Диплом, курсовая, контрольная работа
Помощь в написании студенческих работ

Автоматизированная система бесконтактного обмера и обработки данных поверхности стопы

Диссертация: Автоматизированная система бесконтактного обмера и обработки данных поверхности стопы
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Реализация результатов работы. Создан бесконтактный измерительный комплекс на основе лазерных источников излучения. Реализован разработанный алгоритм воспроизведения трехмерной модели стопы и колодки. Разработан и реализован алгоритм определения геометрических параметров не только стандартных сечений, но под произвольным углом наклона. Для достижения поставленной цели в диссертации: проведен… Читать ещё >

Содержание

  • Глава 1. КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТОДОВ И АППАРАТУРЫ ДЛЯ БЕСКОНТАКТНОГО ОБМЕРА ТЕЛ СО СЛОЖНОЙ ФОРМОЙ ПОВЕРХНОСТИ
    • 1. 1. Обзор бесконтактных методов обмера
    • 1. 1. Фотографический метод
    • 1. 2. Метод «световых сечений»
    • 1. 3. Стереофотографический метод
    • 1. 4. Стробофотографический метод
    • 1. 5. Голографический метод
    • 1. 6. Метод эффекта муара (растрографический метод)
    • 1. 7. Стационарные бесконтактные ЗЭ-сканеры
    • 2. Применение устройств для бесконтактного обмера в составе САБСАМ систем
  • Выводы по разделу
  • ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА ИНСТРУМЕНТОВ ДЛЯ БЕСКОНТАКТНОГО ОБМЕРА ТЕЛ СО СЛОЖНОЙ ФОРМОЙ ПОВЕРХНОСТИ. СОЗДАНИЕ АЛГОРИТМА ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ТРЕХМЕРНОЙ МОДЕЛИ
    • 2. 1. Анализ способов задания поверхностей
    • 2. 2. Методы аппроксимации контуров сечении тел со сложной формой поверхности
    • 2. 3. Разработка комплекса для бесконтактного обмера тел со сложной формой поверхности
      • 2. 3. 1. Процесс подготовки оборудования и бесконтактного
      • 2. 3. 2. Обработка фотографической информации для воспроизведения поверхности
      • 2. 3. 3. Построения 3-х мерной модели колодки ручным способом
  • Выводы по разделу
  • ГЛАВА 3. ВОСПРОИЗВЕДЕНИЕ ТРЕХМЕРНОЙ МОДЕЛИ КОЛОДКИ
    • 3. 1. Разработка метода создания виртуальной фигуры с использованием цифровых технологий
    • 3. 2. Получение и обработка цифровой информации о поверхности колодки
    • 3. 3. Воспроизведение трехмерной модели
    • 3. 4. Воспроизведение трехмерной сеточной модели со сложной формой поверхности в среде 3D Software Object Modeller
    • 3. 5. Погрешности при восстановлении поверхности сложной формы
  • Выводы по разделу
  • ГЛАВА 4. БЕСКОНТАКТНЫЙ ОБМЕР И ВОСПРОИЗВЕДЕНИЕ ТРЕХМЕРНОЙ МОДЕЛИ СТОПЫ
    • 4. 1. Получение и обработка фотографической информации стопы
    • 4. 2. Воспроизведение трехмерной модели стопы
    • 4. 3. Определение геометрических параметров стопы
  • Выводы по разделу

Автоматизированная система бесконтактного обмера и обработки данных поверхности стопы (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Одним из наиболее важных и перспективных направлений научно-технического прогресса является автоматизация инженерного труда. Бурное развитие технической кибернетики и вычислительной техники позволяют в настоящее время решать вопросы, касающиеся создания системы комплексной автоматизации всех основных этапов производственного процесса включая и этапы инженерного труда.

