ОСОБЕННОСТИ ОЦЕНКИ ТОНИНЫ СОВОКУПНОСТИ ВОЛОКОН ПОСРЕДСТВОМ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗРЕНИЯ (2024)
Рассматривается метод косвенной оценки линейной плотности лубяных волокон по их тонине, основанный на анализе цифрового изображения волокнистой пробы с применением алгоритма «карты расстояний» (distance transform). Идентифицируются погрешности, возникающие при практическом применении данного метода. Источниками погрешностей являются перекрещивание отдельных волокон в пробе и особенности формы топологического скелета в зонах окончаний волокон. На базе проведенного анализа создано программное обеспечение, позволяющее выполнять моделирование влияния этих факторов на общую погрешность измерения тонины волокон. Моделирование производится методом построения схематического изображения волокон с заранее известными параметрами с последующим его анализом с применением алгоритма «карты расстояний». Влияние рассматриваемых факторов на распределение измеренных значений тонины хорошо согласуется с теоретическими выкладками. По результатам исследования предложено направление дальнейшего совершенствования модельного эксперимента с целью учета особенностей размещения волокон в пробе.
Authors analyse a method of indirect measurement of flax fibre linear density using its thickness, based on computer vision approach and “distance transform” algorithm in particular. A number of flaws of this method are identified. The main reason for the discrepancy is the effect of crossed fibres within the analysed sample. The secondary reason is the specific shape of fibre’s topological skeletonnear its tips. Based on these observations, a software model of the problem has been created. The software produces a simplified image of crossed fibres with specified properties, and measures this image using the above method. The effect of various factors on the discrepancy in the distribution of thickness values appears to match well with theoretical analysis. Additionally, a number of ways to improve the software model are outlined, related to how typicallyfibres are oriented within the analysed sample.
Идентификаторы и классификаторы
- УДК
- 620.171.31. Влияние длительности испытаний, скорости испытаний
677.017.4. Устойчивость к воздействию механических факторов. Прочность. Эластичность - Префикс DOI
- 10.34216/2587-6147-2024-1-63-5-11
- eLIBRARY ID
- 66235671
Для повышения точности оценки линейной плотности лубяных волокон в виде их тонины посредством технического зрения в развитие ранее предложенных вариантов анализа [1–3] был предложен метод, основанный на применении алгоритма построения «карты расстояний» (distance transform), который реализовали в патенте [4]. Метод предусматривает наличие двумерного цифрового изображения отдельно расположенных волокон криволинейной формы, поиск для них топологического скелета как оси волокна, с применением известного метода [5], построение карты расстояний [6], а на завершающем этапе ‒ определение тонины как усредненной величины оптоволоконной ширины по совокупной длине анализируемых волокон. По результатам анализа, наряду со средним значением тонины, предусматривали получение информации о характере распределения тонины в виде гистограммы.
Однако известные варианты методов испытания [1–4] требуют расположения в области их анализа на цифровом изображении волокон в виде единичных объектов, изолированных друг от друга. Применительно к натуральным волокнам (хлопок, шерсть, котонин и др.), представляющим собой криволинейные объекты с разной длиной при общем их количестве в области анализа 1000 шт. и более, такие требования приводят к увеличению продолжительности анализа. Это объясняется значительным временем, необходимым на выполняемое вручную расположение волокон в виде единичных объектов на предметном столе микроскопа. При отсутствии такой подготовки волокон время их расположения на предметном столе сокращается в 2 и более раз. Однако в этом случае на цифровом изображении будут в значительном количестве представлены комплексы, состоящие из соприкасающихся и пересекающихся волокон, как это представлено на рис. 1. Такое расположение будет неизбежно оказывать влияние на форму и размеры топологического скелета волокон и, как следствие, на результаты расчетов тонины с использованием алгоритма «карты расстояний».
Список литературы
-
Орлов А. В., Пашин Е. Л. Разработка алгоритма расчета линейной плотности лубяных волокон с использованием технического зрения // Известия вузов. Технология текстильной промышленности. 2015. № 5. С. 65-68. EDN: VAYJWD
-
Орлов А. В., Пашин Е. Л. Метод подготовки цифрового изображения пробы лубяных волокон для оптической оценки их геометрических характеристик // Технологии и качество. 2018. № 1. С. 43-47. EDN: XXYIUX
-
Орлов А. В., Пашин Е. Л. Обоснование условий освещения лубяных волокон при оценке их толщины с использованием машинного зрения // Технологии и качество. 2019. № 1. С. 21-25. EDN: DLLFBX
-
Патент РФ № 2779715. Способ оценки тонины лубяного волокна: Опубл. 19.09.2022.
-
Бюл. № 26 / Пашин Е. Л., Орлов А. В. 5. Serra J., Image Analysis and Mathematical Morphology. Orlando: Academic Press, 1982. 610 p.
