CN110626112B - 一种绕线画自动生成及加工的方法和设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种绕线画自动生成及加工的方法和设备，通过输入任意一幅数字画图像可自动生成绕线画图像和绕线线序数据，再进一步的将数据输入到绕线画自动加工设备中，即可自动加工出一幅定制化绕线画，大幅提升绕线画创作的空间，并通过自动化绕线设备的加工，解决传统只有手动制作绕线画的问题，有效降低绕线画制作时间和成本。
Description
技术领域
本发明涉及技术领域，具体涉及一种绕线画自动生成及加工的方法和设备。
背景技术
绕线画又称钉子画，简而言之，就是在木板上钉上钉子，然后在钉子间绕线，做出大概的轮廓，然后用线在钉子之间缠绕，组成几何图形或者画，有一种线性的美，绕线艺术起源于上个世纪六七十年代，如今，刺绣和编织的复兴使绕线艺术又焕发了新生。
一幅高质量的绕线画的制作需要制作者具有一定的审美及美术基础，制作工序繁琐，需要耗费大量的时间进行手工制作，市面上存在的绕线画产品普遍为创作者手工制作，而且大多以成品复制品绕线画居多，因普遍为纯手工制作，价格普遍偏高。
发明内容
针对现有的问题，本发明提供一种绕线画自动制作方法及设备，可通过数字图像自动生成绕线画，大大提升绕线画创作的空间，并自动化绕线，大大降低绕线画生产及制作成本。
在本发明一方面，提供一种绕线画生成方法：
加载任意一张图片，将图片转换为灰度图像并自动裁剪图片大小使之与需绕制的画框保持一致画面比例。
进一步，在图像四周均匀生成钉子坐标点，选择其中任意一点作为绕线起点。
进一步，起始点与其他所有点依次建立连线，并记录连线所经过图像位置的像素值，计算该线段经过所有像素的深度值总和，最终根据线段长度计算像素平均值。
进一步，比对所有其他点所得的线段像素值大小，取最大值所对应的点作为下一个绕线起始点。
进一步，将本次线段所经过的图像像素值调低，并记录当前连线配对。
进一步，新的起点依次与其他所有点建立连线，按照上述比对方式，排除已经连接过的配对情况，寻找新的绕线起点。
进一步，依次按此方式进行寻线并绕线并记录每次绕线起点的位置，形成绕线数据，达到一定次数后，所有绘制的线段将形成一幅与原始图像相近的画面，即生产绕线画图形。
在本发明的另一方面，提供了一种绕线画自动加工的设备，包括绕线画设备，所述绕线画设备包括主机、步进电机、步进电机驱动器、轴盘、绕线张力器、步进导轨滑台、绕线画框、紧固器、脉冲控制器。
所述绕线画框按照生成的绕线画钉有一圈钉子，通过所述紧固器固定于轴盘中央，步进电机输出动力可控制所述轴盘转动，进一步带动绕线画框转动。
上述绕线画生成的绕线数据输入到主机，主机软件加载数据后依次将绕线数据转化为轴盘转动角度，依次控制轴盘转动，传动绕线画框转动，所述步进导轨滑台装到绕线导针，线通过所述张力器连接到导针。
进一步，转盘转动到指定角度后，所述步进导轨滑台带动线头移至绕线画框外部，转盘再转动一个钉子角，步进导轨滑台再带动线头移至绕线画框内部，完成一次绕线。
进一步，按照绕线数据的顺序依次完成所有绕线动作，最终剪断线头绑定于最后一个钉子上，即完成一幅绕线画的制作。
附图说明
附图1是绕线画自动生成方法流程图
附图2是加载图片进行尺寸处理后的结果图
附图3是在图像周围生成的钉子坐标点
附图4是绕线计算过程中生成的线段
附图5是绕线画生成的结果图
附图6、附图7是绕线画自动加工设备结构示意图
附图8是绕线画自动加工设备电机与轴盘安装结构示意图
附图9是绕线自动加工设备绕线画框紧固安装示意图
附图10、附图11、附图12是绕线自动加工设备绕线头结构示意图
图中：1、绕线画框，2、步进导轨滑台，3、张力器，4、主机，5、电机电源，6、轴盘动力电机驱动器，7、步进导轨滑台电机驱动器，8、脉冲控制器，9、轴盘，10、宝塔线，11、轴盘动力步进电机，12、紧固手拧螺丝，13、紧固螺母座，14、紧固夹持座，15、步进导轨滑台传动支架，16、绕线导针固定座，17、绕线导针，18，旋转减速台。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
请参阅图1，图1为本申请实施例所提供的一种绕线画自动生成方法的流程图，该方法包括：
步骤1：加载一张图片；
需要具体说明的是，本实施例中对加载图片格式不做具体限定，例如，可加载人物图像、动物图像，或者任意照片图像。
步骤2：将图片灰度化，如果图像为彩色图像，则将图像处理成黑白灰度图像。
步骤3：重置图片尺寸，并截取需要制作的圆形区域图像；如附图2。
需要具体说明的是，本实施例对图片尺寸和形状不作具体限定，可视实际绕线画框形状比例而定。
步骤4：在图像周围平均生成一圈坐标点，即为绕线画框钉子位置。如附图3.
