【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及智能建造领域，具体涉及一种面向混凝土3d打印条带路径实时测控系统及方法。
技术介绍
1、混凝土3d打印技术作为工程领域一种全新的建造技术，可以实现高度个性化的建筑和基础设施建设。然而，在混凝土3d打印过程中，精确控制条带路径并确保混凝土的质量和结构至关重要。混凝土3d打印需要在立体空间内准确设计和控制条带路径宽度，以确保结构的稳定性和坚固性。
2、传统的路径设计方法通常依赖于离线计算和静态模型，缺乏实时反馈机制，无法在打印过程中及时调整打印路径和参数，难以应对实时变化和调整。这导致了浪费材料和时间的问题，也降低了打印结果的准确性和一致性。
3、因此，有必要提出新的方法，克服上述缺陷。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种面向混凝土3d打印条带路径实时测控系统及方法，以解决现有路径设计方法缺乏实时反馈机制、无法在打印过程中及时调整打印路径和参数、难以应对实时变化和调整的问题。
2、为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：
3、面向混凝土3d打印条带路径实时测控系统，所述系统包括：
4、条带图像采集单元，与喷嘴同步运动，用于采集混凝土3d打印过程中形成的条带状结构的图像；
5、图像处理分析单元，与条带图像采集单元通过通讯单元连接，用于接收条带图像采集单元采集的图像，并对图像进行处理和分析，得到条带宽度信息；
6、信号控制单元，与图像处理分析单元连接，用于接收图像处理分析单元
7、另一方面，提供面向混凝土3d打印条带路径实时测控方法，所述方法基于所述的系统实施，包括：
8、标定条带图像采集单元；
9、条带图像采集单元开始采集混凝土3d打印过程中形成的条带状结构的图像，并将图像通过通讯单元传输至图像处理分析单元；
10、图像处理分析单元接收到图像后进行图像预处理；
11、图像处理分析单元对预处理的图像进行边缘检测，以提取条带状结构的边缘轮廓；
12、图像处理分析单元对边缘检测后的图像进行关注区域选定，在关注区域中测量条带宽度信息；
13、将条带宽度信息通过通讯单元发送给信号控制单元，在信号控制单元中与期望宽度进行作差，根据差值大小和方向，对泵送设备和运动设备的运动参数进行调节工作。
14、进一步地，所述方法还包括：
15、标定条带图像采集单元之前，对面向混凝土3d打印条带路径实时测控进行初始化，加载工业相机对象，调整相机曝光时间和采集频率。
16、进一步地，标定条带图像采集单元，包括：
17、通过条带图像采集单元取一帧条带状结构的图像进行标定，确定条带实际宽度与图像像素距离的比例关系。
18、进一步地，图像处理分析单元接收到图像后进行图像预处理，包括：
19、图像处理分析单元接收到图像后，对图像进行灰度化、二值化、去噪操作。
20、进一步地，图像处理分析单元对预处理的图像进行边缘检测，以提取条带状结构的边缘轮廓，包括：
21、采用canny算法提取条带状结构的边缘轮廓。
22、进一步地，图像处理分析单元对边缘检测后的图像进行关注区域选定，在关注区域中测量条带宽度信息，包括：
23、选定关注区域，并在其中打印条带左边边缘选取两个特征点a(xa，ya)、b(xb，yb)；
24、关注区域中打印条带右边边缘设定50个待测点：d＝{di＝(xi，yi)i＝1,2,3,……50}；
25、计算特征点a、b与待测点之间的最小距离；
26、计算特征点a、b与待测点之间最小距离的平均值作为条带宽度信息。
27、进一步地，对泵送设备和运动设备的运动参数的调节包括调节运动设备的运行速度以及调节泵送设备的挤出排量。
28、进一步地，将条带宽度信息通过通讯单元发送给信号控制单元，在信号控制单元中与期望宽度进行作差，根据差值大小和方向，对泵送设备和运动设备的运动参数进行调节工作，包括：
29、信号控制单元对条带宽度信息与期望宽度进行作差，差值变量定义为ε(t)；
30、信号控制单元将作差结果引入控制速度调节公式中，优先对运动设备的运行速度进行调节；
31、若vr(t)≥vr_max，则说明运动设备的运行速度已达到最高运行速度，无法再通过调节运动设备的运动参数进行调节，需选择通过调节泵送设备的运动参数进行调节，泵送设备的挤出排量调节采用逐级累加的方式进行调节。
32、与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
33、本专利技术提供了一种面向混凝土3d打印条带路径实时测控系统及方法，采用机器视觉技术，能够实现混凝土3d打印条带宽度的实时、全面、精确地测量和控制，提高了混凝土3d打印质量和性能，避免由于缺乏实时反馈机制、无法在打印过程中及时调整打印路径和参数、难以应对实时变化和调整的问题，具有自适应性和智能性，能够根据实际情况对泵送设备和运动设备的运动参数进行动态调节，增强了系统的稳定性和可靠性。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.面向混凝土3D打印条带路径实时测控系统，其特征在于：
2.面向混凝土3D打印条带路径实时测控方法，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的面向混凝土3D打印条带路径实时测控方法，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的面向混凝土3D打印条带路径实时测控方法，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的面向混凝土3D打印条带路径实时测控方法，其特征在于：
6.根据权利要求5所述的面向混凝土3D打印条带路径实时测控方法，其特征在于：
7.根据权利要求6所述的面向混凝土3D打印条带路径实时测控方法，其特征在于：
8.根据权利要求7所述的面向混凝土3D打印条带路径实时测控方法，其特征在于：
9.根据权利要求8所述的面向混凝土3D打印条带路径实时测控方法，其特征在于：
【技术特征摘要】
1.面向混凝土3d打印条带路径实时测控系统，其特征在于：
2.面向混凝土3d打印条带路径实时测控方法，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的面向混凝土3d打印条带路径实时测控方法，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的面向混凝土3d打印条带路径实时测控方法，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的面向混凝土3d打印条带路径实时测控...
【专利技术属性】
技术研发人员：柏松林，杨敏，赵梓乔，姚晓飞，梁怡爽，吴庆，刘世龙，刘声均，王伯林，付夕原，
申请(专利权)人：中交第一公路勘察设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。