專利名稱：一種基于機(jī)器視覺的織物洗滌磨損評價方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于機(jī)器視覺的織物洗滌磨損評價方法，采用該方法可以準(zhǔn)確計算出《AS/NZS2040. 1 :2005 Performance of household electrical appliances-Clothes washing machines Part 1 :Methods for measuring performance，energy and water consumption》中附錄G規(guī)定的洗滌后的不規(guī)則形狀的織物磨損布的面積，進(jìn)而計算出洗滌磨損評價指標(biāo)洗滌磨耗值。該發(fā)明提出的方法相比于洗衣機(jī)制造商普遍采用的人工測量方法更加客觀、準(zhǔn)確，能有效減少測試誤差。
背景技術(shù)：
織物洗滌磨損評價是通過一種加速磨損測試來測定洗衣機(jī)對織物的清洗作用強(qiáng)度的性能評價方法，其評價指標(biāo)磨耗值可以反映洗滌過程對織物的磨損情況。因此， 織物洗滌磨損評價是洗衣機(jī)制造商在對洗衣機(jī)性能評價時必不可少的測試指標(biāo)?，F(xiàn)有的測試方法是按照《AS/NZS 2040.1:2005 Performance of household electrical appliances-Clothes washing machines Part 1 :Methods for measuring performance, energy and water consumption》中附錄G規(guī)定的方法計算破損邊剪除后的磨損布試樣的面積相對其初始面積的減少比率作為磨耗值。其中，磨損布初始試樣長度和寬度都為10厘米，是一個規(guī)則的正方形。而洗滌后，試樣邊緣脫落，并經(jīng)修剪后試樣形狀可能會變?yōu)椴灰?guī)則。因此，不規(guī)則形狀試樣面積計算成為計算磨耗值的難題。該發(fā)明采用機(jī)器視覺的方法， 通過圖像分割可以精確計算出洗滌后磨損布試樣的面積，避免人工測量的誤差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種基于機(jī)器視覺的織物洗滌磨損評價方法，實(shí)現(xiàn)織物洗滌過程中洗滌磨損的精細(xì)客觀評價?；跈C(jī)器視覺的織物洗滌磨損評價方法將通過硬件部分和軟件部分協(xié)作實(shí)現(xiàn)，硬件部分應(yīng)可以實(shí)現(xiàn)磨損布試樣圖像的高精度獲取，軟件部分可以現(xiàn)實(shí)圖像的獲取、保存、裁剪，以及圖像的分割和洗滌磨損評價參數(shù)的計算。在該方法中，分別對磨損布洗滌前后進(jìn)行拍照，計算洗滌前后磨損布試樣圖像中磨損布面積的大小，進(jìn)而計算出面積變化率，即磨耗值做為參數(shù)評價洗滌磨損嚴(yán)重性。該方法克服了在洗滌后磨損布形狀不規(guī)則情況下，采用人工方法對磨損布試樣測量尺寸帶來的誤差和無法準(zhǔn)確計算面積的難題。硬件部分應(yīng)可以實(shí)現(xiàn)磨損布試樣圖像的高精度獲取，它主要由工業(yè)視頻套件(1)、 光源O)、數(shù)據(jù)傳輸導(dǎo)線(3)、計算機(jī)主機(jī)0)、顯示器(5)、光源控制器(6)、以及試樣放置、 工業(yè)視頻套件和光源安裝用的試樣臺(7)。工業(yè)視頻套件(1)由面陣彩色CCD相機(jī)、數(shù)據(jù)傳輸線和采集卡組成，是磨損布圖像采集的關(guān)鍵器件。其中，面陣CXD分辨率為2048X2048像素。光源( 和光源控制器(6)配合使用，滿足磨損布試樣圖像采集時，試樣表面亮度要求。光源控制器(6)可以調(diào)節(jié)光源的亮度。其中，光源( 應(yīng)為LED條形光源，成對使用，光源長度為60厘米，單個光源內(nèi)LED排數(shù)為6排。軟件部分是一種計算機(jī)程序，可以與硬件部分配合使用，獲取試樣圖像，計算洗滌前后磨損布試樣圖像中磨損布面積的大小，計算出面積變化率，即磨耗值做為參數(shù)評價洗滌磨損嚴(yán)重性。在軟件部分中，洗滌磨損布圖像分析功能可以通過程序開發(fā)環(huán)境實(shí)現(xiàn)，例如 MATLAB、Microsoft Visual C++、Microsoft Visual Basic 和 Delphi 的編程實(shí)現(xiàn)，也可以通過專用的數(shù)字圖像處理軟件進(jìn)行二次開發(fā)實(shí)現(xiàn)。


