CN106910220B - 一种自动裁料装置及方法 - Google Patents

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Abstract

一种自动裁料装置及方法，其包括一个图像采集装置，一个图像识别分析装置，一个面料排布装置，一个控制中心，以及一个布料裁剪执行装置。所述图像采集装置用于采集当前所要裁剪的面料的图像。所述图像识别分析装置用于根据所述图像采集装置所采集的图像计算该图像的边界的坐标值，并根据该坐标值计算该图像的面积大小值与形状结构参数值。所述面料排布装置用于根据所述图像识别分析装置所计算出的坐标值、面积大小值、以及形状结构参数值在一整块面料上排布所要裁剪的面料的坐标值。本发明由于使用了摄像技术与图像识别技术可以精确地定位该所要的面料在一整块布料的位置与方向，不仅可以提高排版效率，还可以充分地利用面料，避免浪费。

Description

一种自动裁料装置及方法
技术领域
本发明涉及缝纫机领域，尤其涉及一种自动裁料装置及方法。
背景技术
在用工业缝纫机缝制布料时，一定首先要进行裁布，即将整块布按照衣服所要用的大小与形状进行裁剪。而在裁布前为了充分利用布料，降低成本，首先要进行排版，目前很多的裁床是依靠人工去面料的大小和结构，然后再手动进行排版。由于人工本身的局限性，如身高、精度、敬业精神等因素，往往需要大量的排版时间，排版精度也不高，还会影响整块布料的使用率。
中国专利201420454003.8公开了一种新型反射式投影裁床,包括工作台面、平面镜、平面镜固定架、投影仪、投影仪固定座以及样品输入端口，平面镜固定架固定于工作台面上，平面镜固定于平面镜固定架顶部，投影仪通过投影仪固定座固定于平面镜固定架立板上，投影仪上的投影调焦镜头照射于平面镜反光镜面上，投影仪连接至样品输入端口。该发明采用投影仪将裁剪样板以1:1投射在布料上，直接裁剪，省去了手工划线的时间，省去了绘图仪画纸张的时间和费用较高的服装制版纸等耗材，设置有反射镜面，一方面可以将裁床高度整体降低下来，另一方面可以将投影仪设置于低端，方便调节焦距以及维修。但该反射式投影裁床在使用过程中存在以下问题：1、采用平面镜将图像反射到工作台面上，平面镜比较大，长时间会因为重力产生变形，投影图像会发生变形；2.镜面反射会产生虚影，成像不清晰。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种基于图像识别技术的自动排版的自动裁料装置及方法，以克服上述不足。
一种自动裁料装置，其包括一个图像采集装置，一个图像识别分析装置，一个面料排布装置，一个控制中心，以及一个布料裁剪执行装置。所述图像采集装置用于采集当前所要裁剪的面料的图像。所述图像识别分析装置用于根据所述图像采集装置所采集的图像并根据该图像的像素点与所要裁剪的面料所存在的对应关系计算该面料的边界的坐标值，并根据该坐标值计算该面料的面积大小值与形状结构参数值。所述面料排布装置用于根据所述图像识别分析装置所计算出的坐标值、面积大小值、以及形状结构参数值在一整块面料上排布所要裁剪的面料的坐标值。所述控制中心用于根据所接收到的所要裁剪的面料的坐标值控制所述布料裁剪执行装置执行裁剪。所述布料裁剪执行装置按照所述控制中心的执行命令对所述布料进行裁剪以得到所述裁剪的面料。
进一步地，所述图像采集装置包括一个摄像头。
进一步地，所述自动裁料装置还包括一个裁剪信息发送装置，所述裁剪信息发送装置用于将所述面料排布装置所排布的坐标值发送给控制中心，以及将控制中心所输出的数据转换为所述布料裁剪执行装置可以执行裁剪的数据格式并传输给该布料裁剪执行装置。
进一步地，所述控制中心还控制所述图像采集装置、图像识别分析装置、面料排布装置、以及布料裁剪执行装置协同有序工作。
一种自动裁料方法，其包括如下步骤：
提供一个图像采集装置，该图像采集装置用于采集当前所要裁剪的面料的图像；
提供一个图像识别分析装置，该图像识别分析装置用于根据所述图像采集装置所采集的图像并根据该图像的像素点与所要裁剪的面料所存在的对应关系计算该面料的边界的坐标值，并根据该坐标值计算该面料的面积大小值与形状结构参数值；
