一种3D打印方法和装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113674299A(43)申请公布日2021.11.19(21)申请号202110523612.9G06N3/08(2006.01)(22)申请日2021.05.13(66)本国优先权数据202010403841.22020.05.13CNPCT/CN2020/0900932020.05.13CN(71)申请人中国科学院福建物质结构研究所地址350002福建省福州市杨桥西路155号(72)发明人李俊高银谢银辉唐康来(74)专利代理机构北京集佳知识产权代理有限公司11227代理人牛亭亭(51)Int.Cl.G06T7/13(2017.01)G06K9/62(2006.01)G06N3/04(2006.01)权利要求书2页说明书13页附图7页(54)发明名称一种3D打印方法和装置(57)摘要本申请公开了一种3D打印方法，包括：在启动3D打印后，通过机械臂的位置信息，启动至少2个图像采集装置进行机械臂的连续拍摄；将采集到的各帧图像进行质量优化；利用经过训练的目标识别算法识别出首帧图像的喷头区域，并利用目标跟踪算法在后续各帧图像中进行喷头区域的跟踪；确定出每一帧图像的喷头区域中的喷头末端的位置信息，并通过在同一时刻采集到的各帧图像的位置信息，确定出该时刻的喷头末端的三维坐标；基于确定出的各个时刻的喷头末端的三维坐标，以及各个时刻的喷头末端的坐标输入值，进行3D打印的补偿。应用本申请的方案，有效地提高了3D打印的精度。本申请还提供了一种3D打印装置，具有相应技术效果。CN113674299ACN113674299A权利要求书1/2页1.一种3D打印方法，其特征在于，包括：在接收到输入的打印模型，并启动3D打印之后，通过检测出的机械臂的位置信息，启动N个图像采集装置中对应于所述位置信息的至少2个图像采集装置进行所述机械臂的连续拍摄；其中，N为不小于2的正整数；通过预设的预优化算法，将当前启动的各个图像采集装置采集到的各帧图像进行质量优化；针对任意一个图像采集装置采集到的经过质量优化之后的各帧图像，利用经过训练的目标识别算法识别出首帧图像的喷头区域，并利用目标跟踪算法在后续各帧图像中进行所述喷头区域的跟踪；确定出每一帧图像的所述喷头区域中的喷头末端的位置信息，并通过在同一时刻采集到的各帧图像的位置信息，确定出该时刻的喷头末端的三维坐标；基于确定出的各个时刻的喷头末端的三维坐标，以及各个时刻的喷头末端的坐标输入值，进行3D打印的补偿。2.根据权利要求1所述的3D打印方法，其特征在于，所述通过预设的预优化算法，将当前启动的各个图像采集装置采集到的各帧图像进行质量优化，包括：针对任意一帧待进行质量优化的图像，通过颜色转换函数将该帧图像转换为HSV图像；针对该帧图像转换出的HSV图像中的任意一个像素点，当该像素点不符合预设的第一范围时，去除该像素点，并将得到的图像进行平滑处理；对进行平滑处理之后的图像进行轮廓提取，得到通过基于颜色分割的第一预优化算法进行了质量优化的图像。3.根据权利要求2所述的3D打印方法，其特征在于，预设的预优化算法包括基于颜色分割的第一预优化算法和基于快速多曝光融合的第二预优化算法，且基于颜色分割的第一预优化算法为默认的预优化算法；所述3D打印方法还包括：对本次3D打印过程中，当前已经得到的各帧进行了质量优化的图像的亮度平均值进行更新；当判断出所述亮度平均值低于预设的亮度阈值时，在本次3D打印过程中关闭基于颜色分割的第一预优化算法，并开启基于快速多曝光融合的第二预优化算法；相应的，通过基于快速多曝光融合的第二预优化算法，将当前启动的各个图像采集装置采集到的各帧图像进行质量优化，包括：针对任意一帧待进行质量优化的图像，确定出该帧图像的颜色权重图，并且在将该帧图像转换为灰度图之后，得到该帧图像的局部对比度权重和曝光权重图；将所述曝光权重图与所述颜色权重图相乘并进行归一化处理，将归一化后得到的结果与所述局部对比度权重相乘，并通过滤波，得到该帧图像的融合权重；基于所述融合权重对待进行质量优化的该帧图像进行融合，得到通过基于快速多曝光融合的第二预优化算法进行了质量优化的图像。4.根据权利要求1所述的3D打印方法，其特征在于，所述确定出每一帧图像的所述喷头区域中的喷头末端的位置信息，包括：通过K‑means算法，分割出每一帧图像的所述喷头区域中的喷头末端图像；2CN113674299A权利要求书2/2页通过Canny检测算法获得各帧图像的喷头末端图像的边缘图像；通过Hough直线检测算法，确定出各帧图像的喷头末端图像的边缘图像中的喷头末端，并得到喷头末端的位置信息。5.根据权利要求4所述的3D打印方法，其特征在于，Hough直线检测算法的累计阈值设置为30，两