基于“一字”線(xiàn)結(jié)構(gòu)光掃描的鞋底軌跡自動(dòng)生成技術(shù)科研項(xiàng)目申報(bào)書(shū)-wenkub.com
2024-10-03 00:36 本頁(yè)面
【正文】 經(jīng)濟(jì)效益和市場(chǎng)前景非?？捎^。 涂膠工藝是制鞋過(guò)程中用工量最多，耗時(shí)最多的關(guān)鍵工藝之一，決定了鞋幫同鞋底的粘合牢度，是決定鞋質(zhì)量的關(guān)鍵。 三、預(yù)期成果、知識(shí)產(chǎn)權(quán)形成及經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益分析 項(xiàng)目的預(yù)期成果及知識(shí)產(chǎn)權(quán)歸屬情況 成果： 整套生產(chǎn)線(xiàn) 設(shè)備包括輸送帶、線(xiàn)結(jié)構(gòu)光掃描裝置和鞋底檢測(cè)裝置。軌跡點(diǎn)在軌跡曲線(xiàn)上的切向矢量主要用來(lái)控制涂膠頭 末端的運(yùn)動(dòng)方向和計(jì)算涂膠頭的速度。由于軌跡點(diǎn)落在鞋底曲面，因此它可以用 P((x(u, v), y(u, v), z(u, v))表示，其中 u， v 表示鞋底曲面的兩個(gè)參數(shù)。由于輪廓線(xiàn)和鞋底曲面的參數(shù)表達(dá)式比較復(fù)雜，因此很難計(jì)算出理想軌跡曲線(xiàn)的參數(shù)表達(dá)式。鑒于 B樣條曲線(xiàn)的優(yōu)良性質(zhì)，擬采用 B樣條曲線(xiàn)表示輪廓曲線(xiàn) C(t)。假設(shè)采用逐列掃描方式，設(shè)光條橫坐標(biāo)為 u 的截面中的一點(diǎn)坐標(biāo) (u, vi)，相應(yīng)的灰度值為 g(u, vi)(i= 1,…, N) ， N 為截面內(nèi)點(diǎn)的個(gè)數(shù)，則該截面的光條中心點(diǎn) (uc, vc)的坐標(biāo)為： ? ?? ?11, ,Niiicc Niig u v vu u vg u v??????? (1) 光條中心三維數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 世界坐標(biāo)系中的點(diǎn) (xw, yw, zw)映射到圖像上的坐標(biāo)點(diǎn)為 (u, v)，兩者之間存在如下關(guān)系： 11 12 13 1421 22 23 2431 32 33 341 1wiwiwxx m m m myy m m m mzm m m m??????? ?????? ????????? ???? ?? ?? (2) 其中 M 矩陣包含攝像機(jī)的內(nèi)外參數(shù)。 (3) 三維涂膠軌跡自動(dòng)生成技術(shù)研究 鞋底輪廓線(xiàn)的生成； 鞋底曲面擬合； 涂膠軌跡曲線(xiàn)的生成； 軌跡點(diǎn)的方向計(jì)算； 10 四 技術(shù)路線(xiàn) 系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)是利用線(xiàn)結(jié)構(gòu)光掃描技術(shù)自動(dòng)生成 鞋底 涂膠軌跡 ，重點(diǎn)在于光條中心的提取和涂膠軌跡的生成 ，其流程如 圖 11 所示： 光條圖像 采集 光條中心提取 光條中心三維坐標(biāo)轉(zhuǎn)換 開(kāi)始 對(duì)象移入掃描區(qū)域 對(duì)象移出掃描區(qū)域 是 否 是 否 標(biāo)定數(shù)據(jù) 鞋底輪廓線(xiàn)提取 鞋底曲面擬合 鞋底涂膠軌跡的生成 軌跡點(diǎn)的方向計(jì)算 結(jié)束 線(xiàn)結(jié)構(gòu)光的掃描 涂膠軌跡的生成 11 光條中心提取 經(jīng)過(guò)圖像分割后可以得到具有一定寬度的激光 條紋，必須提取亞像素級(jí)的激光條紋中心。文獻(xiàn) [35]提出的基于線(xiàn)結(jié)構(gòu)光掃描鞋底提取涂膠軌跡的方法較好地解決了上述問(wèn)題，但是它生成的軌跡曲線(xiàn)不能保證完全落在鞋幫底面，另外也沒(méi)有考慮軌跡曲線(xiàn)上目標(biāo)操作點(diǎn)的方向的計(jì)算。系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合鞋底的 CAD 模型和視覺(jué)伺服技術(shù)，能自動(dòng)地獲得鞋底的涂膠軌跡，缺點(diǎn)是利用 Kinect 獲得鞋底三維信息并不很準(zhǔn)確，因此會(huì)影響鞋底的定位精度。軌跡曲線(xiàn)則通過(guò)鞋底輪廓線(xiàn)在其主法線(xiàn)方向的偏置得到，如圖 4 所示。但是存在明顯的缺陷，操作點(diǎn)坐標(biāo)的生成和提取各自在不同的軟件下進(jìn)行，不僅降低了效率而且還增加了誤差。 圖 2 平面鞋底涂膠軌跡生成 圖 3 基于鞋面三維數(shù)據(jù)的涂膠軌跡生成 J. Y. Kim 提出了一種根據(jù)鞋底模型的三視圖和鞋幫的三維 CAD 激光掃描數(shù)據(jù)自動(dòng)生成機(jī)器 人涂膠軌跡的方法 [3]。 DongSoo Kwon 等提出了一種根據(jù)鞋底輪廓線(xiàn)生成鞋底涂膠軌跡的方法 [2]。 二 軌跡自動(dòng)生成技術(shù)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 由于鞋類(lèi)產(chǎn)品款式規(guī)格變化太快，機(jī)器人自動(dòng)涂膠系統(tǒng)必須具有軌跡自動(dòng)生成功能才能充分發(fā)揮其效用。 6 鞋底膠粘工藝是指利用粘膠劑將鞋幫、內(nèi)底、外底連接在一起的裝配方法。然而，提升制鞋業(yè)整體自動(dòng)化水平困難巨大，其根本原因在于： ，一般皮質(zhì)鞋生產(chǎn)過(guò)程包括三個(gè)主要流程：裁斷、針車(chē)和成型。 為實(shí)
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