基于ARM与DSP的三维喷绘软件系统研发.pdf

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1、DevelopmentofSoftwareSystemof3DPrintingbasedonARMandDSPbyZHAOZhiyuanAthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringlnComputerApplicationTechnologymCentralSouthUniversityofForestryandTechnology498ShaoshanSouthRoad，TianxinDistrictChangshaHuna

2、n410004，P．R．CHINASupervisorProfessorCHENYutuoMay,2011㈩IIIllIlllIII111IIl{Y1913483中南林业科技大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品，也不包含为获得中南林业科技大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：觖坯L20

3、11年S月．如日中南林业科技大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件或电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权中南林业科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于：1、保密口，在年解密后适用本授权书。2、不保密口。作篡亨拦背”√k名呷功扬作者签名：逸槛．导师签名：f／／∥√JV2。＼＼年孓月30日乙％∥J／年j-月亨口日摘要目前二维喷绘技术已趋于成熟，其中大型的二维喷墨设备也被

4、广泛应用于大幅平面彩色喷绘作业中，然而对于三维产品仍普遍采用不同工艺的印刷或人工着色等方法，这些方法存在工艺复杂、成本高、加工周期长、空间色彩真实度低、产品一致性差等缺点。随着计算机喷绘技术和3D建模技术的发展，三维喷绘作业有着广阔的市场前景，然而国内外对这些相关内容和方法的研究涉足甚少，为此，本文提出了一种基于ARM与DSP的三维喷绘软件系统的设计方案。首先，本文对三维喷绘系统的硬件组成进行了探讨研究，同时对本文设计的三维喷绘系统的整体结构进行详细阐述，并对系统的各个硬件组成部分以及系统工作原理做了概要介绍。其次对基于ARM与DSP的三维喷绘系统软件的

5、总体架构进行了设计，并对系统的上位机和ARM+MCS314AS的运动控制软件等重要模块做了详细设计。然后，通过对STL模型进行拓扑结构重建、三角片细分，利用截平面法对细分后的各三角形网格边求截交点，对所得到的每行交点进行分段三次Bezier曲线拟合，建立喷绘轨迹曲线方程等进行了研究。并着重阐述了喷墨头线性与旋转行进跟踪补偿算法以及喷头中心点等距偏置处理。通过分析三维喷绘色彩失真的原因，创新性地提出了一种喷墨头行进干涉校验的计算方法，并做了相应的仿真实验。最后，针对不同表面彩色模型的数字描述，在分析CSTL文件结构基础上，提出了适用于本文曲面模型的色彩数据

6、格式，并对图像CMYK分色算法进行了旋转角度差的补偿设计，以及在半调处理的基础上，设计了适用于四轴喷头驱动的模型数据格式。本文提出的基于ARM与DSP的三维喷绘软件系统，采用四轴驱动喷头运动与一体化彩色喷头喷绘的设计方案，具有简洁紧凑和高度的集成性，系统能有效替代人工操作，实现对三维产品高效率、智能化喷绘；喷墨头线性与旋转行进跟踪算法结合喷墨头行进干涉校验与计算方法，能有效控制喷墨头的安全稳定运行，提高喷绘质量与效果。关键词：三维喷绘；ARM；DSPt3D喷绘轨迹；模型数据ABSTRACTNowadaysthetechnologyoftwo-dimens

7、ionalprintinghastendedtobemature，andthelargeinkjetprintershavebeenusedwidelyinjoboflarge-pieceplanecolorprinting，however,for3Dproducts，itisstillcommonlyadoptedthemethodssuchasdifferenttechnicalpaintingorartificialstaining，whichexistsomeshortcomingslikeexpensivecost，long·timeproce

8、ssing，lowspatialcolorfidelity,poorproduc