提供一个面料排布装置，该面料排布装置用于根据所述图像识别分析装置所计算出的坐标值、面积大小值、以及形状结构参数值在一整块面料上排布所要裁剪的面料的坐标值；
提供一个布料裁剪执行装置；
提供一个控制中心，该控制中心用于根据所接收到的所要裁剪的面料的坐标值控制所述布料裁剪执行装置执行裁剪；以及
所述布料裁剪执行装置按照所述控制中心的执行命令对所述布料进行裁剪以得到所述裁剪的面料。
进一步地，所述自动裁料方法还包括步骤：提供一个裁剪信息发送装置，所述裁剪信息发送装置用于将所述面料排布装置所排布的坐标值发送给控制中心，以及将控制中心所输出的数据转换为所述布料裁剪执行装置可以执行裁剪的数据格式并传输给该布料裁剪执行装置。
进一步地，所述控制中心还控制所述图像采集装置、图像识别分析装置、面料排布装置、以及布料裁剪执行装置协同有序工作。
与现有技术相比，本发明提供的自动裁料装置及方法由于使用了摄像技术与图像识别技术，一是可以得到清晰图像，二是能够精确地计算出图像的坐标与形状结构，以及面积大小，从而可以精确地定位该所要的面料在一整块布料的位置与方向，不仅可以提高排版效率，还可以充分地利用面料，避免浪费。
附图说明
以下结合附图描述本发明的实施例，其中：
图1为本发明提供的一种自动裁料装置的原理框图。
图2为本发明提供的一种自动裁料方法的流程图。
具体实施方式
以下基于附图对本发明的具体实施例进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅作为实施例，并不用于限定本发明的保护范围。
请参阅图1，其为本发明提供的一种自动裁料装置100的结构示意图。所述自动裁料装置100包括一个图像采集装置11，一个图像识别分析装置12，一个面料排布装置13，一个控制中心14，一个裁剪信息发送装置15，一个布料裁剪执行装置16。可以理解的是，所述自动裁料装置100还包括一些其他的功能组件，如机床、电机、驱动组件、灯光照明，裁剪机构等，其为本领域技术人员所习知的技术，在此不再详细说明。
在此需要进一步说明的是，在缝制服装时，首先需要对整块布料进行裁剪，裁剪出的布料便是面料，即是可以进行缝制的胚料。至于面料的形状与尺寸是由设计师完成的图样所获取的。本发明的自动裁料装置就是根据设计师完成的图样在整块布料上裁出所要缝制的胚料。
所述图像采集装置11包括一个用于采集图像的摄像头。摄像头作为一种现有技术在此不再赘述，其通常具有图像获取模块、图像存储模块、以及图像传输模块等功能模块，用以完成面料的图像信息采集。可以想到的是，所述图像采集装置11还具有如照明设备、移动装置等等附属装置，以方便获得足够清晰的图像。
所述图像识别分析装置12是一个内嵌在计算机中的功能单元，其具有计算功能。图像识别技术是一种成熟的计算计技术。在本发明中，主要利用现有的图像识别技术对所述图像采集装置11所获取的图像进行分析、处理得到该图像的边界的像素点并根据该图像的像素点与所要裁剪的面料所存在的对应关系计算该面料的边界的坐标值。因为一幅图像可以定义为一个二维数组f(x,y)，这里x，y是空间坐标，而在任何一对空间坐标(x,y)上的幅值f称为该点图像的强度或灰度。当x，y和幅值f为有限的、离散的数值时，称该图像为数字图像。自然界呈现在人眼中的图像是连续的模拟信号，但经过所述图像采集装置11，已经用图像传感器把光信号转换为表示亮度的电信号，再通过取样和量化得到一副数字图像。所述图像识别分析装置12首先对图像进行取样和量化。取样是对图像在坐标上进行离散化的过程，每一个取样点称为一个像素。量化是对图像灰度上的离散化过程。取样后将得到M*N个像素，每个像素量化得到一个灰度值L，以L表示灰度值的允许取值范围。最后该图像识别分析装置12对量化后的图像的边界像素进行赋值，即再次赋一个一对空间坐标(x1,y1)，像素值的大小，将决定该空间坐标的精度。当对图像的整个边界轮廓上的像素完成赋值后，即可得到一个二维数组fa(xb,yc)，该二维数组便是该图像的定位坐标，其是整个图像分析的基础。在此基础上，所述图像识别分析装置12即可以计算整个图像的面积大小与形状结构。同时由于整个图像与所述面料的比例关系是固定的且是对应的，因此便可以根据该图像的面积大小与形状结构得出所述面料的面积大小与形状结构。因为一整块布料会放置多块面料，以节省布料，因此所述图像识别分析装置12会将所分析计算得到的坐标值，即一个二维数组，面积大小值，以及形状结构参数传送给所述面料排布装置13以完成后续的裁剪流程。
