Tufting Machine 图像转 GCode

项目概述

将任意图片转换为簇绒机可执行的 GCode 指令。支持颜色识别、路径规划和多色分层输出，配合自动换针系统可实现全自动多色簇绒。

软件架构

核心流程

图片输入 → 颜色量化分色 → 轮廓提取 → 路径规划 → GCode 生成 → 机器执行

颜色处理模块

• 颜色量化: 基于 K-Means 聚类算法，将图片自动缩减至 6 色
• 分色层: 每色独立生成图层，支持手动调整颜色阈值
• 抖动处理: Floyd-Steinberg 抖动算法，提升色彩过渡效果

路径规划模块

• 填充算法: 支持行扫/螺旋/轮廓偏置 3 种填充方式
• 最短路径: 使用 TSP 算法优化颜色间跳转路径
• 空跑优化: 自动合并邻近路径，减少无效移动距离
• 针距调节: 可设 2-8mm 针距，适配不同纱线粗细

输出生成

• GCode: 标准 RS-274 格式，支持 G0/G1/G2/G3
• 速度控制: 自动匹配不同填充区域的速度参数
• 换针指令: 嵌入 M06 换针指令，配合自动换针系统

使用案例

簇绒艺术师可将手绘稿或数码图片快速转化为簇绒路径，大幅缩短从设计到制作的时间。传统手动描图需要数小时，本软件可在数分钟内完成。

工程亮点

1. 路径效率: 智能路径规划节省 30% 空跑时间
2. 颜色还原: 基于 LAB 色彩空间的颜色量化，还原度更高
3. 预览功能: 实时 2D/3D 路径预览，所见即所得
4. 参数调节: 提供丰富的调节参数，适应不同簇绒需求
5. 开源免费: Python 实现，社区持续贡献