科创中国
一种基于图像特征数据进行路径规划的方法
成果类型：: 发明专利
发布时间: 2023-10-18 10:45:14
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：成果发布人| 涂媛 | 2023-10-18 10:45:14
本发明提供了一种基于图像特征数据进行路径规划的方法，属于计算机制造加工领域。本发明先将基于图像特征数据进行路径规划的数控系统初始化，导入图像文件，对图像数据进行预处理，再对加工对象的特征进行提取，利用提取得到的加工对象的特征数据求取加工时所要的特征点；经过刀路规划方法的计算，得到实际加工时的刀位点的序列；再根据相邻两个特征刀位点的位置关系，确定相应的插补方式，最后驱动刀头的运动。本发明将数控系统结合图像处理技术进行路径规划，提高了加工源的适应性，同时避免了大量的计算，时间响应较快。
针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种基于图像特征数据进行路径规划的方法，解决计算量较大、方式复杂、需要额外借助CAD处理的问题，直接对加工对象的图片进行处理，更好地实现实体对象的加工。本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。一种基于图像特征数据进行路径规划的方法，包括以下步骤：步骤1)，构建基于图像特征数据进行路径规划的数控系统；步骤2)，数控系统初始化，选择图片，利用图片地址将源图像进行解析计算得到源图像的图像数组数据，再根据对称的旋转体对象的中心轴位置选择工件图像的上半部数据；步骤3)，利用图像颜色阈值把图像数据二值化，利用八邻域法将图像的轮廓特征数据找出，并按找出的顺序存储起来作为图像的轮廓数据；步骤4)，利用代表加工层面的等距平行直线与图片边界和工件外轮廓求取交点，作为加工时的特征刀位点；步骤5)，将步骤4)中得到的特征点作为路径生成方法的输入，按照路径生成方法获得的结果顺序地存储起来，得到实际加工的刀位点的序列；
目前制造加工业中广泛采用数控加工，数控加工(CNC Computer numerical control)是利用由程序控制的机床，通过控制器处理控制编码或指令，使加工装置执行设定的动作，通过使刀具做过特定的路径使加工材料成为半成品或成品工件。
在工业设计和加工中，一般主要是有专业的或从事时间较长的设计人员使用CAD软件进行设计，主要的设计软件主要有MasterCAM、SOLIDWORDS、UG、Pro/E等进行模具体设计，设计完后产生工业生产用的G代码，最后由技术人员将其导入到CNC加工机器加工。加工过程可能需要设计和制造两类人员或者设计和制造都会的一类人员，如果是两类人会导致企业人员增多，如果是一类人又需要有较高的要求。而且整个过程需要的软件和设备也较多，生产效率不是太高。
通常的生产设计中，加工对象需要设计人员设计实现，且对象越随机越复杂，设计的时间就越长。每一次不同的对象都需要耗费较长的时间，不利于较快地适应市场。
此技术是江苏大学潘天红研发，江苏大学，位于江苏省镇江市，宗旨和业务范围是“培养高等学历人才，促进科技文化发展。经济学类、法学类、教育学类、文学类、理学类、工学类、医学类、管理学类、艺术学类学科本科、硕士研究生学历教育历史学类、农学类学科本科学历教育哲学类学科硕士研究生学历教育工学类、医学类、管理学类学科博士研究生学历教育博士后培养科学研究继续教育专业培训学术交流”。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：
1.将加工对象的图片作为源文件读入到述系统中，利用数字图像处理技术根据图片格式对图片进行解析，得到图像的数字信息，再求得实体图像的边缘数据，对于边缘特性是随机、任意的曲线边缘加工具有较强的适应性，直接利用图像的数字信息避免了复杂的数学建模和计算；且图像数据截取一半，减少了一半的数据处理时间。
2.通过将图像的边缘数据进行压缩得到加工的特征加工点，即通过轴向直线求取交点得到的点，进行路径生成，生成待加工点的序列，避免对轮廓每个点的附加计算和资源，并且加快了系统过程。
3.系统最后一步中对曲线部分的插补，可以直接利用具有连续分布性的轮廓数据中相邻两点的对应的横纵坐标的差值来决定插补的要进行的方向和进给步数。
技术转让，许可，合作所需资金需双方协商，此项技术想尽快落地保定，希望具备此项技术研发的技术方，能够尽快承接此项目。
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