[發(fā)明專利]一種針對(duì)復(fù)合材料中纖維不對(duì)齊角度識(shí)別裝置及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910076266.7
• 申請(qǐng)日: 2019-01-26
• 公開（公告）號(hào): CN109719976A
• 公開（公告）日: 2019-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳震宇;沈鼎;胡旭東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江理工大學(xué)
• 主分類號(hào): B29C70/54
• 分類號(hào): B29C70/54
• 代理公司: 紹興市知衡專利代理事務(wù)所(普通合伙) 33277
• 代理人: 施春宜

1.一種針對(duì)復(fù)合材料中纖維不對(duì)齊角度識(shí)別裝置，其特征在于：包括底板、led照明裝置、高分辨率光學(xué)顯微鏡、夾緊夾具、安裝座、支撐裝置以及電機(jī)；其中，所述底板呈水平設(shè)置；所述安裝座固定于底板上；所述支撐裝置樞接于安裝座上，其上套設(shè)有有一纖維管材料；所述夾緊夾具安裝于支撐裝置上，其夾緊纖維管材料；所述led照明裝置安裝于安裝座上，其環(huán)繞支撐裝置；所述高分辨率光學(xué)顯微鏡置于支撐裝置上方；所述電機(jī)安裝于安裝座上，其連接并驅(qū)動(dòng)支撐裝置轉(zhuǎn)動(dòng)。

2.如權(quán)利要求1所述的針對(duì)復(fù)合材料中纖維不對(duì)齊角度識(shí)別裝置，其特征在于：所述led照明裝有3個(gè)，呈120°旋轉(zhuǎn)陣列環(huán)繞安裝于安裝座上。

3.如權(quán)利要求1所述的針對(duì)復(fù)合材料中纖維不對(duì)齊角度識(shí)別裝置，其特征在于：所述電機(jī)上連接一螺桿，電機(jī)驅(qū)動(dòng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)和沿其軸向移動(dòng)；所述螺桿螺接于安裝座上，并和支撐裝置連接。

4.如權(quán)利要求1所述的針對(duì)復(fù)合材料中纖維不對(duì)齊角度識(shí)別裝置，其特征在于：所述高分辨率光學(xué)顯微鏡置于支撐裝置上方15cm。

5.一種采用如權(quán)利要求1至4項(xiàng)任意一項(xiàng)所述的針對(duì)復(fù)合材料中纖維不對(duì)齊角度識(shí)別裝置的識(shí)別方法，其特征在于：包括如下步驟：

1)，將高分辨率光學(xué)顯微鏡圖像導(dǎo)入matlab程序；

2)，限定參數(shù)，輸入?yún)?shù)，包括：所測(cè)量纖維材料的纖維直徑，以微米為單位；纖維材料的最小纖維直徑，以微米為單位；像素大小，以微米為單位；所分割單元直徑，以微米為單位。圖像二值化的敏感度參數(shù)，在0.4-0.8之間；

2)，測(cè)量圖像在橫縱方向的總的像素?cái)?shù)量；

4)，計(jì)算在橫縱方向上的分割單元數(shù)量；

5)，將所分割的單元組合為新的圖像；

6)，將圖像的灰度值設(shè)置為0或255，也就是將整個(gè)圖像呈現(xiàn)出明顯的黑白效果的過程；

7)，識(shí)別圖像中所拍攝的纖維；判斷所識(shí)別的所有纖維是否符合要求，排除不符合要求的纖維樣本；

8)，測(cè)量所成功識(shí)別的纖維的不對(duì)齊角度，對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行分析：

纖維角度的計(jì)算：

纖維角度平均值的計(jì)算：

纖維平均角誤差的計(jì)算：

纖維角度的標(biāo)準(zhǔn)差的計(jì)算：

顯微照片的平均纖維角：

6.如權(quán)利要求5所述的針對(duì)復(fù)合材料中纖維不對(duì)齊角度識(shí)別方法，其特征在于：所述步驟2)～4)中，計(jì)算纖維的最小長(zhǎng)度：為纖維的直徑乘以纖維的最小長(zhǎng)徑比，取4；

minlength＝fibre_diam*min_aspect＝4*fibre_diam；

計(jì)算纖維的最小長(zhǎng)度，以像素為單位：為纖維的直徑乘以纖維的最小長(zhǎng)徑比除以每個(gè)像素的大小；

minlength_pixels＝(fibre_diam*min_aspect)/pixel_res；

計(jì)算最大纖維長(zhǎng)度：為纖維直徑除以每個(gè)像素的大小再乘以1.4；

maxdim＝(fibre_diam/pixel_res)*1.4；

計(jì)算最小纖維長(zhǎng)度：為纖維最小直徑除以每個(gè)像素的大??；

mindim＝min_fibre_diam/pixel_res；

所分割單元的大小，以像素為單位：為每個(gè)單元大小除以每個(gè)像素大小的值再四舍五入；

cell_size_pixels＝round(cell_size/pixel_res)；

所測(cè)的高分辨率光學(xué)顯微鏡圖像的x方向上的像素?cái)?shù)量：

xdelta＝cell_size_pixels；

所測(cè)的高分辨率光學(xué)顯微鏡圖像的y方向上的像素?cái)?shù)量：

ydelta＝xdelta。