碳纤维织造经纱损伤状态的图像检测研究

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1、东华大学硕士学位论文学校代码：10255学号：2130693东华大学硕士学位论文碳纤维织造经纱损伤状态的图像检测研究IMAGEDETECTIONRESEARCHONWARPDAMAGESTATUSOFCARBONFIBERWEAVING姓名张佳南申请学位硕士学科专业机械工程指导教师周其洪I东华大学硕士学位论文东华大学硕士学位论文答辩委员会成员名单姓名职称职务工作单位备注周骏彦教授级高工答辩委员会主席太平洋机电（集团）苏继伟高级工程师答辩委员会委员太平洋机电（集团）孙志宏教授答辩委员会委员东华大学于海燕副教授答辩委员会委员东华大学陈广锋副教授答辩委员会委员东华大学吕宏

2、展副教授答辩委员会秘书东华大学II东华大学硕士学位论文东华大学学位论文原创性声明本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日III东华大学硕士学位论文东华大学学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，

3、允许论文被查阅或借阅。本人授权东华大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本版权书。本学位论文属于不保密□。学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日IV东华大学硕士学位论文ABSTRACT摘要随着纺织行业的不断发展，碳纤维复合材料立体织物因其质量轻、强度刚度高、抗振性能好等优良特性，受到愈来愈广泛的重视和青睐。然而，织造过程中碳纤维经纱存在着易磨损起毛、易割伤的损伤特性。当纱线出现损伤时，我们希望可以及时的发现并处理，目前国内的纺织产业依然采用传统的人工

4、检测方法进行碳纤维织造经纱的检测，检测效果并非十分理想。另外，碳纤维毛羽会导致环境污染，危害人体健康，造成了现阶段碳纤维立体织造工作环境恶劣，生产过程难以控制的现状。为了实时监控碳纤维经纱的织造生产状态，预见并控制生产过程中出现的损伤缺陷，本文在实验室环境下，基于千兆以太网的CCD摄像机-计算机的硬件平台，Labview视觉处理的软件平台，研究了适合在线检测碳纤维织造经纱损伤状态的图像处理算法，编写出一套具有在线检测碳纤维织造经纱损伤状态和判断完纬功能的图像处理程序，制定了一套碳纤维经纱损伤状态的评价方法，并通过数据通讯将评价标准数据发送给控制系统，供上位机实时改变

5、控制策略参考。本文主要完成以下工作：（一）研究了适合在线实时检测碳纤维织造经纱损伤状态的图像处理算法。其中根据轮廓分析算法分析了经纱的轮廓粗糙度，依据粒子分析算法分析了经纱的损伤面积，通过颜色校验算法分析了纬纱筒是否完纬等，编写出一套具有在线实时检测织机经纱损伤状态和判断完纬功能的图像处理程序。（二）基于Labview软件图像处理模块实时采集到的碳纤维经纱损伤状态的基础参数，提出了一套适用于碳纤维立体织造经纱损伤状态的评价标准。采用模糊控制理论，运用Matlab模糊逻辑工具箱，编程实现了单根经纱总体损伤程度的评价。并通过Labview软件平台调用Matlab程序，实

6、现了区域多根经纱总体损伤程度的评价。系统运行结果与人工实际检测相符，证明了系统研究方法和结果的正确性。（三）数据通讯及在线监控系统界面的实现。以Labview软件为平台，通过基于modbus协议的串口通讯方式，编写了实时数据传输程序和在线监控界面。将数据处理程序得到的评价数据实时发送给织机控制系统，供织机上位控制系统进行决策。关键字：碳纤维，织造，经纱损伤，图像检测，模糊算法I东华大学硕士学位论文ABSTRACTABSTRACTWiththecontinuousdevelopmentofthetextileindustry,carbonfibercomposites

7、olidfabricgetmoreandmoreextensiveattentionandfavorbecauseofitslightweight,highstrengthandstiffness,goodvibrationresistanceandotherexcellentfeatures.However,therearedamagecharacteristicswhichiseasytowearfluffandeasytocutofcarbonfiberwarpinweavingprocess.Whentheyarndamageoccurs,wehopet