轻柔无弹织物0曲率静态造型的建模研究

基于轻柔无弹织物静态造型由黎曼0曲率造型合成的观点,建立一种新的织物建模方法。0曲率造型由脊线带动脊线波曲面生成,建模的关键是确定脊线波曲面的截口方程并要求保长,从而实现脊线波曲面的保面积。将织物离散成m×n的网格点,探讨了织物网格点内蕴坐标与空间坐标的映射关系,通过输入脊线参数,在织物上生成任意位置、任意角度、任意大小、保面积的脊线波曲面,并考虑脊线波曲面的衰减,实现脊线波曲面和平面的平滑过渡。从仿真效果图来看,形态比较逼真。在系统性能上,造型时间与织物网格数成正比,达到实时仿真的要求,并有很好的稳定性。     

织物物理模拟与三维服装实时仿真技术

针对织物物理建模的计算效率和稳定性问题,提出基于约束的织物质点弹簧模型。以简单几何实体球和圆柱为例,说明处理织物可变形体与环境对象碰撞的总体策略,结合实体碰撞对物理模拟流程进行总结性描述。实验结果表明,该建模方法相对于织物的几何复杂度有接近线性的计算效率,因此很适合于实时仿真环境。将上述研究成果集成应用到三维服装仿真环境中,给出了验证实例。     

基于自适应网格重划分的织物动态仿真

一直以来织物细节的动态模拟是图形学界研究的热点和难点。针对这一问题,文章提出了一种基于自适应网格重划分的织物动态模拟方法。首先,分析织物的物理特性,基于经典的质点弹簧模型,建立织物仿真模型。在织物动态仿真过程中,由于不同时刻织物的受力情况不同,导致织物不同程度的变形。根据其变形幅度的不同,利用边缘曲率准则对网格进行自适应重划分,采用推进波前法对网格重新生成,实现织物的自适应动态仿真。实验结果表明,自适应网格重划分的织物动态仿真方法,在确保仿真实时性的同时,能够有效改进织物的仿真效果,鲁棒性强。     

基于弹簧-质点模型的织物仿真算法及其性能分析

目前织物仿真系统基本上都是以弹簧一质点模型为基础。根据织物内部结构和外部受力的特点，建立物理模型，计算模型在没有碰撞的情况下，动态的模拟织物从非平衡的受力状态到平衡的受力状态之间的全过程。文章首先分析了几种常用织物仿真算法如Ether算法、Midpoint算法和4阶Runge—Kutta算法，然后对各种算法的织物仿真性能进行了分析和比较。     

利用织物实际弯曲形态测试其弯曲性质的算法

介绍了织物弯曲理论和测试方法的研究现状,提出了一种利用织物在自重作用下的实际弯曲形态间接测试织物弯曲性质的测试方法。详细叙述了该方法的测试原理,在此基础上利用数学多项式回归和微积分方法对实际弯曲形态曲线上的信息进行计算处理,提出了织物在自重作用下的弯矩与曲率、弯曲刚度与曲率关系的算法。利用此方法对织物进行测试,取得了很好的结果,与KES方法测试得到的弯曲刚度值对比,获得了很好的相关性验证。     

基于Spline算法经编间隔织物的仿真建模

现阶段大多建模方法得到的模型保形性差,且缺少光照处理。文章提出一种基于Spline插值算法的建模方法,该方法保证曲线经过所有控制点,在三维空间上建立与实际织物基本相同的空间曲线,解决了以往所得模型保形性差的问题,并且通过VC++以及OpenGL开发工具,可以加上环境光照渲染、纹理处理等,使仿真模型更为写实,得到的仿真模型可以节省人力和物力及时间,能够在短时间内为设计人员提供更为准确的设计思路和方案。     

交货期窗口下小批量食品机械制造车间柔性调度

生产调度是保证制造车间生产有序、稳定运行的决定性因素,传统算法很难针对多目标柔性调度问题进行建模和有效求解。在此提出一种动态交货期窗口下基于遗传算法和模拟退火算法的混合式智能优化算法,并针对该类大规模组合优化问题进行建模仿真,采用著名的FT06Benchmark对该算法的调度性能进行基准测试。结果表明,所提出混合式优化算法针对多目标,小批量食品机械制造车间柔性调度问题搜索效率高,质量稳定,具有较好地全局优化能力。     

k-means聚类算法在织物疵点检测中的应用

为检测常见织物的各种疵点,提出一种基于k-means聚类的织物疵点检测方法。对采集的图像进行中值滤波,以减轻纹理对疵点检测的影响,并利用方差采样算法增强织物的疵点特征信息;利用k-means聚类算法对方差采样后的图像进行处理,使得疵点区域被划分一类,非疵点区域划分为一类。最后经过二值化,分割出疵点。实验证明,该方法能快速、准确的检测出织物的常见疵点。与其他方法相比,文章提出的算法采用聚类思想对织物疵点进行分割,不需要利用正常织物图像进行阈值计算;另外经过方差采样算法处理后疵点信息明显增强,使得疵点信息与纹理明显不同,从而使聚类更为准确,增加了检测的准确度。     

