一种Yarn框架下的异步双随机梯度下降算法

针对异步随机梯度下降算法在多核系统和主/从集群环境中的通信冲突问题,提出了异步双随机梯度下降算法.该算法主要通过离散各从节点在梯度求解时的计算量,分散各从节点对主节点的通信请求,有效减少模型训练过程中通信冲突次数,从而加快模型的训练速度;在Hadoop Yarn基础上提出了异步并行计算框架,进行了异步随机梯度下降算法以及异步双随机梯度下降算法的快速求解;在多核系统和Hadoop环境下,基于HIGGS数据集进行了异步随机梯度下降算法和异步双随机梯度下降算法的对比实验,结果表明,在保证模型准确率的前提下,异步双随机梯度下降算法比异步随机梯度下降算法具备更快的训练速度.

基于改进Yolov5模型的纱筒余纱量检测方法

为实现针织圆纬机纱架上纱筒余纱量的实时检测,提出一种深度学习与传统图像处理相结合的检测方法。通过优化Yolov5的主干网络并加入Shuffle-Attention注意力机制,利用改进后模型在图像中检测并框出纱筒位置;然后利用透视变换、均值偏移、canny轮廓检测、闭操作等处理获取纱筒内外圆轮廓,设计基于梯度下降的圆拟合算法,拟合纱筒内外圆的轮廓,得到纱筒的内外圆半径;最后结合小孔成像的原理完成纱筒余纱量的测量。结果表明:改进后的Yolov5模型在纱筒检测精度上达到99.5%,检测速度可达20帧/s,同时模型参数减少至3.255×106可检测的最小纱筒余纱量为3 mm,当纱筒余纱量小于3 mm后,将其视为空筒,进行延时更换。本文算法拟合圆所花费时间是传统霍夫圆检测算法的1/4左右,因此可满足针织车间的实际应用需求。

CNF-CMC梯度网络结构固定有机颜料对纸纱原纸着色效果的影响

相比传统造纸染料光热条件下易褪色的缺陷,水性有机颜料具有优异的着色力和高耐光耐候性,能够满足高端纸纱对着色剂着色效果和耐晒等级的要求.但有机颜料颗粒和植物纤维之间缺乏化学键和氢键作用,导致颜料在纸页结构中固定困难.本研究以纤维素纳米纤丝(CNF/TOCNF)为一级骨架网络,羧甲基纤维素(CMC)大分子为二级补强网络,共同构建多级梯度网络包络固定有机颜料颗粒,通过双层涂覆形式实现对颜料颗粒的分散和固定.结果表明,以梯度网络固定颜料颗粒可显著提升纸纱原纸的着色效果和色牢度,并对改善纸张强度和粗糙度也有积极作用.本研究对解决高端纸纱原纸生产中的着色技术难题具有重要的推动作用.

三通道数码纺纱:纱线的柔性数字化加工技术

文章回顾了纺纱技术的发展历史,分析了纺纱技术面临的挑战,介绍了三通道数码纺纱系统的组成,提出了三通道数码纺纱系统的粗纱组合模式的转换机理、各通道牵伸比的调控机理、成纱混纺比的调控机理、成纱线密度的调控机理。在此基础上给出了全色谱混色纱、段彩纱、渐变纱、竹节纱、彩节纱等多品种花色纱线的生产工艺及生产的样品。

自循环多片段转杯纺混色纯毛纱生产方法及其面料特征

提出了多色纯毛纱混色配比和线密度的在线调控方法,在三通道转杯纺纱机上实现在PLC控制系统驱动下各给棉罗拉速度按照纺纱工艺要求实时变动,通过控制3类纤维条的喂给速度,实现自循环多片段转杯纺混色纯毛纱的生产,优化了纺纱工艺,纺制出不同颜色的多片段渐变色毛纱、段彩毛纱和彩节毛纱,并对纱线性能及其针织面料风格特征进行分析。单根纱线上色彩的自由转换,为通过毛衫整体图案与织物组织结构的互映设计,实现毛衫的一体化快速设计与生产提供了有效方法。

基于共轭梯度法的纱线染色配方预测优化算法

为提高纱线染色配方预测的准确性和稳定性,在Kubelka-Munk理论基础上,结合CIE 1976 L*a*b*均匀颜色空间及CIELAB色差公式,提出了以共轭梯度法为基础的染色配方预测优化方法,详细推导出共轭梯度法带约束的配方预测目标函数。利用自开发的测配色软件和美能达CM2600D分光测色仪,选用D65光源,做了大量的单纺纱线测配色实验。实验结果表明,该染料配方预测优化算法计算的配色结果与标准色接近,色差小,与染料配方初值无关,稳定、可靠,收敛性强,重复度高。

段染纱线仿真模拟中的颜色渐变实现方法

在段染纱线的仿真模拟中,如何实现段染纱线上相邻两种颜色之间的自然渐变是实现其仿真模拟的核心。首先利用数值分析中线性插值和三次样条插值的方法,建立基本的颜色渐变模型。然后,以双色段染纱线和三色段染纱线为例,结合现有的基于光照模型和纱线几何结构的纱线模拟方法,采用纹理叠加的方式,来完成对段染单纱、加捻纱的计算机模拟。最后,根据实际染纱工艺中具体的工艺参数,对已建立的颜色渐变模型进行优化,使其更具实用性,应用也更为广泛。

