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工业设计加工产品优化控制原理

 论文栏目:工业设计论文     更新时间:2018/3/25 16:25:19   

摘要:在工业设计中对加工产品零件的视角精度控制问题的优化,能够有效提高产品零件的精密度。对零件精度的优化控制,需要计算图像视觉显著性的显著图,分割出加工视角并加以标记,完成对加工产品零件的精度控制。传统方法构造直方图以获取零件加工视角表示,给出视角控制阈值,但忽略了对加工视角的及时标记,导致控制效果不理想。提出基于视觉注意机制的工业设计加工产品零件视角精度优化控制方法。对加工视频帧进行颜色空间转换,提取零件加工视角特征,计算加工视角特征显著性,给出加工产品零件加工视频帧的幅度谱,计算出视觉显著性的显著图,将加工视角分割出来并加以标记,计算零件加工视角模板与候选零件加工视角之间的距离,完成对工业设计加工产品零件视角精度优化控制。仿真证明,所提方法视角控制精度高,可以有效地提高对加工产品零件的设计质量。

关键词:工业设计;零件加工;精度控制

1引言

在国内,在工业技术水平的飞速提升的同时,企业对产品质量和生产效率也提出了较高的要求,对加工产品零件加工的视角视觉控制充斥到生产的各个环节,不但保障了产品质量,也提升了生产效率,避免了加工中由于质量问题引起的浪费现象[1~3]。在实际对工业设计加工产品零件视角精度优化控制过程中,零件加工精度受视角的影响[4~6]。但相对于大多数的零件视角精度优化控制方法而言,无法获取零件加工图像的视角视觉显著性特征,致使其对工业设计加工产品零件视角精度优化控制的实施陷入了瓶颈[7]。目前,有关工业设计加工产品零件视角精度优化控制的研究有很多,其相对研究也出现了一定的成果。文献[8]先求得待检测零件视角的近似位置,再用最小二乘影像匹配法进一步确定待检测零件加工视角的精确坐标,以此为依据完成对工业设计加工产品零件视角精度优化控制。该方法控制稳定性较强,但是采用当前方法进行视角视觉控制时,无法获取零件加工图像的视角视觉显著性特征,存在视觉控制精度低的问题。文献[9]在零件加工视角区域内选取相互重叠的局部图像块,通过组合全部图像块的稀疏系数构造直方图以获取零件加工视角表示,给出视角控制阈值,以此为依据完成对工业设计加工产品零件视角精度优化控制。该方法控制效率较高,但是存在控制方法局限大。文献[10]先给出云台摄像机系统的整体架构,获取零件视角精度优化控制的样本组合,组建工业设计加工产品零件视角精度优化控制目标函数,以此为依据完成对工业设计加工产品零件视角精度优化控制。该方法控制精度较高,但存在控制过程较为繁琐,耗时长的问题。针对上述问题,提出一种基于视觉注意机制的工业设计加工产品零件视角精度优化控制方法。仿真证明,所提方法视角控制精度高,可以有效的减少视角跟随误差,有效地提高对加工产品零件的设计质量。

2工业设计加工产品零件视角精度优化控制原理

在对工业设计加工产品零件视角精度优化控制过程中,先构造加工产品零件加工视角图像的尺度空间,获得稳定极值点的准确图像坐标,得到极值点相对于采样点偏移量的位置向量,计算加工产品零件加工视角特征点主方向,设置零件加工视角控制阈值,以此为依据完成对工业设计加工产品零件视角精度优化控制。具体的步骤如下详述。

3工业设计加工产品零件视角精度优化控制

3.1加工视角特征显著性的计算

为了提升对工业设计加工产品零件视角精度优化控制的精度,引入视觉机制理论提取输入的零件加工视角视频的每一帧图像的亮度和颜色特征,获取视角的空域和时域显著图,并将二者相融合,形成视角的综合显著图。具体步骤如下详述。

3.2基于距离的加工产品零件视角精度优化控制

在对工业设计加工产品零件视角精度优化控制过程中,以3.1节获取的加工视角综合显著图为依据,将加工视角从视频序列中分割出来并分别加以标记,在加工视角区域内选取相互重叠的局部图像块,组合全部加工视角图像块的稀疏系数,获取加工视角映射方程,计算加工视角模板与候选零件加工视角之间的距离,以此为依据完成对工业设计加工产品零件视角精度优化控制。具体的步骤如下详述。

4仿真证明

为了进一步验证所提方法的有效性,需要进行一次实验。在VisualC++6.0环境下搭建工业设计加工产品零件视角精度优化控制仿真平台。实验数据来源于对某厂加工的加工产品零件加工过程的检测数据集。零件概略尺寸为515m×326mm,其中,圆孔105个,半径分别为4.5mm和3.6mm,矩形孔76个。数字影像幅面为1130×1024像素,其摄影比例尺为0.4309mm/Pixel,要求检测视角的位置与大小是否符合设计要求。

4.1评价指标的设定

将实验分为两个不同的部分。在实验的第一个部分,将视角控制的响应性作为评价指标验证不同方法进行工业设计加工产品零件视角精度优化控制的性能。在实验的第二个部分,为了彰显实验的全面性与公平性,将文献[10]作为对比方法进行共同的分析和对比,从视角跟踪效果这方面来验证不同方法进行工业设计加工产品零件视角精度优化控制的质量。

4.2所提方法视角视觉控制的响应性

利用所提基于视觉注意机制方法进行工业设计加工产品零件视角精度优化控制实验。测试所提方法进行工业设计加工产品零件视角精度优化控制的响应性,测试结果见图1。

作者:张慧敏 陈启祥 单位:湖北工业大学工业设计学院

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