基于TexGen的织物仿真建模及其应用方向

探讨基于TexGen的织物仿真建模及其应用方向。介绍了TexGen的建模理论以及建模流程,对比了仿真模型几何结构与真实织物图像。指出:TexGen表现出较好的仿真效果;织物仿真建模结合有限元分析可对织物机械物理性能进行预测分析,从而不断优化织物结构。认为:TexGen在织物仿真建模方面有较好的应用前景,通过引入图像处理技术、建立模型数据库等措施,可提升建模参数的采集速度和准确性,改善模型的精细化程度,加快预测研究的推广应用。     

高速真丝织物污点检测系统的实现

介绍了一种基于现场可编程阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)的高速真丝织物污点在线检测系统。织物在生产线上可能遇到浅黄色机油的污染,危害人的健康。为了排除这些污点,首先对其进行分析,针对其静态特征数据提出了相应的动态分量阈值处理算法,通过仿真验证了该算法的准确性和可行性,最后将算法程序下载到FPGA中进行调试运行,并在现场进行了系统测试。测试结果表明:该系统能有效检测出高速运行的真丝织物上的污点,同时提高了生产的效率和自动化程度,减少了劳动力的浪费。     

三维正交织物织造过程模拟及其微观几何结构预测

为获得更为精确的织物模型，以满足织物及其纺织复合材料力学性能和破坏机制分析的需要，针对多尺度材料几何结构建模中存在宏观和介观尺度理想化假设，从而导致织物微结构特征缺失的问题，基于数字单元法理论，在纤维尺度提出一种织物织造过程动态仿真方法。该方法建立了织机关键部件的几何模型，由织造矩阵控制开口运动，通过计算纤维间的相互作用力，模拟织机五大运动，得到4个处于不同织造时期的单胞组成的三维正交织物数值模型。研究结果表明：织物单胞的微观几何结构受相邻单胞的影响，在织造过程中发生变化；最上层和最下层纬纱的应力高于中间层纬纱；模型较为准确地描述了纱线的卷曲、路径和横截面形状等织物的主要特征。     

纸浆泵泵轴强度的有限元分析

应用大型通用有限元分析软件Ansys，对纸浆泵泵轴进行了强度分析。分别取零流量工况和设计点工况作为泵轴计算工况，对泵轴载荷进行计算，通过实体建模、有限元求解，最终描述出泵轴在不同工况下不同截面上的应力分布情况。与传统算法相比，该方法可准确了解零件应力和变形的大小和位置，进行精确的轴强度计算。     

基于MRF层次模型的贾卡经编针织物图像分割技术

基于贾卡织物特点和层次马尔科夫随机场建模,提出一种贾卡经编针织物图像的分割方法。贾卡织物图像在扫描过程中因其立体肌理会带来噪音信息,需进行高斯低通滤预处理,在此基础上,采用haar小波进行多尺度分解以模拟人类视觉处理信息过程。在特征场建模上采用有限通用混合模型来逼近贾卡织物图像的小波系数,同时融合零均值隐状态的混合概率分布函数来描述贾卡经编针织物图像的噪音信息,在标签场建模上采用尺度内的非因果马尔科夫和尺度间因果马尔科夫来确定先验模型,在贝叶斯准则下完成图像分割。结果表明,该方法能较好地实现贾卡经编针织物图像的纹理分割。     

基于WebGL的纬编提花织物三维仿真

为了实现纬编提花织物的三维结构仿真和虚拟仿真,在深入研究各提花类型编织原理的基础上总结其仿真结构特点。通过数学建模的方法,建立提花织物中常用的线圈几何模型、线圈型值点模型和平移模型,借助矩阵运算可根据织物组织快速计算线圈的空间坐标位置。采用WebGL技术和三维图形引擎库Three.js,根据型值点空间坐标实现了三维线圈结构的绘制和颜色渲染,截取提花织物三维仿真图作为纹理材质,利用纹理映射技术实现纬编提花织物三维虚拟仿真。以各类提花效应的三维仿真效果为例对仿真方法进行检验,结果表明矩阵模型可以实现线圈型值点坐标快速转换与计算,WebGL技术可实现三维结构仿真可视化从而准确描述提花织物结构特征,增强服装虚拟仿真的真实感。     

