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绗缝是利用缝线在物料上组合成无规则排列和独立的或者是有规则排列重复的各种图形的轨迹,这些图案不只是为了牢固地缝住三层物料,防止填充料移动,还可以增强缝制品的立体感,提高其装饰功能。因为物料的弹性和高速的绗缝加工,因此加工过程中物料有较大变形,线迹与预先设定的加工轨迹往往难以吻合。这种物料变形的数学模型难以建立,一般根据经验,采用某些补偿的方法,减少加工件与设计图案的误差,但加工复杂图案时却难以满足要求。 本文提出应用计算机视觉测量技术,对绗缝加工轨迹进行实时图像采集和处理、跟踪,实现对加工轨迹的动态修正,使加工图案满足设计要求。本文展开研究并取得一定成效:构建了基于PCI总线的微机实时图像采集系统;在采集的布料总图(鸟瞰图)的基础上,通过数字图像的数字滤波、图像增强、边缘检测等处理,提取布料图像的边缘,对轮廓的矢量化的象素点进行搜索,得到相应的图案矢量图,从而确定绗缝的加工轨迹,生成加工指令;在进给加工过程中,主计算机对动态局部图像与总图(鸟瞰图)的对应部分进行图像相关的匹配计算,应用数字图像理论,结合神经网络计算的改进最速下降法和模拟退火算法,提出独特而有效的相关迭代初始值赋值方法,形成稳定、高速和准确的相关运算,实现单针绗缝视觉测量和自动控制。 系统采用目前流行的控制系统发展的主要方向之一,将PC加专门数字控制器的开放式结构,作为单针绗缝控制系统,大大缩短开发周期,不仅可以利用PC技术的流行软件平台,开发出功能完善的人机界面,而且有效实现了图像采集、数字处理等复杂运算和实时控制,实用效果好。 在单针绗缝控制系统中把计算机视觉引入位置控制回路,实现对加工轨迹的实时测控,在国内未见有相关成果报道。这种方法推广到一般的柔性工件加工控制领域,将具有广阔的应用前景。