[發(fā)明專利]一種苧麻織物刺癢感的客觀評(píng)價(jià)方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110340422.X
• 申請(qǐng)日: 2011-11-01
• 公開（公告）號(hào): CN102509008A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邵建中;李甜甜;黃江峰;戚棟明;俞梅蘭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F19/00
• 分類號(hào): G06F19/00;G06N3/02
• 代理公司: 杭州九洲專利事務(wù)所有限公司 33101
• 代理人: 陳繼亮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及苧麻織物領(lǐng)域，主要是一種苧麻織物刺癢感的客觀評(píng)價(jià)方法。

背景技術(shù)

刺癢感是指人體貼身穿著羊毛或麻類織物時(shí)通常會(huì)產(chǎn)生刺扎致癢的不適感覺，其產(chǎn)生是物理、生理、心理等復(fù)雜過程的綜合。苧麻纖維因其高的結(jié)晶度和取向度，纖維外表平直粗硬，彈性差，斷裂伸長低，導(dǎo)致苧麻紗線及其布面毛羽多而剛硬且受力時(shí)不易彎曲，這種纖維與皮膚接觸時(shí)，使人感覺到強(qiáng)烈的刺癢。

目前，苧麻織物刺癢感評(píng)價(jià)主要分為主觀評(píng)價(jià)和客觀評(píng)價(jià)兩大類。主觀評(píng)價(jià)主要為主觀觸覺感受評(píng)價(jià)，與傳統(tǒng)的手感評(píng)價(jià)相似。較為成熟的方法主要有兩類：前臂實(shí)驗(yàn)和穿著感受評(píng)價(jià)。主觀評(píng)價(jià)能夠直觀反映織物刺癢感的強(qiáng)弱，但是受主體因素和環(huán)境因素的影響較大，評(píng)價(jià)過程實(shí)施較為復(fù)雜。客觀的評(píng)價(jià)方法主要通過對(duì)纖維的抗彎剛度、粗硬纖維的含量和織物粗短毛羽量三者進(jìn)行測(cè)量，如纖維抗彎剛度測(cè)量法、粗纖維含量評(píng)價(jià)法、毛羽計(jì)數(shù)法、表觀厚度測(cè)量法以及模擬纖維刺扎作用及過程表達(dá)織物刺癢作用本質(zhì)的纖維針或纖維刷刺扎法。由于影響織物刺癢感的因素較為復(fù)雜，這些客觀評(píng)價(jià)指標(biāo)較為單一，無法全面反映刺癢感變化的情況。

KES-FB織物風(fēng)格系統(tǒng)以盡可能全面的反映織物特性為出發(fā)點(diǎn)，測(cè)試表征了織物在小應(yīng)力、小變形條件下的拉伸、剪切、彎曲、壓縮的全過程，包含用于評(píng)定織物手感風(fēng)格的16個(gè)物理量，這些物理量與織物刺癢感之間存在復(fù)雜的非線性關(guān)系。

BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種多層前饋型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，一般具有三層或三層以上的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，包括輸入層、隱層和輸出層，它可以實(shí)現(xiàn)從輸入到輸出的任意非線性映射。BP算法的學(xué)習(xí)過程由正向傳播和反向傳播組成。在正向傳播過程中，輸入信息從輸入層經(jīng)隱含層逐層處理，并傳向輸出層。每一層神經(jīng)元的狀態(tài)只影響下一層神經(jīng)元的狀態(tài)。如果輸出層得不到期望的輸出，則轉(zhuǎn)入反向傳播，此時(shí)誤差信號(hào)從輸出層向輸入層傳播，并沿途調(diào)整各層神經(jīng)元的連接權(quán)重系數(shù)和閾值，使誤差信號(hào)不斷減小。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有自學(xué)習(xí)、自組織、自適應(yīng)和非線性動(dòng)態(tài)處理等特性，特別適合處理數(shù)據(jù)間復(fù)雜的非線性關(guān)系。

本發(fā)明以刺癢感主觀評(píng)價(jià)前臂試驗(yàn)得到的刺癢感等級(jí)為輸出，KES-FB測(cè)得的16個(gè)物理性能指標(biāo)為輸入，建立一個(gè)織物力學(xué)特性與刺癢感等級(jí)相關(guān)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，用于評(píng)價(jià)苧麻織物刺癢感。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是針對(duì)現(xiàn)有織物刺癢感客觀評(píng)價(jià)的不直接和針對(duì)性差，依賴主觀感覺判斷的問題，提出一種苧麻織物刺癢感的客觀評(píng)價(jià)方法，是一種基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)苧麻織物刺癢感的評(píng)定方法，特別是能通過KES-FB織物風(fēng)格系統(tǒng)測(cè)定織物的各項(xiàng)性能，經(jīng)過BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建和仿真，較為準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)出苧麻織物的刺癢感等級(jí)。

本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案：這種苧麻織物刺癢感的客觀評(píng)價(jià)方法，該方法包括如下步驟：

(1)、選取不同規(guī)格的苧麻織物作為試樣，在標(biāo)準(zhǔn)濕溫度下，利用KES-FB織物風(fēng)格儀對(duì)所選試樣進(jìn)行測(cè)試，得到有關(guān)苧麻織物表面摩擦性能、壓縮性能、彎曲性能以及拉伸剪切性能的16項(xiàng)物理性能指標(biāo)；

(2)、對(duì)所選取的試樣在標(biāo)準(zhǔn)溫濕度下進(jìn)行織物刺癢感主觀評(píng)價(jià)-前臂試驗(yàn)，記錄評(píng)價(jià)所得的織物刺癢感主觀評(píng)價(jià)等級(jí)；

(3)、應(yīng)用Matlab神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱的編程方法，設(shè)計(jì)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入層、輸出層、隱層以及網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練參數(shù)，將原始數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理后輸入網(wǎng)絡(luò)；以所測(cè)得的16項(xiàng)物理性能指標(biāo)作為輸入，即輸入神經(jīng)元個(gè)數(shù)為16，以主觀評(píng)價(jià)刺癢感等級(jí)作為輸出，則輸出神經(jīng)元個(gè)數(shù)為1，隱層神經(jīng)元數(shù)目為5-15，網(wǎng)絡(luò)的隱含層神經(jīng)元的傳遞函數(shù)為tansig，輸出層神經(jīng)元的傳遞函數(shù)為purelin，采用彈性梯度下降法，其訓(xùn)練函數(shù)為trainrp，設(shè)計(jì)最大訓(xùn)練次數(shù)為2000，訓(xùn)練要求精度為1×10^-5，其余參數(shù)值為缺省；

(4)、利用Matlab的newff命令建立如上所述的三層BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；對(duì)建立好的BP網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行仿真訓(xùn)練及對(duì)應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值、閾值輸出，對(duì)于建立好的網(wǎng)絡(luò)模型，只需在網(wǎng)絡(luò)對(duì)應(yīng)的權(quán)值和閾值下輸入其它規(guī)格的苧麻織物通過KES-FB織物風(fēng)格儀測(cè)得的16項(xiàng)性能數(shù)據(jù)，即可預(yù)測(cè)該織物的刺癢感等級(jí)。

作為優(yōu)選，對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理，原始數(shù)據(jù)的歸一化處理是為了消除數(shù)值差異較大對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)造成的影響，即將數(shù)據(jù)處理為在區(qū)間[0，1]之間的數(shù)；是BP網(wǎng)絡(luò)模型的建立中對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理的常規(guī)方法。輸入層數(shù)據(jù)按公式(1)進(jìn)行處理，輸出層數(shù)據(jù)按照公式(2)處理。