基于视觉定位的印刷装置及方法与流程

本发明涉及图像处理，尤其涉及一种基于视觉定位的印刷装置及方法。

背景技术：

1、20世纪70年代至80年代，随着计算机技术的快速发展，人们开始探索将计算机视觉应用于工业自动化领域。在这一时期，视觉定位技术逐渐崭露头角，一些研究者开始尝试利用摄像头捕捉图像，并通过计算机处理图像信息，实现对物体的定位。

2、公开号为cn111836478a的专利文献公开了一种基于棘轮定位原理的印刷电路板定位装置。该装置包括支撑架，所述支撑架的外部固定连接有翻转电机，所述翻转电机的外部固定连接有主齿轮，所述主齿轮的外部啮合连接有翻转齿杆，所述翻转齿杆的外部啮合连接有翻转齿轮，所述翻转齿轮的外部固定连接有固定架，所述固定架的内部固定连接有移动电机，通过翻转电机、主齿轮、翻转齿杆、翻转齿轮、固定架的配合使用。

3、但是由于现有的印刷定位装置处理印刷过程中，精度和稳定性会受到齿轮啮合精度、电机控制精度的因素影响而产生精确差和印刷质量差的结果。

技术实现思路

1、为此，本发明提供一种基于视觉定位的印刷装置及方法，用以克服现有技术中精度差和印刷质量差的问题。

2、为实现上述目的，本发明一方面提供一种基于视觉定位的印刷装置。该装置包括：

3、视觉定位模块，用于获取待印目标的图像信息，所述图像信息中至少存在两个特征区域，视觉定位模块通过对各特征区域进行定位，以确定各特征区域的相对位置；

4、评估模块，与所述视觉定位模块连接，用以通过评估相对位置确定的各所述特征区域的属性和面积，以分别获取各特征区域的重要程度；

5、分配模块，与所述评估模块连接，用以根据所述重要程度分别确定各所述特征区域的权重值；

6、确定模块，与所述分配模块连接，用以根据所述权重值确定各所述特征区域在印刷过程中的打印参数；

7、执行模块，与所述确定模块连接，用以基于确定的各所述打印参数将所述待印目标打印至印刷对象上。

8、进一步地，所述视觉定位模块包括：

9、图像采集单元，用于获取所述待印目标的初始图像信息以得到初始图像；

10、特征提取单元，与所述图像采集单元连接，用以处理所述初始图像以识别特征区域；

11、位置确定单元，与所述特征提取单元连接，用于通过计算确定各所述特征区域的准确位置。

12、进一步地，所述位置计算单元包括：

13、坐标计算子单元，用于计算各所述特征区域的坐标；

14、位置校正子单元，与所述坐标计算子单元连接，用于校正各所述特征区域的坐标以得到校正结果；

15、不确定评估子单元，与所述位置校正子单元连接，用于评估位置校正子单元输出的各校正结果。

16、进一步地，所述评估模块包括：

17、属性分析单元，用于分析各所述特征区域的属性以分别生成与各特征区域对应的分析结果；

18、面积计算单元，用于计算各所述特征区域的面积以分别生成针对各特征区域的计算结果；

19、重要程度判定单元，分别与所述属性分析单元和所述面积计算单元连接，用以根据所述分析结果和计算结果依次判定各所述特征区域的重要程度。

20、进一步地，所述重要程度判定单元包括：

21、特征权重赋值子单元，用以根据针对各所述特征区域的分析结果分别对各特征区域赋予不同的权重；所述分析结果的依据包括特征区域的形状、纹理和颜色；

22、综合评分计算子单元，与所述特征权重赋值子单元连接，用以根据所述特征权重赋值子单元赋予的权重分别计算各所述特征区域的综合评分；

23、阈值判断子单元，用以根据其内部设定的综合阈值依次判定各所述特征区域的重要程度；

24、重要程度分类子单元，分别与所述综合评分计算子单元和所述阈值判断子单元连接，用以分别对各所述特征区域进行分类，类别包括重要和不重要；所述重要程度分类子单元将综合评分超过所述综合阈值的特征区域确定为重要类别。

