轮胎胎面花纹边界特征提取方法研究

在对轮胎花纹造型特征研究的基础上,对胎面花纹边界特征提取在逆向数字化建模中的应用方法进行研究。在空间切片分层和投影图像特征提取的基础上,提出了一种基于灰度图像区域增长的边界特征提取方法。该方法首先借鉴切片分层的思想,采用同心球与扇形混合空间分割方案以及主成分统计分析方法,将三维扫描点云投影为带有深度值的胎面花纹灰度图像,然后利用区域增长方法提取出花纹边界特征点。试验结果表明,该方法能够处理各种复杂的半钢子午线轮胎花纹,可在约50s内完成360°3D花纹的特征点提取,提取误差较小。该方法从底层解决了逆向工程技术在轮胎行业中的应用,在对诸多新型轮胎花纹测试中具有较好的精确性、高效性及广泛的自适应性,能有效地缩短开发周期并改善轮胎的综合性能。

面向轮胎点云的胎面花纹边界特征提取

为有效地从点云数据中提取吻合轮胎结构设计特征的花纹边界,提出面向胎面点云映射阵的花纹边界提取方法.首先以优化分割获取的胎面点云为对象,将栅格作为基本单元进行3D胎面点云到点云映射阵的转化;然后采用列链码连通性生长的方式获取花纹结构知识单元,构建能够表征花纹结构信息的结构知识库;最后通过求解知识单元相似度实现知识库中花纹的聚类,并借助模式识别实现聚类结果与花纹设计基本类型的匹配,进而驱动基本类型花纹边界特征归类机制实现花纹边界特征点的提取.实例结果表明,该方法能够高效、稳定、准确地提取半钢子午线轮胎点云中的花纹边界特征信息.

面向轮胎3D花纹的语义建模方法

针对以几何特征为主导的建模方式会造成轮胎3D花纹模型创建操作繁琐、设计信息表达分散且不完备的问题,提出了以语义为主导的3D建模方法。该方法是在花纹设计的应用理论及实用技术探讨和研究的基础上,将理论设计中的花纹沟、装饰品及交汇特征的结构抽象分解得到轮胎花纹语义单元,从而构建花纹语义模型库和结构设计知识库。在此基础上引入轮胎节距信息,实现了轮胎花纹从概念设计到装配设计的层次化、系统化、形式化表达。最后,以CATIA/CAA为开发平台引入基于特征的建模技术,开发出语义级轮胎3D花纹设计系统。实例分析结果表明,该系统适用于多种类型的轮胎花纹建模,提高了CAD技术对设计信息表述的支持能力,增强了产品建模的自动化水平,有效地减少了设计人员的重复性工作,缩短了研发周期。

面向轮胎花纹的逆向层次化建模

针对轮胎逆向建模过程中存在操作烦琐且不规范的问题,提出一种基于逆向特征的轮胎花纹层次化建模方法.该方法在对轮胎花纹造型特征研究的基础上,首先将轮胎花纹分解为具有层次性的知识元,然后按照特征驱动的执行机制驱动点云到不同层次知识元的特征点,进而驱动特征点到知识元,并最终实现由知识元到模型的过程.为将该方法付诸于应用,以CATIA/CAA为二次开发平台,并结合数据库技术开发出一套轮胎花纹逆向智能建模系统.实例分析表明,该系统不仅提高了轮胎逆向建模的效率,而且规范了建模流程.

基于CATIA/CAA的轮胎多节距自动装配

提出一种轮胎多节距自动化装配方法,并在CATIA平台上进行应用。在分析轮胎花纹节距装配的约束参数及约束关系的基础上,给出了节距装配方法;讨论了基于CATIA/CAA的虚拟装配技术及实现方法,采用二次开发方式开发了多节距自动装配工具。测试表明,该程序可以快速准确地完成多节距自动装配。

胎面花纹边界特征提取及重构方法研究*(9)

为解决轮胎硫化工序中制造成型花纹与设计花纹存在偏差的问题,提出一种从胎面扫描数据中提取花纹边界特征并进行加工特征重构的新方法。该方法依据花纹节距排布和挤压压延成型工艺确定空间分割方案,利用轮廓设计理论和主成分统计分析方法获取胎顶轮廓曲线,从而实现三维点云向二维灰度图像(带有深度值)的转化,根据花纹的增长规律并借鉴区域增长法的思想对花纹边界特征进行识别和提取。结合三次样条插值法将花纹边界离散化处理为一簇等间距坐标点的形式,最终根据最佳一致逼近的定义实现自适应相切连续圆弧直线的花纹曲线逼近。实验结果表明,该方法可在90 s左右的时间内完成各种半钢子午线轮胎花纹的重构,特征提取误差不大于0.15 mm,重构误差绝对值均值不超过0.25 mm,最大值不超过0.4 mm。该方法不仅能快速有效提取胎面花纹边界特征并重构,并且解决了传统逆向工程技术在花纹重构中失真性的问题,为花纹开发效率的提高和综合性能的改善提供了指导方向。