本發(fā)明涉及從具有非勻質(zhì)特性的柔性材料(特別是皮革或天然皮料)的試樣上通過切片。本發(fā)明的一個應(yīng)用領(lǐng)域是制造需要裝配取自這種試樣的片的制品，尤其是皮革制品。相關(guān)行業(yè)具體包括家具、馬具、皮革、鞋類和服裝行業(yè)。

背景技術(shù)：

1、從皮革或天然皮料上自動切片以用于制造物品一般包括若干主要步驟，即：第一步，將皮料的輪廓和缺陷數(shù)字化，接著是第二步，盡可能多地在數(shù)字化的皮料上布置片，然后是第三步，按照預(yù)先確定的布置切割皮料形成多個片，最后是第四步，拆下切割好的片。

2、通過調(diào)整這些主要步驟之間的順序關(guān)系，會形成不同的切割方法。

3、這樣，在一種稱為“在線”的切割方法中，上述四個主要步驟在同一切割臺上依次進(jìn)行。

4、這種方法的優(yōu)點(diǎn)在于其組織邏輯對用戶而言較為簡單，同時在響應(yīng)能力和靈活性方面也表現(xiàn)出色(在組織規(guī)劃方面)。另一方面，這種方法的主要缺點(diǎn)在于難以恰當(dāng)?shù)赝胶推胶馑兄饕襟E。事實(shí)上，如果這些步驟中某一步驟耗時超出預(yù)期，那么整個方法就會有極大的超時風(fēng)險。

5、在另一種被稱為“離線”的方法中，皮料數(shù)字化、布置片、然后切割和取片這些步驟分別在不同的設(shè)備上進(jìn)行，并且這些步驟之間的時間間隔由用戶自行決定。

6、這種方法的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)與“在線”方法正好相反。具體地，主要步驟的分離使得能夠?qū)δ切┖臅r比其他步驟長的步驟進(jìn)行管理(例如通過調(diào)整數(shù)字化儀的數(shù)量與切割機(jī)的數(shù)量的比例，和/或調(diào)整用于布置片的計(jì)算時間)。然而，這種“離線”方法需要用戶進(jìn)行更多的組織工作，還需要在不同步驟之間對皮料進(jìn)行額外的處理(甚至存儲)。

7、與“在線”方法相比，這種方法的另一個缺點(diǎn)在于引入了一個新的步驟，即將先前數(shù)字化的皮料在切割機(jī)上重新定位。實(shí)際上，從人體工程學(xué)的角度來看，以同樣的方式重新定位一塊皮料并非易事。此外，這種操作總是會產(chǎn)生額外的誤差，在放置皮料時必須考慮到這一點(diǎn)，即在皮料邊緣保留足夠的未使用空間，而這會降低布置效率。

8、還有一種被稱為“半離線”的方法，它是介于上述“在線”和“離線”方法之間的一種方法。在這種方法中，只有對皮料輪廓和缺陷進(jìn)行數(shù)字化的步驟被轉(zhuǎn)移到另一臺設(shè)備上，并與其余主要步驟不同步。實(shí)際上，對皮料缺陷進(jìn)行數(shù)字化通常是耗時最長的步驟，而這種數(shù)字化的質(zhì)量(即確定所有缺陷及它們的確切位置而不夸大)將決定布置效率以及能否降低廢品率。

9、這種“半離線”方法(就像“離線”方法一樣)的缺點(diǎn)在于操作人員重新定位皮料存在困難。另一方面，在這種方法中，并未在皮料上布置片，而是在重新定位的步驟之后對真正的輪廓進(jìn)行再次數(shù)字化，然后再在真正的輪廓內(nèi)布置片。因此，與“離線”方法不同，本方法無需在皮料邊緣提供額外的余量，這有利于提高布置片的效率。

10、這種“半離線”方法的難點(diǎn)一方面在于皮料重新定位階段的難易程度，另一方面在于在重新數(shù)字化的皮料輪廓內(nèi)(自動)重新定位缺陷時的準(zhǔn)確性。