所述面料排布装置13可以由计算机自动完成，也可以人工通过操作计算机来完成，用于根据所述图像识别分析装置12所计算出的坐标值、面积大小值、以及形状结构参数值在一整块面料上排布所要裁剪的面料的坐标值。计算机自动完成将会有更大的容错范围，而人工可以做到最小的容错范围，更节省布料。所述面料排布装置13根据所述图像识别分析装置12所传回的二维数组，面积大小值，以及形状结构参数将多个面料的数据进行排版，即将该多个面料以尽量节约的方式放置在一整块布料的二维空间中。当然可以想到的是，以现在的技术，所述多个面料的所有数据也可以是以图像的形式表现在计算机中。用户可以根据实际情况对其进行修正与变更。当所述面料排布装置13完成排版后，便形成一个包括整块布料、多个面料的多维数组的数据流，然后将该数据流传输给所述控制中心13。
所述控制中心14用于控制整个裁床的工作，具体地其根据所接收到的所要裁剪的面料的坐标值控制所述布料裁剪执行装置16执行裁剪。所述控制中心14还控制所述图像采集装置11、图像识别分析装置12、面料排布装置13、以及布料裁剪执行装置16协同有序的工作，其可以包括一个中央处理器，用于控制各个功能模块的有序的工作。所述控制中心14的工作原理及所包括的功能模块应为本领域现有技术所习知的技术，在此不再详细说明。
所述裁剪信息发送装置15用于将所述面料排布装置13所排布的坐标值发送给控制中心14，以及将控制中心14所输出的数据转换为所述布料裁剪执行装置可以执行裁剪的数据格式并传输给该布料裁剪执行装置。由于各个模块之间的数据格式的不同，数据之间往往难以兼容。所述面料排布装置13所形成的数据是一个二维数组，其传输给所述控制中心14之前应当进行编译转换，因为对于一些小型机床的控制装置，其一般为单片机或PLC等低级处理器，因此需要所述裁剪信息发送装置15对其进行数据的转换。而所述控制中心14对所述裁剪信息发送装置15所传回的信息编译转换后要输送到所述布料裁剪执行装置16之前还需要将其编译成所述布料裁剪执行装置16可以执行的数据。因为布料裁剪执行装置16所执行的数据一般是模拟信号，且由于机械运转速度相对于数据流的传输速度较低，因此所述裁剪信息发送装置15需要再次将所述控制中心14所输出的信号进行编译。对于数据编译的方式如模数转换应为本领域技术所习知的技术，在此不再详细说明。
所述布料裁剪执行装置16用于按照所述控制中心14的执行命令对所述布料进行裁剪以得到所述裁剪的面料。所述布料裁剪执行装置16一般包括两部分，一部分为机械部分，如剪刀、机械臂等，另一部分为电子部分，即用于控制所述剪刀与机械臂等动作的控制装置。该电子部分接收来自所述裁剪信息发送装置15所发出的模拟信号并根据该模拟信号控制所述机械部分如剪刀进行裁剪布料，最后得到所述面料。
基于上述的功能模块，请参阅图2，本发明还提供一种自动裁料方法，其包括如下步骤：
STEP1：提供一个图像采集装置，该图像采集装置用于采集当前所要裁剪的面料的图像；
STEP2：提供一个图像识别分析装置，该图像识别分析装置用于根据所述图像采集装置所采集的图像并根据该图像的像素点与所要裁剪的面料所存在的对应关系计算该面料的边界的坐标值，并根据该坐标值计算该面料的面积大小值与形状结构参数值；
STEP3：提供一个面料排布装置，该面料排布装置用于根据所述图像识别分析装置所计算出的坐标值、面积大小值、以及形状结构参数值在一整块面料上排布所要裁剪的面料的坐标值；
STEP4：提供一个布料裁剪执行装置；
STEP5：提供一个控制中心，该控制中心用于根据所接收到的所要裁剪的面料的坐标值控制所述布料裁剪执行装置执行裁剪；