在附圖中示意性地給出了本發(fā)明技術(shù)實(shí)施方式的主要示例，其中，圖1，洗滌后磨損布試樣圖像；圖2，洗滌后磨損布試樣分割后圖像；圖3，硬件機(jī)構(gòu)部分組成示意圖；圖4，軟件部分主要功能示意圖。
具體實(shí)施例方式按照《AS/NZS 2040.1:2005 Performance of household electrical appliances-Clothes washing machines Partl :Methods for measuring performance, energy and water consumption))附錄A、B、C中要求確定洗滌測試條件和材料規(guī)格要求， 制定試驗(yàn)測試方案。其中，每塊磨損布在洗滌前都采用圖3所示機(jī)器視覺系統(tǒng)拍照。磨損布試樣洗滌后自然晾干，并采用熨斗燙平后采用圖3所示機(jī)器視覺系統(tǒng)拍照。假設(shè)洗滌前磨損布為理想模型，初始試樣長度和寬度都為10厘米，是一個正方形，其面積為10000平方毫米。對洗滌前磨損布試樣采集圖像，并進(jìn)行分割。假設(shè)試樣區(qū)域像素灰度值為1，非試樣區(qū)域像素灰度值為0。則可以計算分割后圖像中像素值為1的像素點(diǎn)個數(shù)作為磨損布洗滌前面積Atlt5假設(shè)洗滌后試樣，經(jīng)分割后如圖2所示，計算分割后圖像中試樣區(qū)域內(nèi)所包含數(shù)值為1的像素個數(shù)為A1，則洗滌后磨損布試樣面積可以用A1表示。則磨耗值η可以表示為公式(1)
Λ—Αη= ^a 1(ι)
Λ在式(1)中，同一試樣洗滌前后η越大，說明試樣磨損越嚴(yán)重。在圖3所示的機(jī)器視覺系統(tǒng)中，相機(jī)經(jīng)過標(biāo)定后，當(dāng)直線長度為1厘米時，其長度方向包含72個像素點(diǎn)，即在實(shí)際尺寸比例尺為1厘米與72個像素等價。根據(jù)1厘米與72 個像素等價，可由磨損布試樣內(nèi)包含像素點(diǎn)個數(shù)求得的洗滌前后磨損布試樣實(shí)際面積Atl和 A1,可以計算出試樣實(shí)際面積和磨耗值η。按照《AS/NZS 2040.1:2005 Performance of household electrical appliances-Clothes washing machines Partl :Methods for measuring performance, energy and water consumption》附錄A、B、C中要求確定洗滌測試條件和材料規(guī)格要求， 制定試驗(yàn)測試方案。在測試方案中，選擇家用滾筒洗衣機(jī)，其最大洗滌容量為8KG，洗滌模式為快洗30分鐘，負(fù)載類型參見《AS/NZS 2040.1:2005 Performance of household electrical appliances-Clothes washing machines Part 1 :Methods for measuringperformance, energy and water consumption》附錄C要求。當(dāng)選擇負(fù)載重量為4KG時，洗滌磨損布試樣塊數(shù)為15塊，其編號參見表1。磨損布規(guī)格為“ P r 4 了 >夕口大COSMO 1100棉100% color no. 11寬度91. 4cm長度30m 一匹朿Ij L·吵々布”。具體洗滌參數(shù)為洗滌溫度為30°C，洗滌1次，漂洗3次，脫水1次，脫水轉(zhuǎn)速為800rpm，總洗滌時間為3%iin。 采用圖3所示機(jī)器視覺系統(tǒng)，對洗滌前磨損布試樣采集圖像，并進(jìn)行分割，計算試樣洗前面積。同樣，計算洗滌后試樣面積，并根據(jù)公式(1)計算磨耗值η，如表1所示。