Существующие механизмы получения антропометрических параметров стопы человека представляют собой трудоемкий и длительный процесс. Большинство существующих методов и аппаратных средств получения антропометрических данных отличаются технической сложностью, громоздкостью устройств, высокой стоимостью и требуют дорогостоящего обучения операторов, применения специального оборудования и программного обеспечения.

Антропометрическую информацию получают различными способами, обеспечивающими достаточную точность и полноту измерений, отличающихся скоростью считывания данных. Точность отображения полученных данных во многом определяется взаимодействием измерительного устройства со стопой. Контактные методы не обеспечивают достаточного быстродействия и с трудом поддаются автоматизации. При бесконтактных способах обмера стопы отображение поверхности исследуемого тела осуществляется без соприкосновения измерительных инструментов, что в конечном результате сказывается на точности полученных геометрических данных. Большинство современных бесконтактных методов обеспечивают возможность экспорта полученных данных в ЭВМ, однако обладают рядом недостатков, к которым относятся: необходимость использования поправочных коэффициентов в традиционной и цифровой фотограмметрии, сложность настройки оборудования и влияние качества используемого оборудования на точность измерений, необходимость использования громоздких математических формул и создание специальных программных продуктов.

Цель и задачи работы.

Целью диссертационной работы является совершенствование процесса обмера колодок на основе разработки комплекса бесконтактного обмера стоп, обработки полученных данных, автоматизированного воспроизведения поверхности обувной колодки.

Для достижения поставленной цели в диссертации: проведен анализ бесконтактных методов получения антропометрических данных отечественными и зарубежными исследователями, выявлены основные направления их развитияреализован разработанный усовершенствованный бесконтактный метод получения антропометрических параметров стопразработаны:

— мобильная компактная установка для бесконтактного обмера стоп;

— метод воспроизведения трехмерной модели колодки и стопы;

— метод определения периметров и площадей как стандартных, так и произвольных сечений стопы и колодки;

Методы исследования.

В работе использованы базовые положения системно-структурного и объектно-ориентированного подходаметоды математической интерполяции и аппроксимации линий поверхностей, начертательной и аналитической геометрии. На отдельных этапах исследования в работе использованы основные положения, разработки САПР, методы проектирования систем визуальной информации, теоретические положения конструирования изделий из кожи.

Объектом исследования является стопа человека, а в качестве «эталонного «тела со сложной формой поверхности, на котором отрабатывали методику измерений, была выбрана обувная колодка.

Научную новизну диссертации составляют разработанные: метод бесконтактного обмеракомплекс бесконтактного обмера стопалгоритм воспроизведения трехмерной поверхности по фотографической информацииметод определения периметров и площадей стандартных и произвольных сечений.

Практическую значимость работы представляют: установка для бесконтактного обмера стопынадежная, компактная и транспортабельная конструкция для бесконтактного обмера стопыалгоритм последовательного воспроизведения трехмерной модели колодки и стопыалгоритм определения периметров и площадей стандартных и произвольных сечений стопы и колодки.

Реализация результатов работы. Создан бесконтактный измерительный комплекс на основе лазерных источников излучения. Реализован разработанный алгоритм воспроизведения трехмерной модели стопы и колодки. Разработан и реализован алгоритм определения геометрических параметров не только стандартных сечений, но под произвольным углом наклона.

Апробация и внедрение результатов работы. Основные положения и результаты диссертации были доложены и получили положительную оценку на заседаниях кафедры художественного моделирования, конструирования и технологии изделий из кожи Московского государственного университета дизайна и технологии, на 58,60,61,62 и 63 научных конференциях студентов и аспирантов МГУДТ «Молодые ученые — XXI веку» (г. Москва, 2006 — 2011 гг.), Пмеждународной научно-практической конференции «Инновационные и наукоемкие технологии в легкой промышленности», посвященной 80-летию МГУДТ (г. Москва, 2010 г.).

Публикации. Основные положения проведенных исследований изложены в 11 -ти публикациях, 4 из которых напечатаны в изданиях, рекомендованных ВАК.

