基于3D打印与三维图像处理的服装信息提取方法研究（英文）

在形状基不定情况下,对三维服装信息提取过程存在特征关联较弱,分割区域扩大等问题。为此,提出一种基于3D打印与三维图像处理的服装信息提取方法。首先对采集的服装三维图像进行纹理特征分割,图像序列自适应块匹配方法进行信息增强处理,然后采用桌面型3D打印技术进行服装设计中的图像三维重构,进行服装三维图像表面渲染,实现服装信息提取。最后通过仿真实验进行性能测试,结果表明:采用该方法进行服装信息提取,能准确反映服装的纹理信息和三维渲染信息,服装设计的色彩均衡性较好,有效指导服装设计优化。     

基于BEMD的疲劳断口图像分割

疲劳断口图像的纹理具有多样性,对多种纹理混合在一起的纹理图像分割是一大难点.基于二维经验模式分解提出了一种新的疲劳断口图像的分割方法.对图像进行BEMD分解后提取本征模式函数bimf中的纹理能量作为特征:首先,对疲劳断口图像进行BEMD分解,得到一系列的本征模式函数bimf和残差函数;然后,采用Laws纹理能量描述方法...     

基于纹理特征的焊缝识别方法

提出了一种基于纹理特征的焊缝自主识别视觉方法.不同于通常利用被焊工件的宏观结构特征的主动视觉和利用工件图像中明显的灰度梯度的被动视觉,该方法利用待焊区(焊缝位置)与母材区之间明显的纹理特征差异来实现;能够解决多层多道焊后几层、道次的焊接时通常视觉方法不易识别焊缝的问题.在该方法中,先对图像进行纹理分析.提取纹理特征,再利用待焊区和母材区的纹理特征差异,采用图像分割的方法,确定焊缝区域位置以及焊缝中心.结果表明,该方法能够适用于多层焊盖面焊焊缝识别.     

基于二维信息熵图像分割的缺陷识别方法

为了提高无损检测的工作效率及可靠性,研究超声图像中缺陷目标的自动识别方法.根据超声D扫描图像的特征,在背景杂波抑制及噪声抑制的基础上,采用基于KSW二维信息熵的阈值分割方法对图像进行二值化处理.结果表明,由于不能兼顾图像各处的细节信息,基于二维信息熵的全局阈值图像二值化方法会产生欠分割.当图像尺寸较大时,全局阈值方法会丢失许多像元数目不多的集群,造成小目标的漏检.基于二维信息熵的局部阈值法充分考虑了图像的局部区域特征,能有效地识别图像中的缺陷目标,从而提高缺陷检出率.     

基于3D视觉的机械零件位姿分析

针对工业制造领域中存在的弱纹理或无纹理的机械零件位姿估计问题，以DenseFusion网络为基础，提出了一种基于3D视觉的机械零件位姿估计方法。首先，依照工业制造场景构建了用于网络训练和测试的机械零件仿真数据集；其次，使用目标零件分割出的深度图像构建点云，对其进行曲率下采样处理，提高关键点的质量；最后，将颜色特征、点云特征和法线特征融合，使用融合特征回归目标零件的6D位姿。在构建的机械零件仿真数据集和LineMod公共数据集进行了实验和比较，其结果表明了所提出的方法相较于同类其他方法具有更高的准确率，更好的收敛性能，对于弱纹理或无纹理的机械零件有较好的位姿估计效果。     

基于磁光图像纹理特征的焊缝识别

研究一种基于磁光图像纹理特征的紧密对接焊缝(间隙小于0.1mm)的焊缝识别方法。与传统采用视觉传感器捕捉焊缝图像并利用焊缝灰度梯度特征进行焊缝边缘检测方法不同,通过磁光传感器采集焊接区域紧密对接焊缝图像,焊件在磁场激励器作用下形成反映焊缝位置特征的磁光图像,利用焊缝位置和母材的磁光成像纹理差异识别焊缝位置。对磁光图像的待焊区和母材区进行纹理分析,提取纹理特征,再利用纹理特征差别,将磁光图形划分为若干子区域,进行图像分割,确定焊缝区域。试验结果表明,该方法能够精确地识别微间隙紧密对接焊缝。     

V型坡口几何参数及中心线的视觉检测

提出了一种基于双目立体视觉自动检测V型坡口几何参数及其中心线的新方法.首先搭建了一套坡口视觉成像系统并用其获取了坡口表面轮廓图像信息.其次,采用去噪、阈值分割、形态学等图像预处理方法获得了更加清晰的坡口区域特征图像.最后,采用立体匹配的方法获得了特征区域的三维坐标,建立了坡口几何参数及其中心线的提取方法.     

