專利名稱：一種織物密度分布仿真系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種紡織工業中檢測織物密度和觀察織物表面均勻度的設備，具體涉 及一種織物密度分布仿真系統。
背景技術：
織物密度是織物在單位面積上的質量分布，與織物的重量、耐磨性、手感和透氣性 有很大關系，因而織物密度是控制織物表面均勻度的重要參數，而織物表面均勻度與原紗 的線密度均勻性有對應關系，并與織造工藝息息相關。現有技術中使用織物密度鏡來檢測 織物密度和觀察織物表面均勻度，其主要結構是在一把鋼尺上方設置一可沿鋼尺的棱邊左 右移動的放大鏡，放大鏡的中心對折鋼尺的棱邊。在檢測操作時將織物密度鏡放在被測的 織物上，操作人員俯下頭，眼睛盯著放大鏡，然后通過左右緩慢移動放大鏡來觀察并默記鏡 頭中顯示的織物紗的根數和紗與紗之間的分布情況。織物密度鏡的缺陷在于僅限于單人 觀察，不易進行多人對比；長時間使用后會導致操作人員身體感到疲憊和不適；由于各人 使用的方法不同，加上織物本身具有較大的伸縮性，容易增加不同批次之間的檢測誤差。現有的自動化織物密度檢測設備多采用根據傅里葉變換和織物頻譜圖，來提取織 物經緯紗線的平均周期，以此來測算織物的平均密度。使用這種方法得到的結果是一個可 能含有誤差因數的平均值，缺乏直觀性和可核查性，不便于人工檢查和糾正，因而不便得到 實際應用。在紡織過程確定的條件下，織物的二維密度分布是由一維條干數據決定的，因而 可利用條干機輸出的經緯條干數據對生產過程中對樣品的織物密度進行分析。條干數據是 織物截面描述的重要參數，但目前條干機輸出的條干數據只能在顯示屏或打印紙等輸出設 備上以趨勢曲線圖的方式表示，用戶只能通過讀趨勢曲線圖間接獲得截面參數，不能夠直 接對條干數據進行分析。設備提供方通常對存盤的條干數據進行加密壓縮，使用戶不能將 條干數據由計算機讀取出來，用于紡織樣品的密度分布計算。
發明內容
本發明針對現有技術的不足，提出了一種利用經紗和緯紗的條干數據來仿真噴氣 織機的引緯過程，輸出用不同色彩或灰度表達的織物密度分布圖像的織物密度分布仿真系 統。本發明的技術方案如下—種織物密度分布仿真系統，其特征在于包括解碼數字電路集成模塊和仿真數 字電路集成模塊，其中所述解碼數字電路集成模塊將條干機輸出的加密數據解碼為計算機 可讀的條干數據流輸入所述仿真數字電路集成模塊，所述條干數據流中的條干數據包括條 干長度及其對應的條干截面面積；所述仿真數字電路集成模塊的輸入參數包括條干數據、 經紗線密度、緯紗線密度、經紗材料密度、緯紗材料密度、經紗設定長度和緯紗設定長度，輸 出參數為仿真布料的織物密度；將所述條干數據流通過映射函數映射到二維的仿真坐標系中，根據所述仿真坐標系中的點對應的條干長度及其對應的條干截面面積，計算所述點的 織物密度；所述仿真數字電路集成模塊中的映射函數為L= (X-I) L0+(L0-Y),其中L為條干長度，L0為設定長度，X為橫軸玻纖根數，Y為縱軸長度。所述加密數據的解碼過程包括以下步驟1)從所述加密數據中依次取3個加密字節；2)將每個加密字節分成上4位和下4位，共計6個位數據；3)依次按二進制讀出所述位數據；4)將所述6個位數據進行全排列，每排列一次，把前3個位數據賦給Datal，后3 個位數據賦給Data2，直至所述條干數據中的數據值呈現周期性變化為止；5)輸出重新排列后的數據作為所述條干數據流。所述仿真數字電路集成模塊中，當樣本面積取定后，通過所述條干截面面積求得 經紗體積和緯紗體積；樣本質量=經紗體積X經紗材料密度+緯紗體積X緯紗材料密度； 則織物密度=樣本質量+樣本面積。所述織物密度輸入密度統計數字電路集成模塊，輸出可視化密度分布圖像。所述織物密度輸入密度統計數字電路集成模塊，輸出可視化密度分布圖像。本發明的技術效果如下本發明是一種織物密度分布仿真系統，包括解碼數字電路集成模塊、仿真數字電 路集成模塊和密度統計數字電路集成模塊，其中解碼數字電路集成模塊將條干機輸出的加 密數據解碼為計算機可讀的條干數據流輸入仿真數字電路集成模塊，條干數據包括條干長 度和條干截面面積；仿真數字電路集成模塊的輸入參數包括條干數據流、經紗線密度、緯紗 線密度、經紗材料密度、緯紗材料密度、經紗設定長度和緯紗設定長度，輸出參數為仿真布 料的織物密度。