[发明专利]基于图像处理的工艺品表面喷涂仿真与优化方法

权利要求书

1.一种基于图像处理的工艺品表面喷涂仿真与优化方法，其特征在于,包括以下步骤：

步骤S1:构建漆膜厚度的平面沉积模型和漆膜厚度的曲面沉积模型；

所述平面沉积模型，具体为：

其中，v为喷头垂直速度，q_max是漆膜最大沉积速率，R等于喷涂覆盖区域宽度的一半，Q为单个行程内平面漆膜厚度，q(t)为漆膜平面沉积速率函数,t为时间；

步骤S2:根据若干方案的喷涂参数、漆膜厚度的平面沉积模型和漆膜厚度的曲面沉积模型计算得到若干方案喷涂参数对应的工艺品表面各点的漆膜厚度，通过图像处理技术得到若干方案的喷涂仿真结果；

步骤S3:将若干方案的喷涂仿真结果进行比较，得到最优的喷涂仿真结果数据；

步骤S4:将得到的最优喷涂仿真结果数据转化为数字信息储存于产品数据库；

所述漆膜厚度的曲面沉积模型构建具体为：

步骤S11:提取工艺品正对喷头截面的视图以及工艺品表面各点与喷头的水平距离；

步骤S12:构建二元曲面函数并利用微分几何的面积放大定理推导出漆膜厚度的曲面沉积模型，具体为：

设自由曲面函数F(x,y,z)＝0上某一点M₀(x₀,y₀,z₀)的切平面为C₄，其法向量为切平面C₄与自由平面C₂的夹角为θ，取自由平面C₂的法向量为则利用微分几何的面积放大定理，推导出自由曲面函数F(x,y,z)＝0上某一点M₀(x₀,y₀,z₀)的漆膜厚度表达式为：

其中，b₀是喷涂静电电压所对应的漆膜厚度参数，h为参考平面距喷头水平距离；

所述步骤S2具体为：

步骤S21:基于OpenCV，根据若干方案的喷涂参数、漆膜厚度的平面沉积模型和漆膜厚度的曲面沉积模型计算得到若干方案喷涂参数对应的工艺品表面各点的漆膜厚度；

步骤S22:漆膜厚度按照映射关系以二维图像灰度值的形式表示；

步骤S23:通过图像处理技术自动捕获曲率过大的区域，通过最小二乘法进一步拟合该区域所对应的曲面函数，从而得到仿真结果；

所述步骤S3具体为：

步骤S31:遍历图像每个像素点Point(x,y)并统计合格像素点与不合格像素点的个数，分别记作Z₁和Z₂；

步骤S32:构造工艺品表面喷涂质量评价指标ω＝Z₁/(Z₁+Z₂)，计算不同方案所对应的工艺品表面喷涂质量评价指标ω并进行比较；

步骤S33:将ω的最大值所对应的喷涂参数作为最优的喷涂仿真结果数据，完成喷涂参数自动优化过程。