步骤5：选择任意一个钉子坐标点作为绕线起点。
步骤6：依次遍历其他所有点，与绕线起点进行连线，所连线段经过图像的像素值求和，并除以线段长度得出每跟线段的平均像素深度值。
步骤7：比对步骤6中所有其他点所得的深度值，取数值最大值所对应点作本次绕线终点，下一次绕线起点。
步骤8：记录本次连线配对数据，并将该配对连线线段所经过图像的颜色像素值调浅。
步骤9：以新的绕线起点，依次遍历其他所有点，与绕线起点进行连线，所连线段经过图像的像素值求和，并除以线段长度得出每跟线段的平均像素深度值。
步骤10：比对步骤9中所有其他点所得的深度值，剔除此前已发生绕线的配对情况，取数值最大值所对应点作本次绕线终点，下一次绕线起点，并将该配对连线线段所经过图像的颜色像素值调浅。
步骤11：依次重复步骤9，步骤10，绕线线段逐渐增多，如图4，直到绕线线段形成的图像，达到接近原图效果则结束步骤9、步骤10循环，依次记录每次绕线终点序号数据，最终的到绕线线序数据以及绕线图，如图5。
本申请提供一种绕线画自动加工设备，包括：绕线画框、步进导轨滑台、张力器、主机、电机电源、轴盘动力电机驱动器、步进导轨滑台电机驱动器、脉冲控制器、轴盘、宝塔线、轴盘动力步进电机、紧固手拧螺丝、紧固螺母座、紧固夹持座、步进导轨滑台传动支架、绕线导针固定座、绕线导针所述主机，旋转减速台。
请参阅图6、图7，将上述绕线自动生成方法将图片生成的绕线线序数据导入到所述主机4中，主机4将绕线线序数据一次转化为角度值数据，主机4将数据通过串口发送到脉冲控制器8，脉冲脉冲控制器8将角度值数据转化为脉冲信号。
进一步的，脉冲控制器8先将脉冲信号发送到轴盘动力电机驱动器6，轴盘动力电机驱动器6连接控制轴盘动力步进电机11转动一定角度，如图8，轴盘动力步进电机连接安装旋转减速台18，旋转减速台18上固定安装轴盘9，从而控制转盘9转到指定角度。
如图9，在轴盘9上通过紧固手拧螺丝12，紧固螺母座13，紧固夹持座14将绕线画框1居中固定于轴盘9上。绕向画框1上按照生成的绕线图在在四周具有一圈钉子。
进一步的，轴盘9与绕线画框1同步转动到指定角度后，脉冲控制器8发送脉冲信号到步进导轨滑台电机驱动器7，步进导轨滑台电机驱动器7连接控制步进导轨滑台2移动到绕线画框1外部。
如图10、图11，步进导轨滑台2装有步进导轨滑台传动支架15，所述步进导轨滑台传动支架15连接绕线导针固定座16，在绕线导针固定座上装有绕线导针17，宝塔线10中的线经过张力器3，最终连到绕线导针17，步进导轨滑台2的移动运动带动线头的移动。
进一步的，脉冲控制器8通过轴盘动力电机驱动器6控制轴盘动力步进电机11转动，带动轴盘9和绕线画框1回转一个钉子间距角度。
进一步的，脉冲控制器8发送脉冲信号到步进导轨滑台电机驱动器7，步进导轨滑台电机驱动器7控制步进导轨滑台2移动到绕线画框1内部，此时完成一次绕线动作。
按照绕线数据的顺序依次上述单次绕线动作，最终剪断线头绑定于最后一个钉子上，即完成一幅绕线画的制作。
Claims (7)
1.一种绕线画自动生成及加工的方法，其特征在于：
绕线画自动生成方法包括：加载任意图像，将图片灰度及尺寸处理后，生成钉子坐标点，确定起点后，依次通过像素值比对算法寻找下一个绕线点，以此循环最终生成绕线线序数据和绕线画图像；
