[發明專利]一種二維不規則皮革自動排樣裁剪方法

有效

• 申請號: 201110285728.X
• 申請日: 2011-09-23
• 公開（公告）號: CN102508938A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 鐘平;葉韜;涂新星;王士樂
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06T5/00
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所 31233
• 代理人: 宋纓;孫健

技術領域

本發明涉及皮革剪裁技術領域，特別是涉及一種基于全幀CCD芯片大幅面成像的二維不規則皮革自動排樣裁剪方法。

背景技術

在競爭激烈的服裝行業中，如何以最小的耗資取得最大的經濟效益及如何提高生產效率是各個企業所關注的問題。特別是如何根據二維不規則制衣材料，快速而最優地裁剪出制作服裝的樣式模塊一直是紡織、服裝等許多行業自動化所追求的目標。在這個過程中，精確地獲取二維不規則材料的平面圖像信息是利用機器視覺和計算機輔助設計的前提條件。另外由于原材料的費用占總生產成本的比例很大，比如像高檔皮革，所以提高原材料利用率對于降低成本有至關重要的意義，因此，織物、皮革等的排樣優化問題受到廣泛關注，排樣結果的好壞對服飾生產加工的合理性、經濟性和安全性等指標都有重大影響。

由于材料的面積大，往往難以一次成像獲取整張皮革等圖像的整體信息。目前的皮革自動成像排樣系統，一是采用線陣CCD掃描的方式，通過完整掃描皮革材料面積，獲取完整圖像，顯然這種方式成像速度慢，影響系統的效率；二是采用控制移動攝像機對材料進行多次分塊拍攝的方法，然后將多次獲取的圖像進行拼接，得到完整的皮革圖像。由于皮革圖像的特征不一定明顯，該方法難于在圖像的拼接過程中保證拼接精度。如何快速、精確成像獲取皮革二維圖像的整體信息是目前急需研究解決的問題。

另一個關鍵技術就是如何根據服裝樣式模塊圖像，利用計算機在獲取的皮革圖像上進行最優排樣。一般地，隨著需裁剪樣式模塊數目的增加，排樣獲得最優解所需要的計算時間呈指數增加，而且在實際問題中有許多約束，如材料表面存在瑕疵，材料的不同區域具有不同的質量等級等，這就使得運用一般的優化算法復雜化。尋找通用性好、求解質量和效率高、易于實現的排樣問題求解算法一直是該領域所追求的目標。

服裝裁剪的排樣問題首先需考慮的問題就是如何提高皮革等昂貴材料利用率。它主要受兩個方面影響：(1)皮革材料與模塊樣式本身形狀，如皮革材料不規則程度高低、是否存在內空等，這些將不可避免會引起一定值的廢料；(2)工藝因素，包括加工方式和排樣方案，形成不能再利用的搭邊、小塊邊角料和細窄長條等廢料。皮革等材料的裁剪加工中的排樣問題主要研究如何采取優化排樣策略，一方面盡量避免工藝性廢料，另一方面通過運用合理的排樣方式來減少裁剪樣式本身形狀的不規則性所帶來的影響，提高材料利用率。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種二維不規則皮革自動排樣裁剪方法，使其能夠減少裁剪模塊樣式本身形狀不規則性所帶來的影響，提高材料利用率。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：提供一種二維不規則皮革自動排樣裁剪方法，包括以下步驟：

(1)對全幀CCD成像系統進行標定，建立圖像與裁床物理尺寸的精確映射關系及成像系統的畸變校正模型；

(2)將要裁剪的皮革材料平鋪并固定在剪裁床上，并對皮革材料的瑕疵點和區域質量進行標注；

(3)全幀CCD成像系統獲取皮革二維圖像信號，并將所述皮革二維圖像信號發送至上位PC機中；

(4)上位機對獲取的皮革圖像消除成像過程中引入的噪聲，并對一次成像的皮革圖像進行幾何矯正，從而獲取無畸變、清晰的皮革圖像；

(5)根據預先存入計算機中服裝樣式模塊圖像的形狀、大小和數目，利用去除剩余最優策略，在皮革圖像上實現自動排樣，并最后確定最佳的切割路徑；

(6)對最佳剪切路徑矢量化，并控制切割系統對皮革材料進行剪切。

所述步驟(2)中皮革材料的瑕疵點和區域質量由人工采用不同顏色的畫筆進行標注。

所述步驟(3)中全幀CCD成像系統對整張皮革一次成像。

所述步驟(4)中上位機根據標注信息自動識別瑕疵點，并將皮革分成不同的質量等級區域。

所述步驟(5)中的去除剩余最優策略是根據樣式模塊排樣的質量要求，直接利用裁剪樣式模塊圖像在相應皮革圖像區域內進行遍歷，通過計算優化因子R_i，確定最優排樣。

所述去除剩余最優策略包括以下子步驟：

(51)利用圖像處理方法，將皮革圖像M復制為皮革圖像備份M′；同時將存儲在上位機中的需裁剪的服裝樣式模塊圖像記為S₁，S₂，...S_N，其中圖像S₁，S₂，...S_N和圖像M對實物皮革物理尺寸具有相同影射比例系數；