Структура и объём диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырёх глав, выводов по каждой главе, выводов по работе, списка литературы, приложения. Объём диссертации составляет 147 страниц текста, 80 рисунков, 6 таблиц. Список использованной литературы содержит 99 наименований, российских и зарубежных авторов.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ.

1. Показано что оборудование для бесконтактного обмера является технологически сложным продуктом, которое требует бережного отношения, долгой настройки и подготовки оборудования перед процессом обмера стопы и колодки.

2. Создан компактный, мобильный, надежный комплекс для проведения бесконтактного обмера тел со сложной формой поверхности. Произведены настройки оборудования.

3. Разработана структура расположения оборудования в активном состоянии. Проведены серии обмеров обувных колодок разных типов и размеров.

4. Предложен способ предварительной обработки фотографий для последующего программного воспроизведения модели стопы и колодки.

5. Разработан и реализован метод ручного воспроизведения тела со сложной формой поверхности. Предложена формула для расчета «глубины картины» .

6. Разработан алгоритм последовательного моделирования трехмерной модели колодки и стопы с использованием отдельных элементов программной среды компании «Аскон». Произведена работа по устранению погрешностей обмера.

7. Достоинством полученной модели является возможность её экспорта в другие программные продукты для дальнейшего анализа.

8. Разработанный нами алгоритм дает возможность выбора метода аппроксимации (линейно-кусочная, кубическими сплайнами, полиномами).

9. Программно реализован разработанный алгоритм определения геометрических параметров стандартных и произвольных сечений тел со сложной формой поверхности.

