专利名称：基于机器视觉的波轮式洗衣机洗涤作用强度指数测定方法
技术领域：
本发明涉及一种基于机器视觉的波轮式洗衣机洗涤作用强度指数方法，采用该方法可以准确计算出《AS/NZS 2040.1:2005 Performance of household electrical appliances-Clothes washing machines Part 1 :Methods for measuring performance, energy and water consumption》中附录G规定的洗涤后的不规则形状的织物磨损布的面积，进而计算出洗涤作用强度指数。该发明提出的方法相比于洗衣机制造商普遍采用的人工测量方法更加客观、准确，能有效减少测试误差。
背景技术：
波轮式洗衣机洗涤作用强度指数是通过一种加速磨损测试来测定洗衣机对织物的清洗作用强度的性能评价方法，其评价指标洗涤作用强度指数可以反映洗涤过程对织物的磨损情况。因此，波轮式洗衣机洗涤作用强度指数是洗衣机制造商在对洗衣机性能评价时必不可少的测试指标。现有的测试方法是按照《AS/NZS 2040.1:2005 Performance of household electrical appliances-Clothes washing machines Part 1 !Methods for measuring performance, energy and water consumption》中附录 G 规定的方法计算破损边剪除后的磨损布试样的面积相对其初始面积的减少比率作为洗涤作用强度指数。其中， 磨损布初始试样长度和宽度都为10厘米，是一个规则的正方形。而洗涤后，试样边缘脱落， 并经修剪后试样形状可能会变为不规则。因此，不规则形状试样面积计算成为计算洗涤作用强度指数的难题。该发明采用机器视觉的方法，通过图像分割可以精确计算出洗涤后磨损布试样的面积，避免人工测量的误差。
发明内容
本发明涉及一种基于机器视觉的波轮式洗衣机洗涤作用强度指数测定方法，实现织物洗涤过程中洗涤作用强度的精细客观评价。基于机器视觉的波轮式洗衣机洗涤作用强度指数测定方法将通过硬件部分和软件部分协作实现，硬件部分应可以实现磨损布试样图像的高精度获取，软件部分可以现实图像的获取、保存、裁剪，以及图像的分割和洗涤作用强度指数的计算。在该方法中，分别对磨损布洗涤前后进行拍照，计算洗涤前后磨损布试样图像中磨损布面积的大小，进而计算出面积变化率，即洗涤作用强度指数做为参数评价洗涤磨损严重性。该方法克服了在洗涤后磨损布形状不规则情况下，采用人工方法对磨损布试样测量尺寸带来的误差和无法准确计算面积的难题。硬件部分应可以实现磨损布试样图像的高精度获取，它主要由工业视频套件(1)、 光源O)、数据传输导线(3)、计算机主机0)、显示器(5)、光源控制器(6)、以及试样放置、 工业视频套件和光源安装用的试样台(7)。工业视频套件(1)由面阵彩色CCD相机、数据传输线和采集卡组成，是磨损布图像采集的关键器件。其中，面阵CXD分辨率为2048X2048像素。光源( 和光源控制器(6)配合使用，满足磨损布试样图像采集时，试样表面亮度
3要求。光源控制器(6)可以调节光源的亮度。其中，光源( 应为LED条形光源，成对使用， 光源长度为60厘米，单个光源内LED排数为6排。软件部分是一种计算机程序，可以与硬件部分配合使用，获取试样图像，计算洗涤前后磨损布试样图像中磨损布面积的大小，计算出面积变化率，即洗涤作用强度指数做为参数评价洗涤作用强度。在软件部分中，洗涤磨损布图像分析功能可以通过程序开发环境实现，例如 MATLAB、Microsoft Visual C++、Microsoft Visual Basic 和 Delphi 的编程实现，也可以通过专用的数字图像处理软件进行二次开发实现。
在附图中示意性地给出了本发明技术实施方式的主要示例，其中，图1，洗涤后磨损布试样图像；图2，洗涤后磨损布试样分割后图像；图3，硬件机构部分组成示意图；图4，软件部分主要功能示意图。
具体实施例方式按照《AS/NZS 2040.1:2005 Performance of household electrical appliances-Clothes washing machines Partl :Methods for measuring performance, energy and water consumption》附录A、B、C中要求确定洗涤测试条件和材料规格要求， 制定试验测试方案。其中，每块磨损布在洗涤前都采用图3所示机器视觉系统拍照。磨损布试样洗涤后自然晾干，并采用熨斗烫平后采用图3所示机器视觉系统拍照。假设洗涤前磨损布为理想模型，初始试样长度和宽度都为10厘米，是一个正方形，其面积为10000平方毫米。对洗涤前磨损布试样采集图像，并进行分割。假设试样区域像素灰度值为1，非试样区域像素灰度值为0。则可以计算分割后图像中像素值为1的像素点个数作为磨损布洗涤前面积Atlt5假设洗涤后试样，经分割后如图2所示，计算分割后图像中试样区域内所包含数值为1的像素个数为A1，则洗涤后磨损布试样面积可以用A1表示。则洗涤作用强度指数η 可以表示为公式(1)