-
Adaptively sampled distance fields: a general representation of shape for computer graphics / Gibson Sarah F. Frisken; Perry, Ronald N.; Rockwood, Alyn P.; Jones, Thouis R. (2000) // Proceedings of the 27th Annual Conference on Computer Graphics and Interactive Techniques, SIGGRAPH 2000 / eds. Brown Judith R.; Akeley, Kurt. New Orleans: Association for Computing Machinery, 2000. P. 249-254.
-
Ramdas A., Garcia N., Cuturi M. On Wasserstein Two Sample Testing and Related Families of Nonparametric Tests // Entropy. 2017. Т. 19, No 2. URL: https://www.mdpi.com/1099-4300/19/2/47 (дата обращения: 19.11.2023).
-
Добрушин Р. Л. Задание системы случайных величин при помощи условных распределений //Теория вероятностей и ее применения. 1970. Т. 15, вып. 3. С. 469-497.
Выпуск
Другие статьи выпуска
В работе рассмотрены особенности дизайна фурнитуры модной одежды, галантереи и обуви. Отмечено, что в сложившихся условиях глобальной конкуренции производителей применение оригинальных решений в дизайне обуви, швейных и галантерейных изделий, основанных на применении новых материалов, новых методов проектирования и изготовления, способствует успешному продвижению товаров на рынке за счет расширения ассортимента, создания авторских и массовых ультрамодных изделий с уникальными эстетическими свойствами. Отмечены различия в условиях эксплуатации различных групп фурнитуры и требования к их эксплуатационным характеристикам. Рассмотрены возможные технологии и материалы для их изготовления. Показано, что возможной альтернативой используемым при их производстве технологиям является гальванопластическое формообразование фурнитуры, обладающее рядом неоспоримых преимуществ.
В статье анализируется вопрос системного подхода к дизайну цифровых продуктов, которые формируют современное городское пространство, образуя «медийный город». Показано, что в современных городах цифровое пространство играет ключевую роль в развитии концепции «умных городов», а цифровые технологии все чаще используются для решения городских проблем и улучшения качества жизни горожан. Выделяются и описываются характерные особенности пользовательских интерфейсов, такие как кроссплатформенность и экосистемность, а также затрагивается тема культурно-эстетических и смысловых аспектов проектирования. Обобщается практический опыт учебного проектирования в области интерактивных решений для городской среды на кафедре средового дизайна РГХПУ им. С.Г. Строганова. Показано, что опыт учебного проектирования позволяет добавить экспериментальный подход в решение системных задач.
В статье рассматривается проблема определения ключевых трендов в развитии концепции корпоративной униформы в организации на основе информации об успешно реализованных проектах в различных профессиональных сферах. Для этого использован алгоритм применения методов анализа данных в практической деятельности CRISP-DM, включающий в себя шесть типовых этапов: понимание бизнес-целей, начальное изучение данных, подготовку данных, моделирование, оценку и внедрение. Для каждого из этапов определены методы (математические, экспертные) обработки данных по выявлению трендов. Результатом применения предложенной методики является наглядное представление данных о выявленных трендах в проектировании униформы, в том числе в формате температурных карт, позволяющее специалисту в области дизайна костюма обоснованно их интерпретировать и экстраполировать выявленные тенденции в будущее корпоративной моды и фирменного стиля.
В настоящей работе на конкретном примере показан дизайн объемного художественного изделия, элементы которого получены методом газолазерной резки, а рельеф поверхности методом гравировки. Приведена последовательность технологических этапов изготовления такого художественного изделия. Представлены основные технологические параметры резки и гравирования для листовой стали и латуни. Для анализа влияния технологических свойств обрабатываемого материала и толщины металла на технологические параметры и режимы обработки были выбраны разные для лазерной резки материалы: сталь и латунь. Показано, что достижения современной науки и техники могут быть применимы в ювелирной промышленности и позволяют решать любые задачи промышленного ювелирного дизайна. Представленные в статье художественные изделия являются шахматными фигурами и были выполнены в рамках дипломного проектирования.
В статье рассмотрены основные причины формирования космической эргономики как обособленной научной дисциплины, так как используемые знания по организации деятельности человека в окружающей его техносфере на Земле существенно отличаются от предметной среды в условиях космического пространства. Состояние невесомости диктует не только новые правила в эргономике, но и ведет к разработке уникальных дизайн-решений для комфортного пребывания человека в космической среде. Космическая эргономика изучает закономерности процессов жизнедеятельности человека в условиях космического полета. Показано, что разработка эргонометрических требований к условиям обеспечения профессиональной деятельности человека в космической среде является важным фактором для успешного проведения космических исследований. Требования включают в себя системы жизнеобеспечения, безопасности, разработку научного и бытового оборудования, дизайна окружающего пространства, а также учет психологических особенностей работы космонавтов.
В статье приводятся результаты анализа исторического и современного использования нетрадиционных и нестандартных материалов в ювелирных украшениях. Рассмотрены отличия ювелирных украшений от бижутерии - взгляд на эти различия со стороны ювелиров и законодателей. Представлена классификация материалов по их применению и генезису. Рассмотрены различия нетрадиционных материалов и нестандартных, особенности их использования и большое разнообразие. Показано, что применение нестандартных материалов во многом обусловлено следованием тенденциям «современного» искусства и желанием эпатировать публику, что все нетрадиционные материалы в прошлом были традиционными, кроме новых, синтезированных в результате научно-технического развития.
