一种深度视觉技术的打印质量提高方法、设备及存储介质与流程

本发明涉及喷墨打印，具体是一种深度视觉技术的打印质量提高方法、设备及存储介质。

背景技术：

1、传统喷墨打印机喷头和打印物体的相对位置对打印质量的影响比较大，特别是在不平的平面,需要根据不同的高度使用不同的打印参数，如修改喷头驱动波形的幅度，上升下降斜率以及波形的形状等参数，另一方面如果能提前知道打印面的几何形态，亦可以对打印图片进行预处理,以达到预定的打印效果。

2、比如打印面是瓶子，对于异形瓶上窄下宽的情况，适度对图片进行裁切调整，同时切换高喷波形，瓶颈部分与喷头的间距会变大。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种深度视觉技术的打印质量提高方法、设备及存储介质，为打印行业提供更高质量和更灵活的打印解决方案，适用于各种复杂的打印需求。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、本技术实施例提供了一种深度视觉技术的打印质量提高方法，包括如下步骤：

4、s1：深度视觉数据获取，使用深度相机或其他深度视觉传感器对要打印的物体进行扫描和三维重建，利用三维重建软件或算法，对采集到的数据进行处理，生成准确的物体三维模型，物体的准确三维模型，包括其表面曲率和几何形状；

5、s2：图像处理和畸变矫正，将要打印的图像与三维物体模型结合，通过图像处理算法进行畸变矫正，适应不同形状的打印表面，开发适合特定打印表面的畸变校正算法；

6、s3：打印参数优化，根据三维模型的几何信息和物体表面的材质特性，自动调整打印参数，制定打印参数优化方案，设计算法或系统，根据不同的表面材质和几何形态自动调整打印参数；

7、s4：打印波形调整，基于物体的形状和表面特性，实时或预先调整打印波形，根据物体的形状实时调整喷头的喷射位置、力度和角度，设计自适应的打印波形控制系统，动态调整喷头的工作方式以适应多样化的打印表面；

8、s5：实时反馈和控制，在打印过程中，持续采集深度视觉数据，实时数据采集和反馈，并实时调整打印参数和波形，开发反馈控制系统，根据深度视觉数据和实时打印效果对打印参数和波形进行实时调整；

9、s6：实验验证和优化，进行实验验证，对不同打印表面、形状和材质进行测试，评估方法的效果，通过持续优化算法和系统，改进自适应能力和打印质量。

10、作为优选的，根据步骤s1所述的三维重建，通过深度相机或其他深度视觉传感器能够获取物体表面的深度信息，传感器测量光线从相机到物体表面的时间差或光线的偏移量获得物体的深度数据；

11、通过深度视觉传感器采集到的深度图像，使用三维重建软件或算法对物体进行扫描和重建，将深度图像转换为点云数据，每个点的坐标表示物体表面上的一个空间点，然后利用点云数据生成表面网格，形成物体的几何形状，最后将彩色图像与表面网格进行对应，生成具有纹理贴图的物体三维模型；

12、生成准确的物体三维模型在打印系统中有多种应用，物体三维模型用于计算机辅助检测和分析；

13、在深度视觉数据获取和三维重建过程中，进行数据的处理和精度控制，以及对重建结果进行后处理和修复。

14、作为优选的，根据步骤s2所述的图像处理和畸变矫正，首先需要获取待打印的图像，对获取到的图像进行畸变检测与分析，判断图像中存在的畸变类型；

15、根据打印表面的形状和纹理信息，建立相应的三维物体模型，将获取到的图像映射到三维物体模型上，并进行畸变校正，根据畸变类型的不同，采用畸变校正算法和技术进行校正；