其中，所述像素值比对算法具体为：
1)依次遍历其他所有点，与绕线起点进行连线，所连线段经过图像的像素值求和，并除以线段长度得出每跟线段的平均像素深度值；
2)比对1)中所有其他点所得的深度值，取数值最大值所对应点作本次绕线终点，下一次绕线起点；
3)记录本次连线配对数据，并将该配对连线线段所经过图像的颜色像素值调浅；
4)以新的绕线起点，依次遍历其他所有点，与绕线起点进行连线，所连线段经过图像的像素值求和，并除以线段长度得出每跟线段的平均像素深度值；
5)比对4)中所有其他点所得的深度值，剔除此前已发生绕线的配对情况，取数值最大值所对应点作本次绕线终点，下一次绕线起点，并将该配对连线线段所经过图像的颜色像素值调浅；
用于实现上述方法的设备包括：绕线画框(1)、步进导轨滑台(2)、张力器(3)、主机(4)、电机电源(5)、轴盘动力电机驱动器(6)、步进导轨滑台电机驱动器(7)、脉冲控制器(8)、轴盘(9)、宝塔线(10)、轴盘动力步进电机(11)、紧固手拧螺丝(12)、紧固螺母座(13)、紧固夹持座(14)、步进导轨滑台传动支架(15)、绕线导针固定座(16)、绕线导针(17)和旋转减速台(18)，其中，将绕线线序数据转化为角度值数据并发送给脉冲控制器(8)、控制轴盘(9)和绕线画框(1)的旋转运动和步进导轨滑台(2)及绕线导针(17)从而依次完成绕线步骤，最终形成绕线画。
2.根据权利要求1所述的一种绕线画自动生成及加工的方法，其特征在于，绕线生成过程中，由已知起点，计算目标绕线点，与其他所有点依次比对其连线线段在画面中像素值所占平均值大小来确定目标绕线点，并排除已连接过的情况；连接完成后将已连接线所经过的图像像素调淡，以避免影响后续绕线比对像素计算。
3.根据权利要求1所述的一种绕线画自动生成及加工的方法，其特征在于，绕线画及绕线画框(1)在形状上采用了圆形结构，结合电机旋转运动的特点，可有效的提高绕线加工的效率。
4.根据权利要求1所述的一种绕线画自动生成及加工的方法，其特征在于，绕线画框(1)安放于轴盘(9)上，采用了外紧固的结构设计，通过多个的紧固手拧螺丝(12)、紧固螺母座(13)和紧固夹持座(14)从不同方向将绕线画框(1)固定于轴盘上不松动，其中，紧固夹持座(14)紧贴绕线画框部分为曲面结构，绕线画框(1)安装便捷快速，并且紧固对画框无损伤。
5.根据权利要求1所述的一种绕线画自动生成及加工的方法，其特征在于，采用直线往复运动类型的步进导轨滑台(2)为绕线头提供动力。
6.根据权利要求1所述的一种绕线画自动生成及加工的方法，其特征在于，绕线设备所用线材，需通过张力器(3)再连接到绕线导针(17)。
7.根据权利要求1所述的一种绕线画自动生成及加工的方法，其特征在于，步进导轨滑台传动支架(15)和绕线导针固定座(16)，采用夹持结构，可上下调节高度，可用一颗螺丝固定，在绕线导针(17)在移动中因误操作碰撞绕线画框(1)后，绕线导针固定座(16)围绕固定螺丝自动偏移而避免发生损坏。
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