專利名稱：一種數控絎縫加工程序的生成方法
技術領域：
本發(fā)明涉及數控絎縫加工程序的生成方法，屬于數控絎縫機的加工和編程領域，
具體是一種能夠精確地依照織物面料圖案的輪廓進行絎縫加工的程序生成方法，這種方法 增加了絎縫產品的立體感。
背景技術：
人們在日常生活、生產中經常會用到有夾層的紡織物，例如床墊、被褥等，這些紡 織物一般由位于夾層的胎芯和包裹胎芯的織物面料兩部分組成，而用作胎芯的胎料又有絮 胎和散纖之分。其中的散纖狀胎料的結構和形狀不固定，易流動縮團，導致紡織物厚度不均 勻。為了使外層織物面料與胎芯之間貼緊固定，以獲得厚薄均勻的夾層紡織物，將外層織物 面料與胎芯縫合(包括縫編)起來，形成一種裝飾圖案，這種增加美感與實用性的工序，稱 為絎縫；縫合線形成的圖案即為絎縫圖案。 目前的絎縫大多采用效率高，操作方便的數控絎縫機來完成。數控絎縫機的工作 原理是采用CAD等繪圖軟件繪制絎縫圖案，將繪制好的絎縫圖案的輪廓處理成絎縫機的 控制代碼，由絎縫機進行絎縫?，F有的絎縫圖案CAD設計系統(tǒng)不能提取面料圖案的邊緣輪 廓，所設計的絎縫圖案不能與面料上的圖案吻合。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種能夠精確地依照織物面料圖案的輪廓進行絎縫加工的 程序生成方法，這種方法增加了絎縫產品的立體感。 為解決上述的技術問題，本發(fā)明可以通過以下技術方案來實現一種數控絎縫加 工程序的生成方法，其特征在于包括以下順序的步驟 (1)采用相機獲取待加工紡織物的表面圖案的數字圖像數據，并對該數字圖像進 行濾除噪聲和去除底色的圖像預處理，以獲得圖像的清晰輪廓； (2)在預處理后的數字圖像中，人工沿著絎縫的圖案輪廓在計算機上用鼠標草繪
絎縫的輪廓跡線，這條跡線被稱為引導線，然后用計算機在引導線上按照預先設定的長度、
間隔數值等間隔地生成一系列與引導線垂直的檢測線，計算機在每一條檢測線上尋找其與
圖案輪廓的交點，并將交點坐標組織成坐標數據鏈表； (3)分段擬合第(2)步中的坐標數據，形成圖元數據鏈表； (4)采用三階Hermite參數曲線作為連接圖元平滑連接第(3)步形成的圖元數據 鏈表，并將該連接圖元填充到圖元數據鏈表內； (5)將第(4)步形成的圖元數據鏈表后處理成數控絎縫機的控制指令。 本發(fā)明提供的方法首先通過第(1)步采用相機直接獲取紡織物的表面圖像并進
行預處理。然后第(2)步繪制引導線，由于采用人工繪制的方法，具體操作時工作人員可以
根據經驗和絎縫圖案的具體要求來繪制最合適的引導線，而不限定在特定的區(qū)域內；在引
導線的引導下，根據希望獲得絎縫圖案來自由設定的長度和間隔數值生成檢測線，最終獲得數字圖像的輪廓的坐標數據鏈。然后采用第(3)步分段擬合之前獲得的坐標數據鏈，針 對坐標的分布情況采用不同的圖元來擬合，將坐標數據鏈形成最基本的圖元數據鏈表；但 是這種擬合不一定是連續(xù)的，根據坐標的分布形態(tài)不同，這些直線、圓弧間可能出現間隔； 再經過第(4)步用三階Hermite參數曲線填充第(3)步獲得的圖元數據鏈表可獲得連續(xù)的 圖元數據鏈表，最終獲得完整的數控絎縫機的控制指令；將此控制指令交絎縫機控制器譯 碼后即可開始執(zhí)行。 本發(fā)明第(2)步的引導線是一系列的折線集，繪制時用鼠標沿圖像輪廓的邊緣滑
動，計算機定時采樣鼠標的當前坐標值，并將這些坐標值連接成折線；計算機按照系統(tǒng)的預
定參數選取間隔數值在這條折線上插入等間隔的坐標點，再分別通過上述插入的坐標點做
