一系列图像处理工作,实现了织物表面图像信息的获取和压缩,为进一步实现图像中编织花节的特征提取,即编织花节顶点信息的提取奠定了基础。
在提取三维编织物表面图像中编织花节的顶点信息后,进行了编织花节的定位以及编织花节的两个特征参数:花节长度和编织角的测量。并采用数字图像处理技术对三维编织物的纹理特征进行处理,计算出三维编织物的花节长度、编织角度、不均匀度等表面参数:(1)将三维编织物的图像二值化将边界点与其它点相分离,并清除噪声点后,通过扫描图片寻找具有相同横坐标,不同纵坐标的边界点,计算出相邻点之间纵坐标的差值即可得出三维编织物的花节长度;(2)通过扫描图片寻找顶角点和相对应的边界点得到三维编织物的编织角度:(3)通过测量多组数据计算最大值与最小值之间的差值得出三维编织物的不均匀度。
本文最后设计了相应算法并编程实现,并给出了一组具体的测量结果。