Показать весь текст

Список литературы

  1. В. А. Теоретические основы проектирования внутренней формы обуви. МГУДТ, М. 2000, 188 с.
  2. . С. Исследование и разработка метода получения обобщенных антропометрических данных с использованием бесконтактных способов обмера и ЭВМ. Дисс .к.т.н., М, 1982.
  3. . С, Фаминцин Б. М. Аппаратура для стереофотографической съемки плантарной части стопы. Ж. Кожевенно-обувная промышленность. 1978. № 7. с. 49−50.
  4. Лазерное оптическое и спектрамное прибостроение. Под ред. А. Д. Широнакова. Минск 1983, 223 с.
  5. Patent N 5 671 055 (USA). Apparatus, system and method for laser measurement of an object shape. 23.9.1997.
  6. В. А. Исследование и разработка метода проектирования внутренней формы обуви. Дисс., к.т.н., М., 1967. 186с.
  7. О. В. Разработка внутренней формы обуви для женского населения прибалтийских социалистических республик. Дисс. к.т.н., М., 1957.
  8. А. Г., Голанд A. JL, Петренко В. Н. Современные средства измерения стопы и колодки. М., 1994, 43с.
  9. А. С. 539 576 СССР, МКИ, А 43 DI/02, А61 В5/10. Прибор для определения формы стопы. БИ 1976, N 47.
  10. Патент N 4 604 870 США. Способ и устройство для электронного измерения стопы. Опуб. 12.08.86. 48. Patent № 6 289 107 (USA).
  11. Apparatus and method of measuring human extremities using peripheral illumination techniques. 11.9.2001.
  12. Патент N 4 538 353 США. Электронное устройство для обмера стопы.
  13. В. А., Зыбин Ю. П. Бесконтактный метод получения контуров сечений со стопы и колодки. В кн. сб. трудов МТИЛП, М. 1967, вып. 33, с 142 146.
  14. H. М. Исследование и дальнейшая разработка метода проектирования внутренней формы обуви. Дисс., к.т.н., М., 1977.
  15. Ю. П. и др. Практикум по конструированию изделий из кожи. М. Легкая индустрия. 1972. с 320.
  16. Н. В. Разработка манекена для конструирования и контроля качества посадки мужской верхней одежды. Дисс., к.т.н., М., 1969.
  17. Амонова 3. Т., Фаминцин Б. М., Коблякова Е. Б. Бесконтактный метод использования женских фигур для создания манекенов корсетных изделий. Эспресс инормации ЦНИИТЭИ легпрома, 1976, № 7, с. 1−10. 62.
  18. Ду Цзинь Сун. Разработка метода измерения и методики проектирования поясных изделий на конкретные фигуры. / Дисс., 2005, 129 с. 32. http://www.aicon3d.de/ Электронный ресурс.
  19. А. Г., Солодин Ю. Н. Голографические методы измерений. Новосибирск. 1985, 76 с.
  20. Новейшие использования лазера. Ханой, «Наука и техника», 2003
  21. С. В. Разработка установки для исследования деформаций го-лографическим методом. / Доклад на юбилейной научной конференции МТИЛП. 1980 г.
  22. С. В., Мягков В. Е. Голографическое исследование колебаний низких и инфранизких частот. / Тезисы доклада на конференции «Опыт исследования быстропротекающих процессов в механике и технологии текстильных машин». Пенза. 1981 г.
  23. С. В., Мягков В. Е. Применение голографических методов к задачам технологии швейного производства. Сб. научн. трудов МТИЛП Проектирование и производство швейных изделий. Москва, стр. 67−81, 1982 г.
  24. H. М., Родэ С. В. Применение муар-эффекта для конструирования обуви специального назначения. КОП. 3, 1993 стр. 34−36.
  25. С. В., Киселев С. Ю. Бесконтактный обмер стопы с использованием муар-эффекта. Доклад на всероссийском семинаре Лазеры в технологических системах, г. Пушкин 1994 г.
  26. В. П., Борисов А. В., Родэ С. В., Нуртдинов Д. И. Автоматизация процесса обработки муаровой картин". KOIT № 3, 1997 г, стр. 31−33.
  27. С. В., Привалов А. А., Нуртдинов Д. И. Совершенствование процесса автоматизации обработки муаровой картины. КОП, № 5, 1997 г, стр. 15−16.
  28. С. Ю. Разработка элементов САПР технологической оснастки обуви. Дисс., к.т.н., М. МТИЛП, 1990,173 с. 48. www.breuckmann.com/ Электронный ресурс.
  29. Олег Татарников // Журнал Компьютер Пресс. 2001, № 7 С. 139- 2002, № 12. С. 15−17, № 9. С. 18−20- 2003, № 11. С. 14−22.
  30. Pat. 5 671 055 USA. Apparatus, system and method for laser measurement of an object shape. 1997.
  31. Г. В. Методика теоретической разработки поверхностей. М.: ВНИИТЭ, 1970 г.
  32. Н. С. Начертательная геометрия. М., 1981 г.
  33. И. И. и др. Алгоритмы машинной графики. М., 1977 г.