经编毛巾织物的计算机仿真

 本文介绍了经编毛巾织物的编织原理和设计方法,以毛圈建模数据分析和毛圈形态影响因素分析为基础重点提出了一种经编毛巾织物仿真的新方法——毛圈模型填充法。通过研究单个毛圈建模数据中各要素与组织结构、原料之间的关系,建立了理想状态下的基础毛圈模型,接着分析了影响毛圈实际形态的各因素之间的关系,并在此基础上研究了如何生成形态各异的仿真用毛圈模型以及毛圈模型数据库的建立方法,最后运用计算机技术实现了经编毛巾织物的仿真。     

虚拟三维服装展示的发展历史与研究热点

虚拟三维服装展示涉及众多学科领域的技术融合,致力于产生逼真而富有动感的展示效果.20世纪80年代中后期以来,虚拟三维服装仿真技术经历了从简单织物变形形态的静态模拟到三维复杂服装动态模拟的过程.对织物以及服装的模拟主要归结于建模技术与数值方法的结合,不同的织物服装有不同的建模技术,对于同种模型,不同的数值计算方法的计算效...     

基于改进KCF算法的织物折皱回复检测研究

织物折皱回复性能是评价织物形态稳定性的关键指标。传统折皱回复角测试方法存在检测过程依赖人工操作、难以量化折皱动态演变等问题。为实现对折皱回复全过程的自动化监测,文章提出一种基于改进核相关滤波算法的动态折皱回复检测方法。该方法使用高速摄像机捕捉织物折皱形变回复过程,应用改进的核相关滤波算法检测追踪折皱顶点的运动角度变化。通过引入多特征融合提高检测鲁棒性,利用Canny边缘检测自适应调整目标区域,减小边界效应。在此基础上提取感兴趣区域骨架,计算折皱顶角度随时间变化信息。结果表明,不同织物折皱角度变化规律与织物组织结构高度相关。最后与标准测试结果建立线性模型,验证所提方法的有效性。文章实现了对织物折皱回复全过程的自动化检测与定量评估,提供了一种更为高效准确的折皱回复性能检测新思路,具有广阔应用前景。     

基于Frangi滤波器的织物疵点检测方法

提出了一种基于Frangi滤波器的织物疵点检测方法。该算法首先对样本织物图像进行均值下采样处理,淡化和消除背景纹理对织物疵点检测的影响,然后将均值下采样处理后的图像经Frangi滤波器进行滤波,从而增强织物疵点部分以利于疵点的分割,最后对Frangi滤波后的图像进行阈值分割,分割出织物疵点部分。采用该算法对6种纹理织物进行处理,检测出26种疵点,92%的疵点能被准确的检测和定位,误报率为8%,检测效果较好。     

多轴三维织机斜纱引入机构的设计

为了避免三维机织物各向异性突出的缺陷,通过引入斜纱来增强三维机织物的平面属性,以适应航空航天等应用领域对三维机织物各向同性的性能要求。介绍了多轴三维织物的组织结构,设计其织造用的斜纱引导机构,该机构由4个特殊直线步进电机组成;在UG中对该机构进行建模并在Ansoft Maxwell中建立单个直线电机二维模型,并对此电机进行静态磁场分析以及推力仿真。为多轴三维织机虚拟样机的建模、设计与仿真及其物理样机的研制奠定必要的基础。     

柔性伞衣织物的自由变形折叠建模及其充气机制研究

为解决冲压翼伞充气耦合计算中柔性伞衣织物的折叠建模这一关键技术难题,根据柔性伞衣真实的物理折叠特点,引入自由变形思想,提出针对多气室柔性伞衣织物的展向折叠建模方法。采用直接约束型曲面变形技术,通过控制节点移动实现曲面变形,基于坐标矩阵变换对柔性伞衣织物进行展向压缩折叠;并用初始应力方法修正几何误差,使折叠模型具有初始本构力学特征。对翼伞柔性伞衣织物建立展向折叠模型,基于任意拉格朗日-欧拉方法进行充气过程的流固耦合计算,得到充气过程中结构动力学变化及非稳态流场的分布情况,与空投实验进行对比分析,证明了基于自由变形的新型柔性伞衣织物折叠建模方法的准确性与可行性。