采用三通道数码纺的色彩渐变纱性能

针对国内外对色彩渐变纱研究还很少,且生产工艺无法实现对纱线表面颜色和分段长度的精准控制等问题,研究了三通道数码环锭细纱机数字化牵伸调控纱线混纺比的机制,对3个通道喂入的品红、黄、青3根粗纱实施梯度牵伸,纺制具有色相、明度、纯度渐变等特征的色彩渐变纱,并试纺了27.76 tex以10%为梯度可实现品红-黄-青3色循环的色彩渐变纱,研究了该色彩渐变纱的外观形貌、条干及拉伸力学性能。结果表明:通过三通道数码环锭细纱机的梯度牵伸调控了品红、黄、青3色纤维混纺比沿纱线长度方向的梯度匹配,实现了色彩沿纱线长度方向渐变效果;色彩渐变纱大比例纺制段由于牵伸状况不良导致断裂强力、条干与纯纺色纱相比稍有降低。

基于方差投影与相关系数的色织物密度检测

为提高色织物密度检测的准确性,提出了方差投影与相关系数相结合的色织物密度检测方法。首先,校正倾斜的织物图像并通过顶帽变换提高图像对比度,然后根据图像梯度检测水平和垂直方向上的边缘,增强边缘信息后提取其骨架,得到色织物不同颜色区域的分界线;最后,依据分界线坐标将图像分为若干个子图像,统计子图像方差投影与相关系数数据,从而计算出色织物密度。实验结果表明:此方法的平均误差率在0.4%以下,对色织物密度检测具有一定的应用价值。

数码纱的外观效果仿真方法

针对数码纱颜色变化多样,颜色循环复杂,循环周期较长,传统纱线模拟方法都是针对纱线短周期的模拟而无法准确反映数码纱长周期颜色变化特征的问题,提出针对数码纱长周期的数字黑板模拟方法。该模拟方法以具代表性的变色纱为例,将不同颜色的色块作为基本单元,根据变色纱颜色配比变化规律依次排列形成整段纱线,并通过合适的光照模型、颜色渐变模型以及颜色模块伪随机数模型等数学模型以获得更加真实的纱线外观,最后将模拟的变色纱分段映射到建立好的数字黑板上,以展示变色纱颜色变化的整体外观效果。通过该方法模拟出的数码纱数字黑板可准确地反映实际数码纱长周期下的颜色变化规律,并具有一定的纱线真实感。

面向智能制造的数控纺纱技术及数字化纱线产品研发

文章介绍了数控纺纱、柔性纺纱及纱线的数字化加工等概念,以自主研发的环锭三通道数控细纱机为基础,介绍了数控纺纱及其软硬件系统构成和网络化管理模式,构建了纺纱过程的数字化模型及成纱结构参数和纺纱工艺的调控机理,提出了基于数控纺纱系统的柔性化纺纱生产模式,给出了多元基色混色纺纱、段彩纱、渐变色纱、竹节纱、段彩竹节纱的纺纱工艺,并展示了相关的纱线与面料产品。

彩色纤维数字化混色构建的渐变色谱及渐变色纱线的纺制实践

文章提出了基于彩色纤维数字化混色构建渐变色谱的方法,研制了数字化纺制渐变色纱线及其面料的工艺方法,为纺制渐变色纺织品提供了数字化加工路径。重点研究了八元基色纤维的配色模型和混色体系,将八元基色纤维中的两种或3种彩色纤维组合配对,并以10%的递增梯度进行混合,给出了八元基色彩色纤维混合体系的RGB值计算方法及其二次色与三次色混色色谱;以此为基础规划了大三角循环渐变、中三角循环渐变、小三角循环渐变和45°循环渐变等4种渐变路径,遵循颜色混合准则计算并绘制了八元基色彩色纤维的渐变色谱;依据该渐变色谱给出了4类渐变色纱线模型及其纺纱工艺设计方法,纺制了4类渐变色纱线及其针织面料。

并条段彩技术探讨

总结用于开发段彩纱线的并条段彩技术特点及产品风格。分析了花色并条机、高架简易式花色并条机、高架简易平插式花色并条机的工作原理和技术特点。指出:花色并条机能够精准控制产品外观风格,适合生产高档段彩产品,高架花色并条机性价比好,投资少、生产效率高,产品风格朦胧、模糊、粗犷、不规则;并条段彩技术适合纺制长片段段彩纱产品,不仅可应用在环锭纺上,还能配套转杯纺、喷气涡流纺等新型纺纱技术;并条段彩技术与彩点、赛络、竹节等其他花式纺纱技术交叉应用,能够变换纱线色彩与纱体风格。认为:研究并条段彩技术有助于花式纱线的开发。