16、在进行畸变校正的基础上，进一步对图像进行处理和优化，经过畸变校正和图像处理优化后的图像被送到打印设备进行输出。

17、作为优选的，根据步骤s3所述的打印参数优化，收集三维模型的几何信息和物体表面的材质特性数据，将采集到的数据进行处理和建模，生成相应的几何模型和材质属性；

18、根据建立的几何模型和材质属性，选择优化的打印参数，为每个参数设定范围和步长；

19、通过粒子群算法设计打印参数优化的算法，在参数范围内进行搜索和优化，找到最优的参数组合；

20、定义评估函数或指标，评估函数与打印参数相关，用于区分不同表面材质和几何形态的差异；

21、利用设计的优化算法，根据评估函数的反馈进行参数搜索和调整，在每次迭代中，通过计算评估函数值来比较不同参数组合的优劣，并更新当前最佳解。

22、作为优选的，根据步骤s4所述的打印波形调整，设计自适应的控制算法，基于实时反馈信息来调整喷头的工作方式，根据表面特性，结合物体的形状数据和打印需求，通过控制系统的闭环反馈机制，动态调整打印波形参数、喷墨位置、力度和角度，再根据表面特性和打印需求，调整打印波形，通过改变波形参数，对喷头工作方式的动态调整；

23、闭环反馈机制用于根据实时反馈信息来调整喷头的工作方式，实时监测系统输出并与期望值进行比较，然后根据差异进行调整以使系统输出接近期望值，根据均方误差计算误差信号，以量化实际输出与期望值之间的偏差，并将该信号用于调整控制参数以使系统输出逐渐接近期望值；

24、均方误差为：mse＝(1/n)*σ(y-y_hat)2；

25、其中，n为样本数量，y为实际输出值，y_hat为期望输出值。

26、作为优选的，根据步骤s5所述的开发反馈控制系统，设计并实施反馈控制算法，将深度视觉数据与期望值进行比较，计算误差信号，并根据pid控制误差信号调整打印参数和波形，

27、pid控制算法为：输出值＝kp*偏差+ki*累积偏差+kd*偏差变化率；

28、其中，输出值为调整后的打印参数或波形，偏差为当前误差，即深度视觉数据与期望值之间的差异，累积偏差为历史上误差的累积值，用于消除系统稳态误差，偏差变化率为当前误差的变化率，用于预测未来的误差变化趋势，kp、ki和kd是pid控制器的调节参数，用于平衡比例、积分和微分项的影响。

29、作为优选的，根据步骤s6所述的持续优化算法和系统，包括算法参数调整，根据实验验证和数据分析的结果，对算法中的参数进行调整；

30、算法改进，根据实验验证和数据分析的结果，对反馈控制算法进行改进；

31、数据预处理，在深度视觉数据采集阶段，进行数据预处理；

32、实时反馈机制，优化实时反馈机制，实时反馈信息的准确性和及时性；

33、系统硬件和软件改进，根据实验验证和数据分析的结果，对系统的硬件和软件进行改进；

34、自动化和智能化，引入自动化和智能化技术，使打印系统能够自动适应不同的打印表面、形状和材质；

35、实验验证和迭代优化，持续进行实验验证，并根据结果进行迭代优化。

36、作为优选的，一种深度视觉技术的打印质量提高方法，还包括移动平台和打印机，所述移动平台与打印机双向连接，所述移动平台包括俯仰角控制机构、z轴整体升降机构、翻转角控制机构、激光雷达/rgbd相机、陀螺仪、喷头和超声波，所述激光雷达/rgbd相机通过相机采集面扫描打印面，所述喷头通过喷墨在打印面上。

37、一种深度视觉技术的打印质量提高设备，包括打印机、至少一个处理器、至少一个存储器以及存储在存储器中的计算机程序指令，当计算机程序指令被处理器执行时实现上述所述的方法。

38、一种存储介质，其上存储有计算机程序指令，当计算机程序指令被处理器执行时实现上述所述的方法。

39、本发明的有益效果为：

40、(1)高质量打印，通过对物体的三维重建和实时参数调整，确保了打印物体的高质量表面质感，减少了打印质量下降的可能性，通过畸变矫正技术，消除了不同打印平面(如瓶子的颈部)打印可能出现的图像失真和扭曲，提高了打印物体的准确性；

41、(2)改方法可以适应不同材质和不同打印表面，从而在各种应用场景中实现高质量打印，且方法是自动化的，无需手动干预，同时具有实时性，能够在打印过程中进行实时调整，提高了生产效率。