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(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CN109016517A(43)申请公布日2018.12.18(21)申请号201810848688.7(22)申请日2018.07.28(71)申请人中国科学院福建物质结构研究所地址350001福建省福州市鼓楼区杨桥西路155号(72)发明人李俊高银林锦新唐康来庄加福白成云(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.B29C64/386(2017.01)B33Y50/00(2015.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种3D打印喷头末端轮廓实时提取方法(57)摘要本发明提供了一种3D打印喷头末端轮廓实时提取方法,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,运用相关滤波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。本发明解决了目前3D打印中,缺少反馈系统的问题,使打印喷头末端能实时准确有效的检测出来,为后续末端定位提供可靠地依据。CN109016517ACN109016517A权利要求书1/1页1.一种3D打印喷头末端轮廓实时提取方法,其特征在于,该提取方法包括: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,运用相关滤波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。2.如权利要求1所述的提取方法,其特征在于,在打开相机之前,计算机首先接收到机械臂末端的理想位置,以该位置为图像的有效位置,设定为初始的ROI区域,并传送给跟踪算法的特征向量中;并对原视频图像进行缩放,同时对初始的ROI区域也进行缩放,该理想位置是机械臂开始进行3D打印时的初始位置。3.如权利要求1所述的提取方法,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,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所述的提取方法,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检测的方法就能有效的获得打印喷头末端的边缘,即喷头的轮廓。2CN109016517A说明书1/3页一种3D打印喷头末端轮廓实时提取方法技术领域[0001]本发明涉及一种3D打印技术,具体涉及一种新的3D打印喷头末端轮廓实时提取方法。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。目前国际上较先进的产品可以实现每小时25mm厚度的垂直速率,并可实现24位色彩的彩色打印。自20世纪90年代以来,国内多所高校开展了3D打印技术的自主研发。清华大学在现代成型学理论、分层实体制造、FDM工艺等方面都有一定的科研优势;华中科技大学在分层实体制造工艺方面有优势,并已推出了HRP系列成型机和成型材料;西安交通大学自主研制了三维打印机喷头,并开发了光固化成型系统及相应成型材料,成型精度达到0.2mm;中国科技大学自行研制了八喷头组合喷射装置,有望在微制造、光电器件领域得到应用。但总体而言,国内3D打印技术研发水平与国外相比还有较大差距。[0004]目前,3D打印设备主要采用的是三坐标打印的方法,其输入的模型认为是理想的,但是由于缺乏实时监测矫正的步骤,打印的设备精度都不太高。[0005]因此,亟需提供一种能够及时反馈打印监测方法,以提高3D打印精度。发明内容[0006]本发明的目的是提供一种3D打印喷头末端轮廓实时提取方法,检测到机械臂打印末端的喷头的轮廓,为末端定位提供准确的轮廓信息,以弥补现有技术的不足。[0007]为达到上述目的,本发明采取的具