Modelo Físicamente Motivado de un Pincel para Pintura Robótica y Caligrafía
Autores: Karimov, Artur; Strelnikov, Maksim; Mazin, Sergei; Goryunov, Dmitriy; Leonov, Sergey; Butusov, Denis
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 14
Citaciones: Sin citaciones
La pintura artística con robots y la caligrafía robótica requieren modelos de brochas para la simulación de pinceladas y el control del robot pintor. Una de las principales características de la brocha es su conformidad, que describe la relación entre la forma de la huella de la brocha y la presión aplicada a la misma. Además, durante el movimiento, la posición de la huella de la brocha se retrasa de manera complicada respecto a la posición del mango de la brocha. Hasta la fecha, la cuestión de crear un modelo físicamente correcto de estos efectos y elegir el mejor método para la calibración de los parámetros del modelo no ha sido presentada en la literatura. En el presente artículo, derivamos ecuaciones del movimiento de la zona de contacto de la brocha, damos sus soluciones en forma cerrada e investigamos tres métodos para la calibración del modelo de la brocha: capturar huellas de brocha en un vidrio mate con una cámara, pintar pinceladas de calibración y capturar una proyección lateral de la forma de la brocha con una cámara. Como mostramos, las pinceladas de calibración nos proporcionan información primaria sobre el desplazamiento de la zona de contacto de la brocha durante la pintura, y capturar la proyección lateral de la brocha permite la estimación precisa de la distancia desde la punta de la brocha hasta el centro de la zona de contacto. Capturar huellas de brocha es útil para crear un modelo ejecutable de pinceladas. Como ejemplo, se creó un modelo para una brocha artística redonda y se verificó en tres pruebas, incluyendo la medición de las coordenadas de la línea central de una pincelada angular, la simulación de una pincelada angular y la escritura de una firma utilizando un sistema robótico.
Descripción
La pintura artística con robots y la caligrafía robótica requieren modelos de brochas para la simulación de pinceladas y el control del robot pintor. Una de las principales características de la brocha es su conformidad, que describe la relación entre la forma de la huella de la brocha y la presión aplicada a la misma. Además, durante el movimiento, la posición de la huella de la brocha se retrasa de manera complicada respecto a la posición del mango de la brocha. Hasta la fecha, la cuestión de crear un modelo físicamente correcto de estos efectos y elegir el mejor método para la calibración de los parámetros del modelo no ha sido presentada en la literatura. En el presente artículo, derivamos ecuaciones del movimiento de la zona de contacto de la brocha, damos sus soluciones en forma cerrada e investigamos tres métodos para la calibración del modelo de la brocha: capturar huellas de brocha en un vidrio mate con una cámara, pintar pinceladas de calibración y capturar una proyección lateral de la forma de la brocha con una cámara. Como mostramos, las pinceladas de calibración nos proporcionan información primaria sobre el desplazamiento de la zona de contacto de la brocha durante la pintura, y capturar la proyección lateral de la brocha permite la estimación precisa de la distancia desde la punta de la brocha hasta el centro de la zona de contacto. Capturar huellas de brocha es útil para crear un modelo ejecutable de pinceladas. Como ejemplo, se creó un modelo para una brocha artística redonda y se verificó en tres pruebas, incluyendo la medición de las coordenadas de la línea central de una pincelada angular, la simulación de una pincelada angular y la escritura de una firma utilizando un sistema robótico.