由于在仿真數字電路集成模塊中設置了映射函數，將一維的條干數據流映 射到二維仿真坐標系中，使仿真坐標系中的每一點均可對應到條干數據流中的條干數據， 從而可知每一點上經紗和緯紗的截面面積。由截面面積、經紗線密度、緯紗線密度，等等，根 據密度計算原理得出該點的密度參數。本發明提供了一種模擬方法，克服了現有技術無法將原紗的條干均勻性與織物織 造參數結合進行關聯的缺陷，根據原紗的條干均勻性檢測數據獲得模擬織布外觀條紋的最 終效果圖及相關織物密度均勻性分析結果。本發明的密度參數仿真過程經過在仿真坐標系中選取足夠的樣本點，與實際的紡 織樣品相對照，可以通過Monte Carlo原理證明，本發明的仿真結果輸出的密度參數雖然不 能保證一定密度出現的位置，但是密度參數的均值、方差、極差等統計量的相對誤差不超過 5%，因而本發明具有仿真準確性高的特點。本發明加密數據的解碼依據條干加密數據自身的特點，設計了針對性的解碼方 法，該方法計算過程簡單，可適用于大數據量運算。
圖1是本發明的織物密度分布仿真系統結構示意2是本發明的解碼數字電路集成模塊中解密過程示意圖
圖3是本發明的仿真數字電路集成模塊中映射后的二維坐標示意4是本發明的仿真效果圖
具體實施例方式下面結合附圖對本發明進行說明。如圖1所示，本發明的織物密度分布仿真系統包括解碼數字電路集成模塊1、仿真 數字電路集成模塊2和密度統計數字電路集成模塊3，其中解碼數字電路集成模塊1通過 條干數據解碼法，將條干機輸出的加密數據解碼為計算機可讀的條干數據流；仿真數字電 路集成模塊2用于將一維的條干數據流通過映射函數映射到二維的坐標系中，形成仿真織 物，其中仿真織物上任意一點均可由經紗和緯紗的條干數據表示，在樣本面積確定后，即可 計算織物密度，輸入密度統計數字電路集成模塊3中；密度統計數字電路集成模塊3輸出采 用不同色彩或灰度表達的仿真織物的密度分布圖像，實現密度分布可視化效果。解碼數字電路集成模塊1中的條干數據解碼法是依據條干機加密數據的兩個特 點a)由于條干數據的數據范圍在10-12個二進制位(bit)之間，所以普通的加密算法會 選擇將2個條干數據儲存于3個字節(byte)的方式進行加密輸出；b)對于普通的電容式 條干機，每次輸出2個條干數據，且數據2 >數據1，(當數據1 >數據2時不影響方法的使 用)。基于條干機加密數據的上述兩個特點，即可極大的縮小解碼的試探范圍。如圖2所示，加密數據的解碼過程包括以下步驟1)從所述加密數據中依次取3個加密字節bytel、byte2、byte3 ；2)將每個加密字節分成上4位和下4位，共計為位數據bl、b2、b3、b4、l35、b6 ；3)依次按二進制從加密數據中讀出3個加密字節的所有位數據；4)將6個位數據進行全排列，每排列一次，把前三個位數據賦給Datal，后三個位 數據賦給Data2，直至所述條干數據中的數據值呈現周期性變化為止；例如，一個可能的結果是=Datal的位數據為bl、b2、b4，Data2的位數據為l35、b6、 b3 ；將上述排列規律應用到所有的加密數據中；5)輸出重新排列后的數據作為條干數據流。最后解碼數字電路集成模塊1輸出計算機可讀的條干數據流，條干數據流中的條 干數據包括條干長度和條干截面面積參數。仿真數字電路集成模塊2的輸入參數包括條干數據、經紗線密度、緯紗線密度、經 紗材料密度、緯紗材料密度、經紗設定長度和緯紗設定長度，輸出參數為仿真布料的織物密 度。經紗線密度和緯紗線密度的單位為根/inch，表示經紗或緯紗在單位長度中排列的根 數；經紗材料密度和緯紗材料密度的單位為g/cm3，表示經紗或緯紗材料單位體積的質量； 布料寬度的單位為mm，表示仿真織物中經紗或緯紗的設定長度。如圖3所示，在噴氣織機紡織過程確定的條件下，織物的二維密度分布是由一維 條干數據決定的，因而在仿真數字電路集成模塊2中根據幾何原理，定義由實線表示的緯 紗的映射函數為L = (X-I)Lf(Ltl-Y)，其中L為緯紗條干長度，單位為mm ；L0為緯紗的設定 長度，單位為mm ；X為經紗方向的緯紗玻纖根數，X為自然數；Y為緯紗方向的坐標，單位為 mm。經紗的映射函數為L’ = (X’ -DL0' +(L0' -Y’)，其中L’為經紗條干長度，單位為mm ； L0'為經紗的設定長度，單位為mm ;X’為緯紗方向的經紗玻纖根數，X’為自然數；Y’為經紗