表1家用洗衣機(jī)快洗30漂洗3次磨損試驗(yàn)數(shù)據(jù)
權(quán)利要求
1.一種基于機(jī)器視覺的織物洗滌磨損評價方法將通過硬件部分和軟件部分協(xié)作實(shí)現(xiàn)，硬件部分應(yīng)可以實(shí)現(xiàn)磨損布試樣圖像的高精度獲取，它主要由工業(yè)視頻套件(1)、光源 O)、數(shù)據(jù)傳輸導(dǎo)線(3)、計算機(jī)主機(jī)G)、顯示器(5)、光源控制器(6)、以及試樣放置、工業(yè)視頻套件和光源安裝用的試樣臺(7)。軟件部分可以現(xiàn)實(shí)圖像的獲取、保存、裁剪，以及圖像的分割和洗滌磨損評價參數(shù)的計算。
2.根據(jù)權(quán)利要求1，工業(yè)視頻套件(1)應(yīng)至少包括面陣彩色C⑶相機(jī)、數(shù)據(jù)傳輸線和采集卡。其中，面陣C⑶分辨率不小于2048X2048像素。
3.根據(jù)權(quán)利要求1，光源( 和光源控制器C3)配合使用，應(yīng)滿足洗滌磨損布試樣圖像采集時，試樣表面亮度要求。光源控制器(6)應(yīng)可以調(diào)節(jié)光源的亮度。其中，光源( 應(yīng)為 LED條形光源，成對使用，光源長度不小于50厘米，單個光源內(nèi)LED不少于4排。
4.根據(jù)權(quán)利要求1，計算機(jī)主機(jī)(4)應(yīng)配有工業(yè)視頻套件圖像采集卡插槽或接口，至少可以通過VGA接口、DVI接口、USB接口、1394接口或PCI插槽、PCI-E插槽、ISA插槽、AGP 插槽中的一種方式將圖像采集卡與計算機(jī)主板相連接，實(shí)現(xiàn)圖像的采集和顯示。
5.根據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)利要求4，工業(yè)視頻套件(1)和計算機(jī)主機(jī)(4)應(yīng)與顯示器(5) 通過數(shù)據(jù)傳輸導(dǎo)線C3)相互連接，其中，顯示器( 應(yīng)為彩色顯示器，能顯示RGB彩色圖像。
6.根據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)利要求5，在硬件系統(tǒng)中，至少有兩根數(shù)據(jù)傳輸導(dǎo)線0)，可以分別實(shí)現(xiàn)圖像從工業(yè)視頻套件(1)到計算機(jī)主機(jī)，和圖像信息從計算機(jī)主機(jī)(4)到顯示器 (5)的傳輸。
7.根據(jù)權(quán)利要求1，硬件部分應(yīng)包括試樣臺(7)，其可以用于安裝工業(yè)視頻套件(1)和光源O)，以及放置需要拍照的洗滌磨損布試樣。其中，放置試樣部分的試樣臺為正方形，尺寸應(yīng)不小試樣面積的3倍。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于機(jī)器視覺的織物洗滌磨損評價方法，實(shí)現(xiàn)織物洗滌過程中洗滌磨損的精細(xì)客觀評價?；跈C(jī)器視覺的織物洗滌磨損評價方法將通過硬件部分和軟件部分協(xié)作實(shí)現(xiàn)，硬件部分應(yīng)可以實(shí)現(xiàn)磨損布試樣圖像的高精度獲取，軟件部分可以現(xiàn)實(shí)圖像的獲取、保存、裁剪，以及圖像的分割和洗滌磨損評價參數(shù)的計算。在該方法中，分別對磨損布洗滌前后進(jìn)行拍照，計算洗滌前后磨損布試樣圖像中磨損布面積的大小，計算出面積變化率，即磨耗值做為參數(shù)評價洗滌磨損嚴(yán)重性。該方法克服了在洗滌后磨損布形狀不規(guī)則情況下，采用人工方法對磨損布試樣測量尺寸帶來的誤差和無法準(zhǔn)確計算面積的難題。
文檔編號G01N21/84GK102495063SQ201110407188
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月9日
發(fā)明者劉建立, 王蕾, 王鴻博, 高衛(wèi)東 申請人:江南大學(xué)