An-A7= \ 1(1)
Λ在式(1)中，同一试样洗涤前后η越大，说明试样磨损越严重。在图3所示的机器视觉系统中，相机经过标定后，当直线长度为1厘米时，其长度方向包含72个像素点，即在实际尺寸比例尺为1厘米与72个像素等价。根据1厘米与72 个像素等价，可由磨损布试样内包含像素点个数求得的洗涤前后磨损布试样实际面积Atl和 A1，可以计算出试样实际面积和洗涤作用强度指数η。按照《AS/NZS 2040.1:2005 Performance of household electrical appliances-Clothes washing machines Partl :Methods for measuring performance, energy and water consumption》附录A、B、C中要求确定洗涤测试条件和材料规格要求， 制定试验测试方案。在测试方案中，选择家用波轮式洗衣机，其最大洗涤容量为8KG，洗涤模式为快洗30分钟，负载类型参见《AS/NZS 2040.1:2005 Performance of household
4electrical appliances-Clothes washing machines Part 1 :Methods for measuring performance, energy and water consumption》附录C要求。当选择负载重量为4KG时，洗涤磨损布试样块数为15块，其编号参见表1。磨损布规格为“ P r 4 了 >夕口大COSMO 1100棉100% color no. 11宽度91. 4cm长度30m 一匹朿Ij L·吵)布”。具体洗涤参数为洗涤温度为30°C，洗涤1次，漂洗3次，脱水1次，脱水转速为800rpm，总洗涤时间为3%iin。 采用图3所示机器视觉系统，对洗涤前磨损布试样采集图像，并进行分割，计算试样洗前面积。同样，计算洗涤后试样面积，并根据公式(1)计算洗涤作用强度指数η，如表1所示。表1波轮式洗衣机洗涤作用强度指数试验数据表1波轮式洗衣机洗涤作用强度指数试验数据
权利要求
1.一种基于机器视觉的波轮式洗衣机洗涤作用强度指数测定方法将通过硬件部分和软件部分协作实现，硬件部分应可以实现磨损布试样图像的高精度获取，它主要由工业视频套件(1)、光源O)、数据传输导线(3)、计算机主机0)、显示器(5)、光源控制器(6)、以及试样放置、工业视频套件和光源安装用的试样台(7)。软件部分可以现实图像的获取、保存、裁剪，以及图像的分割和洗涤作用强度指数的计算。
2.根据权利要求1，工业视频套件(1)应至少包括面阵彩色C⑶相机、数据传输线和采集卡。其中，面阵C⑶分辨率不小于2048X2048像素。
3.根据权利要求1，光源( 和光源控制器C3)配合使用，应满足洗涤磨损布试样图像采集时，试样表面亮度要求。光源控制器(6)应可以调节光源的亮度。其中，光源( 应为 LED条形光源，成对使用，光源长度不小于50厘米，单个光源内LED不少于4排。
4.根据权利要求1，计算机主机(4)应配有工业视频套件图像采集卡插槽或接口，至少可以通过VGA接口、DVI接口、USB接口、1394接口或PCI插槽、PCI-E插槽、ISA插槽、AGP 插槽中的一种方式将图像采集卡与计算机主板相连接，实现图像的采集和显示。
5.根据权利要求1和权利要求4，工业视频套件(1)和计算机主机(4)应与显示器(5) 通过数据传输导线C3)相互连接，其中，显示器( 应为彩色显示器，能显示RGB彩色图像。
6.根据权利要求1和权利要求5，在硬件系统中，至少有两根数据传输导线0)，可以分别实现图像从工业视频套件(1)到计算机主机，和图像信息从计算机主机(4)到显示器 (5)的传输。
7.根据权利要求1，硬件部分应包括试样台(7)，其可以用于安装工业视频套件(1)和光源O)，以及放置需要拍照的洗涤磨损布试样。其中，放置试样部分的试样台为正方形，尺寸应不小试样面积的3倍。
全文摘要
本发明涉及一种基于机器视觉的波轮式洗衣机洗涤作用强度指数的测定方法，实现织物洗涤过程中洗涤作用强度的精细客观评价。基于机器视觉的洗衣机洗涤作用强度指数的测定方法将通过硬件部分和软件部分协作实现，硬件部分应可以实现磨损布试样图像的高精度获取，软件部分可以现实图像的获取、保存、裁剪，以及图像的分割和洗涤作用强度指数的测定参数的计算。该方法分别对磨损布洗涤前后进行拍照，计算洗涤前后磨损布试样图像中磨损布面积的大小，计算出面积变化率，即洗涤作用强度指数，以评价因洗涤造成的织物磨损。该方法克服了在洗涤后磨损布形状不规则情况下，采用人工方法对磨损布试样测量尺寸带来的误差和无法准确计算面积的难题。
文档编号G01M99/00GK102519746SQ201110407220
公开日2012年6月27日 申请日期2011年12月9日 优先权日2011年12月9日
发明者刘建立, 王蕾, 王鸿博, 高卫东 申请人:江南大学