5方向的坐標，單位為mm。由緯紗和經紗縱橫交錯即可得出完整的仿真織物。在經、緯十字紡 織中，緯紗任意一點坐標(X，Y)結合經經紗線密度和緯紗線密度，經過數學計算可得出該 點在經紗上的對應坐標(X’，Y’)，反之也可通過經紗坐標(X’，Y’ )得出緯紗坐標(X，Y)。根據上述映射函數，即可得出仿真布料上任意一點OCtl，Ytl)與緯紗條干長度L和經 紗條干長度L’之間的對應關系，從而獲得緯紗截面面積和經紗截面面積；在樣本面積取定 以后，即可計算該樣本的經紗體積和緯紗體積，進而可得出樣本的質量=經紗體積X經紗 材料密度+緯紗體積X緯紗材料密度，(X0jY0)點的織物密度即可通過質量+樣本面積計 算得出。仿真布料的織物密度可表示一點的密度，也可以表示按技術標準選取樣本(例如 IOcm X IOcm)的局部密度。密度統計數字電路集成模塊3接收由仿真數字電路集成模塊2輸出的織物密度， 對密度參數進行量化，使任意點O^Ytl)的密度參數與像素值對應，即可輸出可視化的灰度 或彩色圖像。應當指出，以上所述具體實施方式
可以使本領域的技術人員更全面地理解本發明 創造，但不以任何方式限制本發明創造。因此，盡管本說明書參照附圖和實施例對本發明創 造已進行了詳細的說明，但是，本領域技術人員應當理解，仍然可以對本發明創造進行修改 或者等同替換，總之，一切不脫離本發明創造的精神和范圍的技術方案及其改進，其均應涵 蓋在本發明創造專利的保護范圍當中。
權利要求
1.一種織物密度分布仿真系統，其特征在于包括解碼數字電路集成模塊和仿真數字 電路集成模塊，其中所述解碼數字電路集成模塊將條干機輸出的加密數據解碼為計算機可 讀的條干數據流輸入所述仿真數字電路集成模塊，所述條干數據流中的條干數據包括條干 長度及其對應的條干截面面積；所述仿真數字電路集成模塊的輸入參數包括條干數據、經 紗線密度、緯紗線密度、經紗材料密度、緯紗材料密度、經紗設定長度和緯紗設定長度，輸出 參數為仿真布料的織物密度；將所述條干數據流通過映射函數映射到二維的仿真坐標系 中，根據所述仿真坐標系中的點對應的條干長度及其對應的條干截面面積，計算所述點的 織物密度；所述仿真數字電路集成模塊中的映射函數為L= (X-I) L0+(L0-Y),其中L為條干長度，L0為設定長度，X為橫軸玻纖根數，Y為縱軸長度。
2.如權利要求1所述的一種織物密度分布仿真系統，其特征在于所述加密數據的解 碼過程包括以下步驟1)從所述加密數據中依次取3個加密字節；2)將每個加密字節分成上4位和下4位，共計6個位數據；3)依次按二進制讀出所述位數據；4)將所述6個位數據進行全排列，每排列一次，把前3個位數據賦給Datal，后3個位 數據賦給Data2，直至所述條干數據中的數據值呈現周期性變化為止；5)輸出重新排列后的數據作為所述條干數據流。
3.如權利要求1或2所述的一種織物密分布度仿真系統，其特征在于所述仿真數字 電路集成模塊中，當樣本面積取定后，通過所述條干截面面積求得經紗體積和緯紗體積；樣 本質量=經紗體積χ經紗材料密度+緯紗體積χ緯紗材料密度；則織物密度=樣本質 量+樣本面積。
4.如權利要求1或2所述的一種織物密度分布仿真系統，其特征在于所述織物密度 輸入密度統計數字電路集成模塊，輸出可視化密度分布圖像。
5.如權利要求3所述的一種織物密度分布仿真系統，其特征在于所述織物密度輸入 密度統計數字電路集成模塊，輸出可視化密度分布圖像。
全文摘要
本發明涉及一種織物密度分布仿真系統，包括解碼數字電路集成模塊、仿真數字電路集成模塊和密度統計數字電路集成模塊，其中解碼數字電路集成模塊將條干機輸出的加密數據解碼為計算機可讀的條干數據流輸入仿真數字電路集成模塊，條干數據包括條干長度和條干截面面積；仿真數字電路集成模塊的輸入參數包括條干數據流、經紗線密度、緯紗線密度、經紗材料密度、緯紗材料密度、經紗設定長度和緯紗設定長度，輸出參數為仿真布料的織物密度。在仿真數字電路集成模塊中設置了映射函數，將一維的條干數據流映射到二維仿真坐標系中，使仿真坐標系中的每一點均可對應到條干數據流中的條干數據。
文檔編號G06F17/50GK102129489SQ20101061808
公開日2011年7月20日 申請日期2010年12月31日 優先權日2010年12月31日
發明者劉信峰, 王宗笠 申請人:重慶國際復合材料有限公司