【摘 要】
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3D混凝土打印是一种以数据模型为基础,融合多种学科的建造方法。由于混凝土本身所具有的流动性,导致对尺寸精度的控制依然是制造过程中的主要瓶颈,所以目前在混凝土打印件中始终存在一些成形质量问题。本文面向3D混凝土打印,研究了混凝土打印件几何信息获取技术,建立了3D混凝土打印成形误差评价指标,在打印后对其成形误差进行评价和分析,给下次打印工艺的调整提供数据支撑。同时开发了增强现实误差评价辅助系统,在实际
【基金项目】
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国家重点研发计划专项——“面向典型建筑施工与构件加工的机器人应用示范”(2018YFB1306905)
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3D混凝土打印是一种以数据模型为基础,融合多种学科的建造方法。由于混凝土本身所具有的流动性,导致对尺寸精度的控制依然是制造过程中的主要瓶颈,所以目前在混凝土打印件中始终存在一些成形质量问题。本文面向3D混凝土打印,研究了混凝土打印件几何信息获取技术,建立了3D混凝土打印成形误差评价指标,在打印后对其成形误差进行评价和分析,给下次打印工艺的调整提供数据支撑。同时开发了增强现实误差评价辅助系统,在实际施工中增强施工人员对打印件误差的感知。本文主要研究的内容和结果如下:在混凝土打印件几何信息获取研究中,本文研究了一种多视角点云数据配准算法,实现连续多帧点云数据的准确配准,从而得到混凝土打印件的真实三维信息;进一步对三维点云数据进行切片投影,获取每层最外围轮廓数据,用于后续质量评价。在3D混凝土打印成形误差评价研究中,本文对混凝土打印件误差来源进行了分析,进一步结合GD&T体系及混凝土结构工程施工质量验收规范,构建了3D混凝土打印成形误差评价指标,并针对各项指标提出了相应的计算方法。最后结合园林墙打印施工实例进行分析计算,定量分析了混凝土打印件成形误差。在增强现实技术研究中,为辅助施工人员观察打印件成形误差。本文研究了一种三维数据可视化的方法来实现对打印件误差的增强显示。为确保虚拟模型在真实场景和虚拟环境的三维一致性,进一步对增强现实中的虚实注册技术进行了研究,研究采用基于SLAM空间定位技术和人工标识相结合的三维注册方法,准确实现虚实融合。最后开发了增强现实误差评价辅助系统,并以园林墙打印施工应用任务为例,对系统和方案进行验证。
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