实施方案
[0027] 本专利着重偏重于基于双摄像头毫米级生物3D打印机出丝宽度测量方法的硬件实现部分和简单的软件算法，详细的软件提取算法将在另一专利中做详细说明阐述。下面结合附图对本发明作进一步描述。如图1所示，本发明方法具体步骤是：
[0028] 步骤一：以打印机喷头工作原点建立xyz三维坐标轴，即在初始状态下，喷头3中心与z轴重合，x轴与成型室门垂直，y轴与成型室门平行。两个摄像头将安装在成型室工作台导轨5上，第一摄像头1在zoy平面，其拍摄方向对准喷头，且与经过喷头、与xoy平面平行的平面保持θ1的工作角度，25°≤θ1≤35°；第二摄像头2在zox平面，其拍摄方向对准喷头，且与经过喷头、与xoy平面平行的平面保持θ2的工作角度，25°≤θ2≤35°；喷头在x轴的运动分量在第一摄像头1中能观测到；喷头在y轴的运动分量在第二摄像头2中能观测到；成型工作台4面在初识状态下距离成型室底面500mm，其后在成型过程中，随着每一层成型结束，成型工作台面将下降固定高度，但其在成型过程中始终和xoy平面保持平行。该步骤为机械安装步骤，在今后的设备使用中可以不需要重复该步骤。具体安装示意图见图2。
[0029] 步骤二：打开系统电源按钮，初始化各个模块，将实时拍摄图像显示在3.5寸TFT液晶屏上。
[0030] 步骤三：调节两个彩色高清摄像头的焦距，调节至画面最佳状态。
[0031] 步骤四：启动生物3D打印机，喷头在伺服电机的带动下开始运动成型，此时喷头开始出丝。由于喷头在工作台面的轨迹运动，在液晶屏中将会产生相对的移动。
[0032] 步骤五：将图像用傅立叶变换、沃尔什变换进行预处理。
[0033] 步骤六：将步骤五处理后的图像再进行深度图像处理，处理步骤包括滤波、锐化及边缘提取、二值化和计算。
[0034] 滤波：拍摄的图像边缘具有一定的模糊性，在边缘提取之前，对图像进行中值滤波的处理，较好地去除图像中的噪声并避免了图像模糊的加剧，如图3所示。
[0035] 锐化及边缘提取：经过滤波处理后的图像，采用基于梯度的边缘检测法，其一阶微分算子采用Roberts交叉微分算子，二阶微分算子采用Laplacian算子和Wallis算子。
[0036] 二值化：在对图进行完边缘提取后，在基于整幅图像的灰度值统计平均的基础上选择一个阈值Th来对提取的边缘图片进行二值化处理，将图像边缘赋值为黑色并进行存储；
[0037] 锐化及边缘提取：经过滤波处理后的图像，存在一定程度的模糊，需要对图像进行锐化处理，可以采用基于梯度的边缘检测法，其一阶微分算子可采用Roberts交叉微分算子、Sobel算子和Priwitt微分算子，二阶微分算子可采用Laplacian算子、Wallis算子。锐化处理主要是加强图像的边缘，便于将图像从背景中准确地提取出来。
[0038] 计算：将得到的照片数据传入控制器进行处理。生物3D打印机在造型时，会打印正方形的支撑支架。在分析过程中将牵涉到四个量：第一个量，待测丝宽度图像像素距离：其中xa表示图像上待测丝边缘上点A的x轴坐标，ya表示图像
上待测丝边缘上点A的y轴坐标；同理，xb表示图像上待测丝边缘上点B的x轴坐标，yb表示图像上待测丝边缘上点B的y轴坐标，该量通过图像分析获得。第二个量，正方形支架边长图像像素距离， 其中xc表示图像上正方形支架顶点C的x轴坐标，yc表
示图像上正方形支架顶点C的y轴坐标；同理，xd表示图像上与点C相邻的正方形支架顶点D的x轴坐标，yd表示图像上与点C相邻的正方形支架顶点D的y轴坐标，该量通过图像分析获得。
[0039] 第三个量，正方形支架边长实际距离RCD，该量是受上位机软件控制，故其准确值是已知的。第四个量，即我们所测量出丝的宽度RAB。结合处理后的图像图4，根据计算公式，可得：
[0040] 待测丝宽度图像像素距离：
[0041]
[0042] 正方形支架边长图像像素距离：
[0043]
[0044] 支架间隙实际距离RCD可通过上位机修改，一般取2.5mm。
[0045] 根据比例公式：
[0046]
[0047] 计算得RAB＝0.88mm。经过实际测试，该方法的测量精度误差在10％。
