汽车三维喷绘系统界面交互设计研究

汽车产业已经成为我国的重点支柱产业之一,近年来得到了巨大的发展。但随着汽车产能的快速提升,消费者的购车需求发生了变化,从传统的质量、安全性、油耗、舒适度等基本需求来看,同等价位的汽车基本上差异不大,消费者更关注汽车的外观。随着喷绘技术、计算机3D建模技术以及数控技术等的发展,目前喷绘系统仅能够实现大面积喷涂的技术参数调节,无法满足用户对汽车三维喷绘系统的交互操作需要。文章以目标导向设计为基础,旨在探索汽车三维喷绘系统高效易用的交互界面设计方法,以提升用户的操作效率和交互体验,并进一步提高汽车彩色图案的精密喷涂质量和效率。具体方法是基于目标导向设计方法及流程,分析三维喷绘系统的目标用户特征,通过用户研究获取用户对系统的功能需求,根据功能需求及喷绘任务流程划分界面功能模块,以目标为导向,提出汽车三维喷绘系统界面交互设计方法。最后通过五菱宏光MINI EV车身图案喷绘实践,验证汽车三维喷绘系统交互界面的可用性。

三维喷绘机器人

本文设计一种三维喷绘机器人,能够在复杂三维模型表面进行喷绘。首先,对三维喷绘机器人进行原理设计,然后介绍其机械设计以及系统工作流程并给出仿真结果,最后,在实际三维模型上进行喷绘。实验结果表明该机器人能够在复杂曲面上进行精确喷绘,是机器人技术与传统喷墨行业的有机结合,是喷绘行业的一次技术革新。

一种利用附加纹理信息进行三维喷绘的方法

针对三维透视投影视图中对三维物体表面纹理直接进行喷绘 ,以获得复杂纹理图这一计算机图形交互技术这一新问题 ,研究了一种将纹理图的象素位置信息转换成彩色信息 ,然后利用纹理映射将纹理坐标连同该点上的颜色值一起传递到与屏幕象素对应的可见点上的方法 ,其中颜色值依该点处的入射光线方向和表面法向被进一步转换为光强值 ,而纹理坐标则被解码后还原成与该可见点对应的纹理坐标 ,被存入信息缓冲器中 ,供以后使用 ,通过解码 ,可根据屏幕点直接得到对应纹理象素点的坐标 ,经过算法优化 ,实现了对三维物体表面纹理的实时喷绘 ;同时阐述了在三维图象生成技术中使用附加纹理信息的应用实例以及相关定义 .

基于感兴趣区域的彩色三维物体快速喷绘方法

目的针对目前三维空间喷绘效率低及个性化不足问题,提出一种基于感兴趣区域再分割的三维物体快速喷绘方法。方法首先利用感兴趣区域算法提取出彩色图像中最显著部分,再通过一种新灰度图再分割算法进行二次图像处理,得到具有不同显著性区域等级的图像,将带有区域分级图像和原图像进行合并,得到具有区域分级的彩色图像。然后通过三维纹理映射方法,将后得到的彩色图像映射到目标三维模型,三维模型的表面就带上所需的纹理信息。再利用一种新的多喷头控制技术,合理地安排不同的喷头处理不同的区域。最终通过信号传输,将打印文件传输到机械臂,机械臂进行工作喷绘。结果该三维喷绘方法对半径为100 mm球体的工作总时间为100.34 s,具有较高的工作效率。结论相较于传统的三维喷绘,基于传统的感兴趣区域的喷绘所提出的基于感兴趣区域再分割算法,在保证喷绘精度的前提下显著提高了喷绘效率,在性能指标上总体优于传统的感兴趣算法。

大型三维真彩色喷墨控制系统

针对三维喷绘机器人的作业需求,设计了一种基于FPGA的大型三维真彩色喷墨控制系统。系统以Virtex-II Pro FPGA内嵌的PowerPC405硬核为中心,通过移植Xilkernel嵌入式操作系统和LwIP网络协议,搭建了一个多任务实时处理平台;并自主设计了满足喷头控制时序的IP核及相应驱动,硬件协加速单元在位置触发信号的节拍控制下执行喷墨过程。试验结果表明,系统灵活性较强,实时性较好,能够准确、高速地进行三维真彩色喷墨。

基于曲面特征的三维半色调处理算法

研究了三维喷绘的机理，提出了三维半色调处理算法的概念。该算法基于三维曲面特征，首先对三维喷绘颜色失真原因进行分析，得到曲面高斯曲率在三维喷绘中的影响；其次，将高斯曲率引入到Floyd—Steinberg算法中，对阈值量化器进行改进；最后，对半色调处理的路径进行优化，形成了基于曲面特征的三维半色调处理算法。实验证明了该算法对三维喷绘的半色调处理作业的有效性。

三维真彩色地形沙盘模型的自动化制作方法

针对传统沙盘模型制作工艺复杂和精度低等问题,提出了一种融合三维雕刻和三维真彩色喷绘技术的精准地形沙盘模型的快速制作方法。通过选择不同地形区域、不同材料、不同喷绘纹理和不同精度对精准地形沙盘快速制作进行了实验及分析。结果表明,该方法能够适应高精度地形沙盘模型的快速建模及准确喷绘要求,极大地提高了沙盘模型的精准度和自动化程度。

基于快速制造技术的三维地形图制作

三维地形图快速制作是一个复杂的测绘技术与快速制造技术相融合的过程,实际上包含了3D打印、地图制图、三维建模、三维喷绘等较多的内容。本文在对上述技术融合过程进行详细研究与实践的基础上,提出了一种用高密度聚氨酯材料制作三维地形图的思路,首次设计出通过三维雕刻及三维喷绘技术为基础的彩色三维地形图快速制作方案,并对相应的工艺流程和实现手段做了较为深入的探讨。

地形图沙盘要素表示方法探讨

地形图沙盘模型是将沙盘模型和地形图结合起来表达地理信息的一种新产品,在模型生产、地图要素表达等方面还不成熟。现结合在地形图沙盘生产过程中遇到的问题,对地形图沙盘地图要素表示方法进行探讨。