基于最小二乘支持向量机的激光拼焊焊缝识别

激光拼焊焊缝质量结构光视觉检测中,对焊缝的准确识别是实现高精度检测的关键. 针对检测图像中结构光光纹畸变特征不明显,无法准确识别焊缝的问题,依据焊缝纹理特征信息,提出了一种基于最小二乘支持向量机的焊缝识别方法. 首先,分析并提取焊缝区和非焊缝区差异明显的纹理特征. 其次,训练最小二乘支持向量机模型,对焊缝进行粗识别. 最后,采用Laws纹理滤波提取焊缝区域,并通过阈值分割方法精确识别焊缝. 针对不同工艺参数下的激光拼焊焊缝开展焊缝识别试验,结果表明,该方法能够有效地识别焊缝.     

一种有效的盒维法及其在焊缝图像边缘检测中的应用

分形维数是一个很有价值的特征,可用来描述粗糙的、具有自相似特征的图像.这些特征已经被用在纹理分割、图像压缩、形状分析以及其他方面.本文提出了一种有效的局部盒维数的计算方法,并把它应用在焊缝的X射线图像上,试验结果表明,局部盒维数是边缘区域的重要特征,能够为焊缝的分割提供重要的信息.     

一种基于结构光的V型焊缝实时图像处理方法

在焊缝跟踪系统中,需要实时准确获得焊缝中心线的位置,就必须设计一种基于结构光的V型焊缝中心线的提取方法。对焊缝进行中值滤波去除图像噪声,采用自适应阈值分割的方法对图像进行二值分割,采用二值形态学的边缘检测方法对二值后的图像进行孤点滤波和边缘检测,采用对边缘上下边界点求取平均值方法提取结构光的中心线,采用基于斜率分析和最小二乘法相结合的检测的方法对图像进行特征检测获得图像的特征信息。通过实践表明,所采用的方法能够正确地提取焊缝特征信息,具有很强的抗干扰性能,能够满足焊缝跟踪系统的实时性要求。     

基于电机挤出沉积的多喷头生物3D打印系统

3D打印载药组织工程骨支架正朝着多材质方向发展。针对多材质支架打印过程中出现的多喷头切换时产生的喷头干涉碰撞、共点打印以及流涎现象,对电机挤出式打印喷头的切换装置、多材质打印路径及多喷头打印控制进行研究,提出基于电机挤出沉积的多喷头打印系统及多喷头控制方法。使用花瓣形喷头切换机构实现多材质的切换,设计多喷头切换的路径规划方法及上位机控制程序,最后以羟基磷灰石和聚乙烯醇的混合材料在多喷头生物3D打印系统上进行打印测试。研究结果表明：该系统能实现多喷头的协调打印、共点打印,解决了打印过程中喷头切换时产生的干涉碰撞和流涎现象,为仿生载药组织工程骨支架的梯度打印提供了参考。     

面向机械臂3D打印的曲面分区算法

多自由度机械臂3D打印能够突破传统平面分层熔融沉积3D打印工艺单一模型生长方向的限制,支持多方向打印。曲面分层和分区规划是机械臂打印的前提。对于具有多支柱结构或曲面变化率较大的模型经过曲面分层后,会呈现出多岛屿的曲面结构特征。传统的基于空间与平面映射关联的分区方法及基于曲面曲率特性的分区方法存在点面信息丢失、区域关系无法准确构建、子区域数量过多、区域划分不合理等问题。针对这些问题,提出基于曲面分层的复杂多岛屿分区方法。通过遍历每个曲面层信息,判断需要分区的曲面层;采用广度优先搜索算法提取同一封闭区域内的点面信息以及轮廓信息;依据原曲面层点面信息的关联将新存储的面片信息进行更新组合成新的曲面完成区域划分。最终,对具有多支柱结构和外表面凹凸变化较大的两种模型进行分区,路径规划的仿真及机械臂3D打印实验证明了该分区方法的可行性。     

三维光学扫描技术在3D打印中的应用

采用先进的三维光学扫描技术,借助计算机软件对SLS打印的缸盖上水夹层砂芯进行三维数字化全尺寸扫描,检测分析了SLS打印砂芯尺寸精度及尺寸变化规律。检测结果显示:上水夹层砂芯不满足打印设备精度要求,需要改进打印工艺。根据三维光学扫描检测分析结果明确了3D打印工艺调整方向,改进了工艺打印的缸盖上水夹层砂芯,经过三维光学扫描检测,砂芯尺寸精度得到了有效地提高。通过对三维光学扫描技术在3D打印中的应用研究,对SLS打印砂芯精度检测提供了一种更为准确直观的测量方法,三维光学扫描检测结果作为SLS打印工艺参数调整依据,为SLS打印出合格的砂芯奠定基础。     

