三维喷绘机器人喷墨机理研究

摘要

自从20世纪80年代开始，大型喷墨打印机被广泛应用于各种平面彩色喷绘作业中。随着喷绘技术的进步以及计算技术3D技术的发展，浮现出越来越多的三维喷绘作业需求。然而，现有喷墨打印设备仅能对平面材质进行打印，在三维模型上进行喷绘目前仅处于探索阶段，对三维喷绘中的理论问题的研究也未见相关报道。本文在南开大学机器人所前期三维喷绘机器人原型机的基础上，对三维喷绘机器人喷墨机理进行了研究，对目前条件下开展三维喷绘会遇到的主要问题进行了分析，对三维喷绘系统设计提出了建议。
　　 本研究针对三维喷绘系统中的核心构成部分进行了细致研究，详细介绍了三维真彩色喷绘机器人原理，并就其中的各个模块的功能及相互关系进行了介绍，对就三维真彩色喷绘机器人喷墨机理研究进行了详尽的阐述，对三维喷绘中的颜色空间转换及半调处理做了原理分析和详细设计，对三维模型上的墨滴渗透状态进行分析。详细地分析了三维喷绘颜色失真的原因，并创新性地提出了基于三维曲面构型的多步补偿算法。在喷墨头方向、颜色转换、半调处理三个步骤引进高度、角度、倾斜度等多个参数进行算法设计，并对算法进行了验证实验。随着计算机3D技术的飞速发展，3D场景、遥感数据模型、3D仿真演示等技术迅速崛起，并发展成一定规模的产业。三维喷绘机器人喷墨机理的研究使这些技术得以脱离计算机的范畴，以同样的精度，色彩度和真实度反映到现实的三维模型中，为喷绘行业的发展提供新兴方向，为提高我国喷绘行业的核心技术水平做出一定的贡献。

目录

文摘

英文文摘

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第一章 绪论

第一节 真彩色喷墨发展概述

1.1.1 喷墨技术发展的历史与现状

1.1.2 三维真彩色喷墨技术发展现状

第二节 选题背景及本文主要内容

第二章 三维真彩色喷绘机器人原理

第一节 三维真彩色喷绘机器人系统组成

2.1.1 三维真彩色喷墨技术选择

2.1.2 墨水种类及涂布工艺

2.1.3 供墨系统功能选择

第二节 三维真彩色喷绘机器人喷墨流程

2.2.1 三维真彩色喷绘工序

2.2.2 三维真彩色喷绘数据流程

第三章 三维真彩色喷绘机器人喷墨机理研究

第一节 图像颜色转换原理研究

3.1.1 颜色空间概念

3.1.2 图像格式转换

3.1.3 图像半调处理

第二节 墨滴着色过程研究

3.2.1 墨滴着色过程

3.2.2 墨滴与被喷物体作用过程分析

3.2.3 墨滴在三维曲面上的状态分析

第四章 三维真彩色喷墨颜色补偿问题研究

第一节 三维喷绘颜色失真现象及分析

第二节 三维真彩色喷绘补偿算法设计

4.2.1 三维真彩色喷绘喷墨方向算法设计

4.2.2 三维喷绘图像插值算法设计

4.2.3 三维真彩色喷绘CMYK分色算法设计

4.2.4 三维真彩色喷绘半调处理算法设计

第三节 三维真彩色喷绘颜色补偿仿真实验

4.3.1 三维真彩色喷绘颜色补偿参数设定

4.3.2 三维真彩色喷绘颜色补偿仿真实验设计

4.3.3 三维真彩色喷绘颜色补偿仿真实验结论

第五章 总结与展望

第一节 本文总结

第二节 展望

参考文献

致 谢