竹节渐变喷毛带子纱的设计与开发

为了使喷毛带子纱的产品种类多样化及提升喷毛带子纱的产品质量,针对普通喷毛带子纱的结构和色彩变化单一、竹节在布面上形成“云斑”等问题,开发了一款新型竹节渐变喷毛带子纱。将纱支一致的普通喷毛带子纱设计成粗细交替的竹节喷毛带子纱,且平线部分是内部没有纤维的空心带子,其长度随机变化;竹节部分的色彩是变化的,但长度不变。通过采用芯纱双组分异步喂入方式,并配合使用具有多段数和随机功能的控制器,使开发出的喷毛带子纱具有竹节外观色彩渐变自然均匀,布面立体饱满且色彩多样,花型离散性较好等特点。

三通道数码纺渐变纱产品设计

针对目前国内外生产渐变纱的技术在精确控制纱线各分段长度内的颜色及长度方面具有较大的局限性等问题,介绍了三通道环锭数码纺纱机纺制渐变纱的数字化牵伸调控混纺比机理,基于三通道数码纺纱系统,分别建立了以品红、黄、蓝为基色的色相渐变体系模型,以白色或者黑色与三原色中任意两色组合为基色的色彩明度及饱和度与色相渐变体系模型;通过渐变颜色模型的建立,在每种模型中筛选了具有代表性的渐变颜色规律进行设计与纺制。通过纱线模拟图与实际纱线效果对比验证五基色三通道混合颜色模型的正确性,将纱线颜色多变的效果体现到布面上,设计出具有独特色彩渐变效果的织物。

多通道转杯纺双色渐变纱及其面料特征

三通道转杯纺成纱方法用三组分异步喂入,通过分梳辊的梳理、混合和牵伸,在转杯中的离心力作用下再次混合并凝聚成须条,经加捻后成纱,由引纱罗拉导出形成纱线。将蓝白2色羊绒粗纱喂入HPX-03-3B数码纱线机后可以得到细纱,通过反复试验得到了混纺纱线最优方案,使得纱线双色渐变过程清晰。再使用HC2K系列染色试验编织机将蓝白渐变纱线织成样品布,织得的布样手感柔软。选用色纺纱工艺,较普通坯布染色污染少。

三色渐变羽毛纱的开发

针对目前羽毛纱色彩单调、染色过渡不自然等不足,通过在具有多组牵伸和喂入机构的HFX-B7四色针梳机上安装电脑控制系统,利用其段数多和控制精度高的优点,实现了原料喂入时间及运行速度的准确控制;同时快速调整混色条子中各组分比例,生产出了多组分、多色变化的纱条。由于其条干均匀且色彩过渡自然,可开发出三色均匀渐变,搭接良好,渐变段长度可调及出条重量一致的羽毛纱及其织物。

多元彩色自循环转杯混色纱的开发

探讨多元彩色自循环转杯混色纱的设计方法。通过PLC控制系统独立控制三个给棉罗拉,实现多根纤维条给棉速度的在线控制,提出了多元彩色自循环转杯混色纱混纺比例和纱线细度的在线调控方法;纺制了不同色彩风格的段彩纱、竹节纱、彩节纱、多片段渐变色纱和色彩与细度双变纱等混色棉纱,对纱线色彩风格特征进行了分析。指出:在线混配色的纤维混和效果良好。认为:该生产方式为实现从图案到纱线的逆向生成提供了可能。

对称循环渐变色彩设计及其色彩渐变纱纺制

针对传统纺纱技术无法精确调控纱线色彩分布规律纺制色彩渐变纱线的技术弊端,提出了在线调控成形纱线色彩渐变的三通道数控纺纱机制并成功纺制了色彩渐变纱。设计了三色彩纤的耦合-叠加混色模式,构建了包含全体混合子样的混合比矩阵、混合色谱矩阵及其混合色谱;基于混合比矩阵规划了行渐变、列渐变和对角渐变等3类渐变路径,并给出了对应的渐变色谱矩阵及其渐变色谱;以青、品红、黄色三基色粗纱为例,设计了三通道数控纺纱工艺并纺制了3类16种色彩渐变纱。结果表明:数字化调控纱线混合比纺制的渐变色纱,其针织物呈现出周期性自然柔和的渐变色彩;纺制的渐变色纱力学性能和外观品质与色纺纱指标接近,但仍有可提升空间。

玉石改性黏胶纤维渐变色织衬衫面料的设计与生产

探讨了玉石改性黏胶纤维渐变色织衬衫面料的生产工艺。以7.3tex的玉石改性黏胶纤维为经纬纱,采用SAVIO络筒机,络筒速度1000m/min,筒子的卷绕密度为0.42g/cm^3,络筒张力8g;采用贝宁格泽尔分批整经机,车速为700m/min,卷绕密度为0.51g/cm^3;采用祖克S432型浆纱机,浆纱速度45m/min;采用GA708型喷气织机,车速为600m/min,主喷嘴气压为0.25MPa,辅助喷嘴气压为0.30MPa,微风为0.05MPa,上机张力设置为2800N。通过优选各道生产工艺参数,可以提高织造效率和产品质量。