STEP6：提供一个裁剪信息发送装置，所述裁剪信息发送装置用于将所述面料排布装置所排布的坐标值发送给控制中心，以及将控制中心所输出的数据转换为所述布料裁剪执行装置可以执行裁剪的数据格式并传输给该布料裁剪执行装置；以及
STEP7：所述布料裁剪执行装置按照所述控制中心的执行命令对所述布料进行裁剪以得到所述裁剪的面料。
在步骤STEP2中，当调设好相机之后，相机所拍到的照片与所拍照的面料的区域位置固定不动，从而即可获取到的图像与实际面积存在固定比例关系。然后根据图像上的像素点的坐标与该比例关系即可以得到所述面料的实际区域坐标。利用该实际的区域坐标即可以根据现有技术计算出面料在所述控制中心14所能识别的坐标，最后再根据该坐标计算出所要裁剪的面料的形状和面积大小。
与现有技术相比，本发明提供的自动裁料装置100及方法由于使用了摄像技术与图像识别技术，一是可以得到清晰图像，二是能够精确地计算出图像的坐标与形状结构，以及面积大小，从而可以精确地定位该所要的面料在一整块布料的位置与方向，不仅可以提高排版效率，还可以充分地利用面料，避免浪费。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则的内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种自动裁料装置，其特征在于：所述自动裁料装置包括一个图像采集装置，一个图像识别分析装置，一个面料排布装置，一个裁剪信息发送装置,一个控制中心，以及一个布料裁剪执行装置，所述图像采集装置用于采集当前所要裁剪的面料的图像，所述图像识别分析装置用于根据所述图像采集装置所采集的图像并根据该图像的像素点与所要裁剪的面料所存在的对应关系计算该面料的边界的坐标值，并根据该坐标值计算该面料的面积大小值与形状结构参数值，所述面料排布装置用于根据所述图像识别分析装置所计算出的坐标值、面积大小值、以及形状结构参数值在一整块面料上排布所要裁剪的面料的坐标值，所述控制中心用于根据所接收到的所要裁剪的面料的坐标值控制所述布料裁剪执行装置执行裁剪，所述裁剪信息发送装置用于将所述面料排布装置所排布的坐标值发送给控制中心，以及将控制中心所输出的数据转换为所述布料裁剪执行装置可以执行裁剪的数据格式并传输给该布料裁剪执行装置,所述布料裁剪执行装置按照所述控制中心的执行命令对所述布料进行裁剪以得到所述裁剪的面料。
2.如权利要求1所述的自动裁料装置，其特征在于：所述图像采集装置包括一个摄像头。
3.如权利要求1所述的自动裁料装置，其特征在于：所述控制中心还控制所述图像采集装置、图像识别分析装置、面料排布装置、以及布料裁剪执行装置协同有序工作。
4.一种自动裁料方法，其包括如下步骤：
提供一个图像采集装置，该图像采集装置用于采集当前所要裁剪的面料的图像；
提供一个图像识别分析装置，该图像识别分析装置用于根据所述图像采集装置所采集的图像并根据该图像的像素点与所要裁剪的面料所存在的对应关系计算该面料的边界的坐标值，并根据该坐标值计算该面料的面积大小值与形状结构参数值；
提供一个面料排布装置，该面料排布装置用于根据所述图像识别分析装置所计算出的坐标值、面积大小值、以及形状结构参数值在一整块面料上排布所要裁剪的面料的坐标值；
提供一个布料裁剪执行装置；
提供一个控制中心，该控制中心用于根据所接收到的所要裁剪的面料的坐标值控制所述布料裁剪执行装置执行裁剪；
提供一个裁剪信息发送装置，所述裁剪信息发送装置用于将所述面料排布装置所排布的坐标值发送给控制中心，以及将控制中心所输出的数据转换为所述布料裁剪执行装置可以执行裁剪的数据格式并传输给该布料裁剪执行装置；以及
所述布料裁剪执行装置按照所述控制中心的执行命令对所述布料进行裁剪以得到所述裁剪的面料。
5.如权利要求4所述的自动裁料方法，其特征在于：所述图像采集装置包括一个摄像头。
6.如权利要求4所述的自动裁料方法，其特征在于：所述控制中心还控制所述图像采集装置、图像识别分析装置、面料排布装置、以及布料裁剪执行装置协同有序工作。
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