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  本文關(guān)鍵詞：基于激光掃描的織物表面模型構(gòu)建與結(jié)構(gòu)參數(shù)測(cè)量方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《天津工業(yè)大學(xué)》 2015年

基于激光掃描的織物表面模型構(gòu)建與結(jié)構(gòu)參數(shù)測(cè)量方法研究

程杰  

【摘要】：織物表面分析與測(cè)量是紡織企業(yè)生產(chǎn)的重要依據(jù),傳統(tǒng)上主要依賴人工方法。人工方法不僅自動(dòng)化程度低,而且測(cè)量效率和結(jié)果很大程度上依賴主觀因素。二維圖像分析方法是織物結(jié)構(gòu)參數(shù)自動(dòng)測(cè)量的基本研究方法,這種方法受光線條件的影響顯著。本文以碳纖維織物為研究對(duì)象,采用三維處理技術(shù)構(gòu)建了織物表面模型,在此基礎(chǔ)上完成了對(duì)織物結(jié)構(gòu)參數(shù)的測(cè)量。本文借助線結(jié)構(gòu)光與關(guān)節(jié)臂掃描系統(tǒng)采集到了密集的織物點(diǎn)云。在掃描過程中,通過調(diào)整照明、分析織物組織循環(huán)圖和選取恰當(dāng)掃描范圍的方法,在掃描階段對(duì)采集點(diǎn)云的數(shù)據(jù)進(jìn)行了合理控制。根據(jù)原始點(diǎn)云的不同形成原因和表現(xiàn)形態(tài),實(shí)施了分類預(yù)處理。利用改進(jìn)后的歐式距離平均值檢測(cè)方法檢測(cè)并剔除了對(duì)刻畫表面特征無(wú)用的離群點(diǎn),平均剔除率為1.895%。在深入分析各向同性與各向異性的濾波方法的基礎(chǔ)上,利用Laplacian平滑、Taubin的λ／μ方法和迭代的雙邊濾波算法平滑了在誤差允許范圍內(nèi)、經(jīng)過預(yù)處理后能夠用于描述織物表面的內(nèi)點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)表明,Taubin的λ／μ算法能在有效平滑的同時(shí)保持和增強(qiáng)紋理特征,處理碳纖維織物表面點(diǎn)云效果最佳。利用屏蔽泊松重建方法重建出了精細(xì)的織物表面。通過向重建輸入點(diǎn)集中加入點(diǎn)云約束條件和梯度約束條件構(gòu)建了尺度獨(dú)立的屏蔽約束條件,并將所構(gòu)建的屏蔽泊松方程作為移動(dòng)立方體(MC)算法的輸入方程。應(yīng)用瀑布式多重網(wǎng)格解法求解了屏蔽泊松方程,運(yùn)用漸近線優(yōu)化方法消除了MC算法中構(gòu)建三角形時(shí)存在的二義性問題。對(duì)比實(shí)驗(yàn)表明：屏蔽泊松重建算法對(duì)于織物表面模型具有最佳的處理效果。重建深度取11時(shí),可以同時(shí)兼顧重建效果與運(yùn)行效率。利用深度圖和離散小波變換技術(shù)實(shí)現(xiàn)了碳纖維織物表面紗線寬度與經(jīng)緯紗線密度的自動(dòng)測(cè)量。首先,利用平行投影矩陣將三維點(diǎn)云投影到二維平面。接下來(lái),利用灰度變換方法獲得了理想的織物表面深度-灰度圖。.由于深度-灰度圖中的灰度由表面高度而不是光線決定,從而最大限度的去除了環(huán)境光、背景光等周圍光線以及遮擋因素對(duì)表面造成的影響。最后利用小波變換技術(shù)提取出了紗線信息,完成了紗線寬度和經(jīng)、緯密度計(jì)算。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：本文重建出的織物表面模型較為準(zhǔn)確；基于深度-灰度圖與離散小波變換技術(shù)自動(dòng)測(cè)量的織物結(jié)構(gòu)參數(shù)結(jié)果可靠。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：天津工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TP391.41
【目錄】：

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【參考文獻(xiàn)】

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【共引文獻(xiàn)】

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相關(guān)機(jī)構(gòu)

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