基于中心点判断的3D打印喷头末端实时跟踪定位方法.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CN109080144A(43)申请公布日2018.12.25(21)申请号201810748882.8G06T7/269(2017.01)(22)申请日2018.07.10G06T7/277(2017.01)(71)申请人泉州装备制造研究所地址362100福建省泉州市台商投资区东园镇群青村杏秀路行政服务大楼5楼511室(72)发明人高银李俊(74)专利代理机构北京科亿知识产权代理事务所(普通合伙)11350代理人汤东凤(51)Int.Cl.B29C64/393(2017.01)B33Y50/02(2015.01)G06T7/13(2017.01)G06T7/246(2017.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称基于中心点判断的3D打印喷头末端实时跟踪定位方法(57)摘要本发明提供了一种基于中心点判断的3D打印喷头末端实时跟踪定位方法。首先向机械臂输入一个模型；其次检测机械臂的倾斜方向，并启动悬挂在周围的四个相机中的正对于倾斜方向的两个，组成双目视觉系统，运用跟踪算法对打印喷头进行跟踪，获取跟踪的ROI感兴趣区域，并对该区域的图像运用中值滤波和膨胀腐蚀操作，获取平滑的图像，再运用canny算法获取打印喷头末端的外轮廓和横坐标，之后运用hough直线检测方法，对该边缘图像进行直线检测，并判断喷头两边的直线，通过数学计算，算出直线与边缘图像横坐标交汇的中点位置，即为跟踪定位位置。本发明能起到良好的反馈效果，及时定位到打印喷头的末端信息，起到实时纠正3D打印的轨迹。CN109080144ACN109080144A权利要求书1/1页1.一种基于中心点判断的3D打印喷头末端实时跟踪定位方法，其特征在于，该方法包括：首先向机械臂输入一个模型；其次检测机械臂的倾斜方向，并启动悬挂在周围的四个相机中的正对于倾斜方向的两个，组成双目视觉系统，运用跟踪算法对打印喷头进行跟踪，获取跟踪的ROI感兴趣区域，并对该区域的图像运用中值滤波和膨胀腐蚀操作，获取平滑的图像，再运用canny算法获取打印喷头末端的外轮廓和横坐标，之后运用hough直线检测方法，对该边缘图像进行直线检测，并判断喷头两边的直线，通过数学计算，算出直线与边缘图像横坐标交汇的中点位置，即为跟踪定位位置。2.如权利要求1所述的定位方法，其特征在于，在打开所述相机之前，首先接收到机械手末端的理想位置，以该位置为图像的有效位置，设定为初始的ROI区域，并传至跟踪算法的特征向量中，再对原视频帧进行缩放，同时对初始的ROI区域也进行缩放。3.如权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述跟踪算法为相关滤波目标跟踪算法，该方法的流程为：下一帧，该方法首先对选定的ROI区域的多个周围的区域提取Hog特征，再用循环矩阵进行求解下一帧选定的ROI区域，当获得一个新的选定的ROI区域，我们通过前段的缩放比例，把该区域缩放到原比例，并在原图上显示跟踪框。4.如权利要求3所述的定位方法，其特征在于，对原视频图像新的选定的ROI区域，运用中值滤波和膨胀腐蚀操作进行图像的预处理，之后直接采用canny检测的方法，即能有效的获得打印喷头末端的边缘图像，同时也能够获得边缘图像的最低点横坐标。5.如权利要求4所述的定位方法，其特征在于，对于上述提取的边缘图像，把边缘图像的点集作为Hough直线检测的数据点，进行hough直线检测。6.如权利要求4所述的定位方法，其特征在于，由于边缘图像不光滑，检测的直线的条数较多，HoughlineP函数对直线的检测中，当累计的阈值设置为30，两直线之间的阈值设置为10时，能准确的提取喷头两边的直线。7.如权利要求5所述的定位方法，其特征在于，通过拟合两条直线，分别根据边缘图像的最低点横坐标计算交汇的横坐标，横坐标的中点即为我们要跟踪定位的位置。2CN109080144A说明书1/3页基于中心点判断的3D打印喷头末端实时跟踪定位方法技术领域[0001]本发明涉及一种3D打印技术，具体涉及一种基于中心点判断的3D打印喷头末端实时跟踪定位方法。背景技术[0002]3D打印技术是指通过连续的物理层叠加，逐层增加材料来生成三维实体的技术，与传统的去除材料加工技术不同，因此又称为添加制造(AM，AdditiveManufacturing)。作为一种综合性应用技术，3D打印综合了数字建模技术、机电控制技术、信息技术、材料科学与化学等诸多方面的前沿技术知识，具有很高的科技含量。[0003]3D打印技术出现在20世纪90年代中期，实际上是利用光固化和纸层叠等技术的最新快速成型装置。经过十多年的探索和发展，3D打印技术有了长足的进步，目前已经能够在0.01mm的单层厚度上实现600dpi的精细分辨率。目前国际上较先