В данной статье рассмотрены программы MATLAB и MasterSCADA, возможность их совместного применения. Для решения данной задачи использовались пакеты Fuzzy Logic Toolbox, Neural Network Toolbox, используемые в MATLAB, которые позволяют реализовать модель управления технологическим процессом. В программе реализована возможность обеспечения связи со SCADA-системой OPC Toolbox, позволяющей обеспечивать взаимодействие компонентов системы средствами протокола OPC. Разработана структурная схема системы управления мяльно-трепальным агрегатом, которая через исполнительные устройства воздействует на объект управления. Для реализации системы автоматизированного управления процессом мятья предлагаются: спектрофотометр ближнего инфракрасного диапазона MATRIX-E/DUPLEX Q412/A, контроллер ОВЕН ПЛК, частотные преобразователи ОВЕН.
В статье представлен перспективный метод переработки обувных пенополиуретанов путем их превращения во вторичный гранулированный продукт с последующим использованием его для получения материалов для подошв обуви. С этой целью разработаны составы, режимы и технология получения гранулята и полимерной основы с минимальным количеством ингредиентов, проведен анализ структуры и свойств полученных отливок. На основе полученных данных сделан вывод о возможности применения гранулята и полимерной основы для литья подошв обуви монолитной структуры.
Современные льнозаводы оснащаются новыми линиями выработки короткого и длинного волокна. В частности, бельгийская фирма Depoortere поставляет такие линии различной мощности. Оборудование позволяет обеспечивать непрерывную переработку льнотресты, полную очистку льносемян, экономный режим трепания, выделение и удаление костры. Для сортировки льнотресты (вручную по длине и цвету) используются типовые сортировочные столы. Вместе с тем еще в 1980-е гг. на основе модернизации типовых столов сортировки были созданы и апробированы в производственных условиях оригинальные конструкции опытных столов сортировки, оснащенные аспирационными устройствами. В данной работе рассмотрен опытный конвейерный стол с перфорированной поверхностью, снабженный устройством для удаления воздуха, загрязненного частицами пыли и костры. Представлен опытный стол с двухсторонним расположением рабочих мест с функцией локализации и удаления пыли в процессе сортировки длинного льноволокна. Приведены результаты испытания опытных столов на Палехском льнозаводе, замечания и предложения со стороны работников льнозавода в отношении конструкции столов. Конструкции опытных столов, оснащенных аспирационными устройствами, обладают существенными преимуществами в сравнении с типовыми столами, могут быть адаптированы к современным линиям, устанавливаемым на льнозаводах.
В статье предложена методология экспериментального мониторинга совокупности параметров химического состояния биополимерной системы технической конопли. С применением приемов последовательной экстракции определено содержание α-целлюлозы, пектиновых веществ, гемицеллюлоз, кислотонерастворимого лигнина и других сопутствующих соединений, включая ионы тяжелых металлов, экстракционные вещества, оксид кремния, в лубе, костре и неориентированной пеньке, полученных из технической тресты конопли, выращенной в Ивановской области. Прослежено влияние почвенного фактора на биосинтез полимеров и сопутствующих веществ лубяной и древесной части стебля и на разрушение растительных тканей конопли в условиях лугового расcтила. Установлено, что на состав конопляного сырья влияет не только генетическая природа растения, но и условия его выращивания и особенности действия почвенной микрофлоры в процессах первичной обработки стебля.
Показана возможность использования современных методов виртуальной примерки одежды на аватар тела человека в процессе формирования качества швейных изделий. Приведена общая схема расчета механических процессов, которые развиваются в швейных изделиях при облегании тела человека в статике и динамике, основные направления автоматизации процесса вычислений. На основе выбранного численного метода решена задача подбора текстильных материалов для обеспечения требуемого качества изделия на примере мужской футболки. Определены механические свойства нескольких образцов трикотажных полотен для таких изделий. На основе полученных значений проведен расчет полей напряжения в деталях мужской футболки в различных позах аватара тела. Проведена экспериментальная проверка результатов моделирования. Установлены закономерности между механическими свойствами трикотажного полотна и характером напряжений в структуре изделия. Показана возможность их использования при выборе текстильных материалов с позиции обеспечения требуемого качества изделий на этапе проектирования.
Издательство
- Издательство
- КГУ
- Регион
- Россия, Кострома
- Почтовый адрес
- 156005, Костромская область, городской округ город Кострома, город Кострома, улица Дзержинского, дом 17/11
- Юр. адрес
- 156005, Костромская область, городской округ город Кострома, город Кострома, улица Дзержинского, дом 17/11
- ФИО
- Чайковский Денис Витольдович (И.О. РЕКТОРА)
- E-mail адрес
- rector@ksu.edu.ru
- Контактный телефон
- +7 (494) 2634900
- Сайт
- https://ksu.edu.ru