  34. В. А. и др. Теоретические основы геометрического моделирования поверхности обувной колодки. М., 1992 г.
  35. В. А. и др. О математической модели поверхности колодки // Ко-жевенно-обувная промышленность. 1979. № 7. С. 53−55.
  36. С. В., Медведева Т. В. Авторское свидетельство на программный продукт № 920 078. Программа синтеза цифровых моделей поверхностей объектов сложной формы.
  37. В. А. Теоретические основы проектирования внутренней формы обуви.-М.: МГУДТ, 2000., 188 с.
  38. . А. и др. Влияние исходных данных на точность аппроксимации тригонометрическими полиномами // Изв. вузов. Технология легкой промышленности. 1977, № 3., С 56−59.
  39. . А. и др. Составление математической модели контура стельки на основе тригонометрических полиномов. //Кожевенно-обувная промышленность. 1979, № 7., С. 53−55.
  40. В. А., Буй В. X. Развитие теории и методологии проектирования внутренней формы обуви. М.: Изд. Московского государственного университета дизайна и технологии, 2006.-214 с.
  41. В. А., Соловьев Н. Л. Применение тригонометрического интерполирования для серийного проектирования поперечных сечений обувной колодки с использованием ЗЦВМ // Кожевенно-обувная промышленность. 1974, № 1. С. 46−49.
  42. В. А., Омельченко Н. Н. Радиусографическое построение серии контуров поперечно-вертикальных сечений обувных колодок // Изв. вузов. Технология легкой промышленности. 1978. № 2. С. 92−95.
  43. А. Д. Фукин В. А., Зыбин Ю. П. Метод радиусографической аппроксимации поперечного сечения обувной колодки // Изв. вузов. Технология легкой промышленности. 1973. № 1. С. 76−78.
  44. В. А., Костылева В. В., Лыба В. П. Проектирование обувных колодок. -М.: Легпробытиздат, 1987. 85 с.
  45. М. М. Разработка подсистемы автоматизированного проектирования и изготовления оснастки для каркасных формованных деталей обуви. Автореферат, дис. на соискание учен, степени канд. тех. наук. М., 1999.
  46. Е. И. Автоматизация проектирования внутренней формы обуви. Автореф. дис. на соискание учен, степени канд. тех. наук. М.: МГУДТ, 2002.
  47. А. А. Автоматизированное проектирование технологической оснастки обувного производства. М.: МГУДТ, 2001. 152 с.
  48. Е. М., Фукин В. А, Костылева В. В., Рогожин, А Ю. Аппроксимация сплайнами контуров сечений обувной колодки // Изв. вузов. Технология легкой пром-сти. 1981. № 2. С. 73−75.
  49. Кисел ев С. Ю. Разработка элементов САПР технологической оснастки обуви. Автореф. дис. на соиск. учен, степ, канд. техн. наук. М.: МТИЛП, 1990. 173 с.
  50. С. Ю. Автоматизированное проектирование и изготовление технологической оснастки для производства обуви и протезно-ортопедических изделий. М.: МГУДТ, 2003. 126 с.
  51. М. В. Проектирование внутренней формы обуви на основе машиной графики. Автореф. дис. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук. М., 1987. 169 с.
  52. А. Б., Журба Ю. И. и др. Справочник фотографа. М.: Легпром-бытиздат, 1989 г.
  53. . А. Теория фотографических процессов. МГАП. //Мир книги. 1993 г.
  54. О. В. Метод проектирование одежды на основе визуализации внешнего облака заказчика: Дис., к.т.н. МГУДТ., 2002 г.
  55. Дэвид Буш. Цифровая фотография и работа с изображением. М., 2004 г.
  56. А. Н. Божко. Photoshop CS самоучитель. М., 2004 г.
  57. Тучкевич Евгения. Adode Photoshop CS5, БХВ-Петербург, 2011 г.
  58. Кен Милберн, Рон Рокуэлл, Марк чемберс. Цифровая фотография библия пользователя. М., 2003 г.
  59. А. А. Погрешности при восстановлении поверхности сложной формы Текст. // Тезисы докл. 61-й науч. конф. студ. «Молодые ученые XXI веку». — 2009. — С. 186,187.
  60. Акилова 3. Т. Проектирование корсетных изделий. М., 1979 г.
  61. Николай Полещук. Auto CAD 2004 разработка приложении и адаптация. Санкт-Петербург. 2004 г.
  62. Г. М., Хрящев В. Г. Моделирование и создание Auto CAD. Санкт-Петербург. 2003 г.9 5. Мише ль Матоссян. 3DS МАХ для windows. M., 2004 г. 96. Эрон Росс. Освоение 3ds Мах 5. М. 2004 г.
  63. Кундерт-Гиббс Дж&bdquo- Освоение Maya 8.5, M. 928 е., 2007 г.
  64. Дэн Аблан. LightWave 6/7. M., 2003 г.
  65. А. Б. Учебник аналитической геометрии для втузов /А. Б. Гуре-вич. М.: Физматгиз, 1953 — 163с.
Заполнить форму текущей работой

На отлично!