基于正交试验的FDM 3D打印工艺方法研究

正交实验设计和分析方法是研究多因素多水平工艺优化实验的有效方法。针对目前3D打印领域缺乏行业标准、影响3D打印成型结果的工艺参数繁多、最佳工艺流程难以确定的问题,采用正交实验方法研究影响3D打印成型质量的工艺流程,分析出层高设置、打印速度、填充密度依次为影响FDM(熔融沉积)3D打印成型的主要因素,并得出层高0.18mm,打印速度40 mm/s,填充30%时表面质量较好。正交实验方法对优化3D打印工艺流程、提高打印效果具有借鉴意义。     

基于逆向工程和3D打印技术快速制作随形密封圈

密封圈年久老化、密封槽较浅或密封圈尺寸不合适等都会导致汽车滑阀箱漏油。为了解决滑阀箱由于设计缺陷造成的漏油问题,对滑阀箱进行激光扫描,通过逆向工程建立滑阀箱随形密封圈模具三维模型,再通过光固化3D打印技术制作出模具,最后将配比好的硅橡胶和固化剂混合液浇注在模具内,通过反应注塑得到密封圈。采用逆向工程与3D打印结合的方式制作随形密封圈与传统注塑模具制造方式相比,缩短了模具制作周期,降低了模具制作成本。通过实验验证,有效解决了某汽车滑阀箱漏油问题。     

金属3D打印技术的研究

3D打印或增材制造是一种采用逐层材料堆积的方式直接从数字模型制造零件的新方法,被誉为"第三次工业革命"的核心技术。这种无模具的制造方法可以在短时间内生产出高精度、完全致密的金属零件。3D打印具有零件设计自由、零件复杂性、轻量化、零件整合和功能设计等特点,故金属3D打印在航空航天、石油天然气、海洋、汽车、模具制造和医疗领域中的应用受到特别的关注。首先简要介绍了金属3D打印技术的基本原理、特点及分类,然后重点介绍了几种金属3D打印技术——选择性激光烧结技术(SLS)、选择性激光熔化成形技术(SLM)、直接金属激光烧结技术(DMLS)、电子束熔化成形技术(EBM)和激光工程化净成形技术(LENS),包括技术的基本原理、优缺点及其具体应用领域。最后对金属3D打印技术的优势、目前面临的主要问题及未来发展趋势进行了总结与展望。     

基于结构权重的三维模型动态约简方法的研究

为了提高虚拟现实场景中三维模型的渲染速度,通过对三维模型的结构特征的研究,在分析了三维模型各个子结构对模型整体的真实性的影响权重大小不同,提出了基于结构权重的三维模型结构的动态约简方法.该方法可以通过计算三维模型每个子结构的权重系数,针对不同硬件水平的计算机,根据视点与三维模型结构的距离,动态调节模型子结构的渲染效果,...     

基于三维图像处理的车刀磨损缺陷检测方法研究

针对目前车刀磨损检测中所获取的二维图像处理无法提取车刀磨损区域三维特征的问题，提出一种基于结构光投影技术的方法，提取车刀磨损区域三维特征信息。对获取的信息进行分割，分离车刀中的垫片点云和刀头部分点云；然后对垫片点云进行最小二乘拟合平面处理，将拟合的平面与刀头部分点云进行最大距离求解，并用标准量块进行实际物理距离换算；最终获得刀头的最大实际磨损量，为工人更换刀头提供数据参考。实验结果表明：在对车刀进行磨损区域量化处理中，该方法可以获取车刀刀头的具体磨损量值，且具有较高的精度和较低的经济成本，该系统的误差小于0.05 mm,可满足实际生产需求。     

基于3D打印的CMM辅助测量技术

针对现阶段复杂零件在CMM上测量的不足,提出了采用基于3D打印的CMM辅助测量技术。为了能使产品在CMM探针精度最高的A0B0度方向测量,经常需要借助治具辅助。文中首先使用光学扫描技术获取产品表面数据,然后在Geomagic Studio软件进行数据处理,并将网格面导入到Rapidform软件对该产品的治具进行建模和设计,再将设计模型导入到3D打印机中得到治具模型,最后将测量的产品放置在治具中测量。通过试验证明,该方法可以很好地提升复杂零件在CMM下的测量效率。     

典型液压机的3D打印模型结构设计研究

由于液压机零件多、尺度大,新产品研发、销售展示和教学实验中,采用3D打印技术可以缩短产品研发周期,降低制造成本。以三梁四柱液压机为例,从3D打印模型的机械强度、刚度、稳定性、材料节约性、整体美观性、实用性等要求出发,对模型结构优化、模型结构拆分打印、以及支撑结构优化等问题进行研究,提出适用于液压机3D打印模型的结构设计要求。