11、事實(shí)上，皮革是一種柔性材料，其變形程度取決于操作員在首次數(shù)字化時如何將皮料放置在桌子上，以及另一位操作員在第二次數(shù)字化時如何將同一張皮料重新放置在另一張桌子上。然而，皮料的這種變形方式會直接影響缺陷的定位。

12、除了由于操作員在桌面上放置皮料時的方式不同而導(dǎo)致的皮料變形外，皮料在兩次數(shù)字化步驟之間可能已存放數(shù)周甚至數(shù)月。存儲條件以及兩次數(shù)字化步驟之間可能存在的濕度和溫度差異也會影響皮膚的可能變形，從而影響缺陷的定位。

13、另外，在首次數(shù)字化步驟中對皮料進(jìn)行定位通常是在具有相對光滑的聚氨酯傳送帶的數(shù)字化儀上進(jìn)行的，而在再次數(shù)字化過程中對皮膚缺陷進(jìn)行重新定位則是在具有毛氈傳送帶(對皮料有較強(qiáng)摩擦力)的切割機(jī)上進(jìn)行的。這也可能對成功實(shí)現(xiàn)皮料缺陷的重新定位的步驟造成額外的困難。

14、不幸的是，上述皮料所經(jīng)歷的多次變形并非均勻的，因此無法預(yù)測。因此，缺陷重新定位的步驟依賴于盡可能準(zhǔn)確地找到皮料輪廓和所有缺陷的位置。

15、為了解決重新定位缺陷的問題，已知的方法是使用視頻投影儀將先前數(shù)字化的整個皮料(或僅其一部分)的圖像投射到放置于切割機(jī)上的皮料上。然后，操作員一點(diǎn)一點(diǎn)地重新定位整個皮料及其上缺陷。

16、然而，這種方法在人體工程學(xué)和準(zhǔn)確性方面仍然相當(dāng)薄弱。實(shí)際上，操作者必須通過牽拉皮料邊緣來校正其位置(依靠投影的輪廓，但其準(zhǔn)確性不高)，這可能會在皮料邊緣附近形成較強(qiáng)張力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、因此，本發(fā)明的主要目的在于克服上述問題，提出一種通過自動計(jì)算缺陷位置來定位缺陷的方法，該方法簡單且符合人體工程學(xué)。

2、本發(fā)明通過以下方法實(shí)現(xiàn)了這一目的：該方法用于對具有非勻質(zhì)特性的柔性材料試樣中的缺陷進(jìn)行自動定位，所述柔性材料試樣用于被切片，該方法包括以下連續(xù)步驟：

3、-獲取試樣在其初始狀態(tài)下的輪廓的數(shù)字圖像及其缺陷的位置；

4、-在試樣重新定位至準(zhǔn)備切割狀態(tài)后，獲取試樣的輪廓的新數(shù)字圖像；

5、-將試樣在初始狀態(tài)和準(zhǔn)備切割狀態(tài)下的輪廓的數(shù)字圖像疊置；

6、-確定將要應(yīng)用于兩個輪廓中至少一個輪廓的旋轉(zhuǎn)值，所述旋轉(zhuǎn)值用以使該兩個輪廓限定出的不重疊區(qū)域的總面積最小化；

7、-將旋轉(zhuǎn)值應(yīng)用于試樣在初始狀態(tài)下的數(shù)字圖像中每個缺陷的位置，以在試樣的準(zhǔn)備切割狀態(tài)的數(shù)字圖像中預(yù)定位每個缺陷；

8、-確定多個幾何變換，所述多個幾何變換用以局部最小化該兩個輪廓的不重疊區(qū)域的表面積；以及

9、-將多個幾何變換中的一個幾何變換作為初始狀態(tài)下缺陷在所述試樣的輪廓內(nèi)的位置的函數(shù)，應(yīng)用于試樣的準(zhǔn)備切割狀態(tài)的數(shù)字圖像中每個預(yù)定位的缺陷的位置，以準(zhǔn)確地在試樣的在準(zhǔn)備切割狀態(tài)的數(shù)字圖像中對缺陷進(jìn)行重新定位。