垂直于折線的檢測線；然后，按照檢測的精度要求(預先的設定值)將每一條檢測線劃分成
若干個像素點，這些像素點的像素值由該像素點所對應圖像的預設鄰域的像素值按二維拋
物線插值方法得到；然后沿檢測線方向求插值像素點的像素差分，將差分峰值處判定為邊
界，并將邊界上的點坐標數據按數控鏈表組織成坐標鏈表進行貯存和管理。 本發(fā)明第(2)步中所述像素點的像素值由該像素點所對應圖像的3X3鄰域的像
素值按二維拋物線插值方法得到。選擇不同鄰域的像素值，需要的計算量、實時性都不同，
數值越高，計算量就越大，且實時性也越差；經實驗證明，選擇3X3領域的像素值，可將計
算量控制在合適的范圍，并獲得較好的實時性。 本發(fā)明第(1)步中所述的圖像預處理包括采用圖像濾波、圖像增強、圖像復原中 的一種或一種以上方法對數字圖像進行處理；實際操作時，根據獲取的不同數字圖像數據， 對該圖像數據進行單獨的圖像濾波或單獨的圖像增強等常規(guī)的圖像預處理，或者是對數字 圖像數據進行如圖像濾波和圖像增強兩種或兩種以上的圖像預處理方法，最終獲得圖像的 清晰輪廓。 本發(fā)明第(3)步采用直線、圓弧或參數曲線分段擬合坐標數據；根據不同的坐標
數據選擇適應的線條來擬合，獲得最接近數字圖像輪廓的圖元數據鏈表。 本發(fā)明第(4)步采用三階Hermite插值方法在相鄰圖元的間隔處構造光滑過渡的曲線。 與現有技術相比，本發(fā)明具有以下的有益效果本發(fā)明采用人機交互，直接提取面 料圖案的輪廓，經處理后生成數控絎縫機的控制代碼(即數控絎縫機的絎縫軌跡)，使得最 終形成的絎縫圖案與紡織物的表面輪廓吻合，增加了絎縫產品的立體感和視覺感染力。


圖1是本發(fā)明對相機獲得數字圖像進行閥值濾波預處理后的圖像；
圖2是圖1中邊界點提取的示意圖；
圖3是圖2的局部放大圖； 圖4是對圖2中分段的直線、圓弧和參數曲線擬合并采用三階Hermite參數曲線 光滑連接后生成的運動軌跡示意圖； 圖5為隱去圖4中圖像信息后的運動軌跡示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的數控絎縫加工程序的生成方法的實施例，它包括以下順序的步驟
第一步采用相機獲取待加工紡織物的表面圖案的數字圖像數據，由于本實施例 中的絎縫圖像比較簡單，對該數字圖像進行濾除噪聲和閥值濾波去除底色的圖像預處理， 便可獲得圖像的清晰輪廓(如圖1所示)。
第二步在預處理后的數字圖像中，人工在計算機上用鼠標沿希望絎縫的圖案輪
廓的邊緣滑動草繪一系列的折線集，計算機定時采樣鼠標的當前坐標值，并將這些坐標值
連接成折線，該折線被稱為引導線；然后計算機按照系統(tǒng)的預定參數選取間隔數值在這條
折線上插入等間隔的坐標點，再按照系統(tǒng)預先設定的長度分別通過上述插入的坐標點做垂
直于折線的檢測線；然后，按照檢測的精度要求(預先的設定值)將每一條檢測線劃分成若
干個像素點，這些像素點的像素值由該像素點所對應圖像的3X3鄰域的像素值按二維拋
物線插值方法得到；然后沿檢測線方向求插值像素點的像素差分，將差分峰值處判定為邊
界，并將邊界上的點坐標數據按數控鏈表組織成坐標鏈表進行貯存和管理。 第三步采用直線、圓弧或參數曲線分段擬合第二步中的坐標數據，形成圖元數據鏈表。 第四步采用三階Hermite參數曲線作為連接圖元在第三步形成的相鄰圖元數據 鏈表中相鄰的圖元間隔處構造光滑過渡的曲線，并將該連接圖元填充到圖元數據鏈表內； 圖4即為經第(3) 、 (4)步處理后的生成的運動軌跡。 第五步將第四步形成的圖元數據鏈表后處理成數控絎縫機的控制指令；將圖4中