10、本發(fā)明的方法的顯著之處在于，它提供了一種缺陷重新定位算法，該算法允許根據(jù)缺陷在試樣輪廓內(nèi)的位置，對每個缺陷的位置應(yīng)用特定的幾何變換。換句話說，應(yīng)用于每個缺陷的幾何變換并非對所有缺陷都相同。因此，該方法能夠自動且極其精確地重新定位試樣上的所有缺陷。

11、此外，本發(fā)明的方法僅需在輸送切割機(jī)的輸入端配備一個簡單的線性掃描儀(或一個或多個矩陣相機(jī))，其可以與在數(shù)字化步驟中所使用的掃描儀相同。因此，操作員可以按照自己希望的位置和方式將試樣放置在掃描儀上。特別是，該解決方案允許適應(yīng)“在線”方法的切割機(jī)的用戶使用它來實(shí)施“半離線”方法，而無需對其切割機(jī)進(jìn)行任何硬件修改。

12、優(yōu)選地，在進(jìn)行所述疊置之后，所述試樣的輪廓的數(shù)字圖像的旋轉(zhuǎn)是相對于該兩個輪廓的各自重心進(jìn)行的。

13、每個幾何變換可以包含一個旋轉(zhuǎn)分量和一個位似比分量。

14、在這種情況下，在原點(diǎn)由該兩個輪廓的各自重心構(gòu)成的極坐標(biāo)系中，有利地構(gòu)建了覆蓋兩個輪廓的、包含多個角扇區(qū)的離散場，并將旋轉(zhuǎn)分量和位似比分量已被確定的幾何變換與每個角扇形相關(guān)聯(lián)，以局部最小化該兩個輪廓的不重疊區(qū)域的表面積。

15、優(yōu)選地，每個幾何變換的旋轉(zhuǎn)分量和位似比分量為通過二分法確定，以獲取能最小化該兩個輪廓與幾何變換相關(guān)聯(lián)的角度值所涉及的部分的不重疊區(qū)域的表面積的旋轉(zhuǎn)值和位似比值。

16、將所述多個幾何變換中的一個幾何變換應(yīng)用于每個預(yù)定位的缺陷的步驟應(yīng)用于包含缺陷的輪廓的多邊形的每個頂點(diǎn)。

17、在這種情況下，對于包含缺陷的輪廓的每個多邊形的每個頂點(diǎn)，有利地確定了能在幾何上框定該頂點(diǎn)的兩個角度，并將與這兩個相應(yīng)角度值相關(guān)聯(lián)的兩個幾何變換的旋轉(zhuǎn)值和位似比值的組合應(yīng)用于該頂點(diǎn)的坐標(biāo)。

18、本發(fā)明還涉及一種通過對具有非勻質(zhì)特性的柔性材料試樣進(jìn)行切片的方法，包括：

19、-將處于初始狀態(tài)下的試樣的輪廓及其中的缺陷的位置數(shù)字化的步驟；

20、-對于每個試樣，在數(shù)字化切割臺上將試樣的輪廓再次數(shù)字化的步驟；

21、-根據(jù)上述方法自動定位試樣的缺陷的步驟；

22、-布置將要從所述試樣切下的片的步驟；以及

23、-切片的步驟。

24、本發(fā)明還涉及一種計(jì)算機(jī)程序，包括指令，所述指令用于執(zhí)行上述用于對具有非勻質(zhì)特性的柔性材料試樣中的缺陷進(jìn)行自動定位的方法的步驟。

25、本發(fā)明還涉及一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計(jì)算機(jī)程序，該程序包含指令，所述指令用于執(zhí)行上述用于對具有非勻質(zhì)特性的柔性材料試樣中的缺陷進(jìn)行自動定位的方法的步驟。