圖像信息隱去后獲得的運動軌跡如圖5所示，其與紡織物的表面輪廓高度對應。 經上述工五個步驟，最后獲得的數控絎縫機的運動軌跡的控制指令，數控絎縫機
通過控制器譯碼后，可沿著紡織物的表面圖案輪廓進行絎縫，使得絎縫圖案正好位于紡織
物表面圖像的輪廓處，增加表面圖案的立體感和視覺感染力。
權利要求
一種數控絎縫加工程序的生成方法，其特征在于包括以下順序的步驟(1)采用相機獲取待加工紡織物表面圖案的數字圖像數據，并對該數字圖像進行濾除噪聲和去除底色的圖像預處理，以獲得圖像的清晰輪廓；(2)在預處理后的數字圖像中，人工沿著絎縫的圖案輪廓在計算機上用鼠標草繪絎縫的輪廓跡線，這條跡線被稱為引導線，然后用計算機在引導線上按照預先設定的長度、間隔數值等間隔地生成一系列與引導線垂直的檢測線，計算機在每一條檢測線上尋找其與圖案輪廓的交點，并將交點坐標組織成坐標數據鏈表；(3)分段擬合第(2)步中的坐標數據，形成圖元數據鏈表；(4)采用三階Hermite參數曲線作為連接圖元平滑連接第(3)步形成的圖元數據鏈表，并將該連接圖元填充到圖元數據鏈表內；(5)將第(4)步形成的圖元數據鏈表后處理成數控絎縫機的控制指令。
2. 根據權利要求1所述的生成方法，其特征在于第(2)步的引導線是一系列的折線 集，繪制時用鼠標沿圖像輪廓的邊緣滑動，計算機定時采樣鼠標的當前坐標值，并將這些坐 標值連接成折線；計算機按照系統(tǒng)的預定間隔參數值在這條折線上插入等間隔的坐標點， 再分別通過上述插入的坐標點做垂直于折線的檢測線；然后，按照檢測的精度要求(預先 的設定值)將每一條檢測線劃分成若干個像素點，這些像素點的像素值由該像素點所對應 圖像的預設鄰域的像素值按二維拋物線插值方法得到；然后沿檢測線方向求插值像素點的 像素差分，將差分峰值處判定為邊界，并將邊界上的點坐標數據按數據鏈表組織成坐標鏈 表進行貯存和管理。
3. 根據權利要求2所述的生成方法，其特征在于第(2)步中所述像素點的像素值由 該像素點所對應圖像的3X3鄰域的像素值按二維拋物線插值方法得到。
4. 根據權利要求1或3所述的生成方法，其特征在于第(1)步中所述的圖像預處理 包括采用圖像濾波、圖像增強、圖像復原中的一種或一種以上方法對數字圖像進行處理。
5. 根據權利要求4所述的生成方法，其特征在于第(3)步采用直線、圓弧或參數曲線 分段擬合坐標數據。
6. 根據權利要求5所述的生成方法，其特征在于第(4)步采用三階Hermite插值方 法在相鄰圖元的間隔處構造光滑過渡的曲線。
全文摘要
本發(fā)明涉及的一種數控絎縫加工程序的生成方法，包括以下順序的步驟(1)采用相機獲取數字圖像數據，并對其進行圖像預處理；(2)人工繪制引導線，并在引導線上生成等間隔的檢測線，在檢測線上尋找其與圖案輪廓的交點，并將交點坐標組織成坐標數據鏈表；(3)分段擬合第(2)步中的坐標數據，形成圖元數據鏈表；(4)采用三階Hermite參數曲線作為連接圖元平滑連接第(3)步形成的圖元數據鏈表，并將該連接圖元填充到圖元數據鏈表內；(5)將第(4)步形成的圖元數據鏈表后處理成數控絎縫機的控制指令。本發(fā)明采用人機交互，直接提取面料圖案的輪廓，使得最終形成的絎縫圖案與紡織物的表面輪廓吻合，增加了絎縫產品的立體感和視覺感染力。
文檔編號D05B19/10GK101781833SQ20101011353
公開日2010年7月21日 申請日期2010年2月10日 優(yōu)先權日2010年2月10日
發(fā)明者葉文生, 柳寧, 王高 申請人:佛山市源田床具機械有限公司;暨南大學