25、进一步地，所述确认模块包括：

26、所述参数分析单元，用于分析各所述特征区域的权重值，以及，根据分析的各权重值依次确定与各特征区域相应的打印参数；

27、所述打印策略单元，与所述参数分析单元连接，用于根据所述参数分析单元输出的打印参数制定打印策略；

28、所述参数调整单元，与所述参数调整单元连接，用以基于所述打印策略的结果确定打印参数。

29、进一步地，所述参数评估单元包括：

30、特征分析子单元，用于对各所述特征区域进行大小、颜色、复杂度和形状的分析以得到分析结果；

31、参数计算子单元，与所述特征分析子单元连接，用以根据所述分析结果计算出最佳的打印参数。

32、进一步地，所述打印策略单元包括：

33、所述墨水控制子单元，用于供应墨水；

34、所述打印路径规划子单元，与所述墨水控制子单元连接，用于根据所述墨水控制子单元的结果规划打印头的移动路径；

35、所述打印质量监控子单元，与所述打印路径规划子单元连接，用于根据所述移动路径监控打印质量；

36、所述错误处理和恢复子单元，与所述打印质量监控子单元连接，用以在监控过程中发现打印质量问题情况下，提供解决方案以恢复打印过程。

37、进一步地，所述执行模块包括：

38、打印头控制单元，用于控制所述打印头运动；

39、墨水输送单元，与所述打印头控制单元连接，用于根据所述打印头的运动提供相应体积的墨水；

40、印刷对象处理单元，用于对印刷对象进行输送、定位和校准处理。

41、另一方面，本发明还提供一种基于视觉定位的印刷方法，其包括：

42、获取待印目标的图像信息，所述图像信息中至少存在两个特征区域，对各所述特征区域进行定位，以确定各所述特征区域的相对位置准确；

43、在每个所述特征区域的位置准确后，通过评估相对位置确定的各所述特征区域的属性和面积，以分别获取各特征区域的重要程度；

44、根据所述重要程度分别确定各所述特征区域的权重值；

45、根据所述权重值确定各所述特征区域在印刷过程中的打印参数；

46、基于确定的各所述打印参数将所述待印目标打印至印刷对象上。

47、与现有技术相比，本发明的有益效果在于，所述视觉定位模块通过图像采集单元获取待印目标的图像信息，确保了后续处理的基础数据准确性。所述评估模块通过在特征区域定位准确后，属性分析单元和面积计算单元对特征区域进行深入分析，提供了关于特征区域属性和面积的数据。所述分配模块和所述确认模块通过对特征区域的重要程度判定和权重分配，确保了印刷质量的稳定性。所述执行模块根据确定模块提供的打印参数，控制打印头运动，输送墨水，并将待印目标按照确定的打印参数打印至印刷对象上，提高了印刷效率。

48、尤其，通过所述图像采集单元获取的高质量初始图像，结合所述特征提取单元的精确特征识别，所述位置确定单元能够计算出每个特征区域的准确位置，从而提高整个视觉定位系统的定位精度。通过对待印目标的精确识别和定位，所述视觉定位模块可以实现印刷过程的自动化控制，减少人工干预，提高生产效率。尤其，所述坐标计算子单元确保了特征区域的坐标计算准确无误，所述位置校正子单元进一步优化了这些坐标，消除了图像处理和采集过程中的误差，从而提高了定位的精度。通过位置校正子单元的不确定性评估，系统能够识别和纠正潜在的定位错误，增强了整个视觉定位系统的稳定性。

49、尤其，所述属性分析单元能够对特征区域进行深入分析，识别出其独特的属性，这有助于更准确地识别和区分不同的特征区域。所述重要程度判定单元能够综合属性分析和面积计算的结果，对特征区域的重要程度进行量化评估，从而提高评估的效率和准确性。

50、尤其，所述特征权重赋值子单元通过形状、纹理和颜色的多维度分析，所述特征权重赋值子单元能够更准确地识别图像中的关键特征。这有助于在印刷过程中精确地定位和处理这些特征，减少错误和缺陷。所述综合评分计算子单元和所述阈值判断子单元的引入使得印刷装置能够自动判断特征区域的重要性，而不需要人工干预。这提高了印刷装置的自动化水平，减少了人力成本和时间消耗。

51、尤其，所述参数分析单元通过为每个特征区域分配权重值和相应的打印参数，可以确保每个区域都根据其重要性和特性得到适当的处理。所述打印策略单元有助于优化印刷资源的使用，如墨水、纸张和印刷机的能力。通过合理的打印顺序和资源分配，可以提高生产效率，减少浪费。所述参数评估单元和所述打印策略单元的协同工作有助于快速确定最佳的打印参数，减少设置时间和准备时间。所述参数调整单元的实时优化能力可以在印刷过程中及时响应变化，确保连续的高效生产。

52、尤其，所述通过特征分析子单元对每个特征区域进行分析，可以确保每个区域的打印需求得到充分考虑。所述参数计算子单元根据特征分析的结果计算出最佳打印参数，有助于实现更高的印刷质量，确保图像清晰、颜色准确、细节丰富。

53、尤其，所述打印路径规划子单元根据所述墨水控制子单元提供的墨水供应情况来规划打印头的移动路径。这样可以确保墨水以最有效的方式喷射，减少不必要的移动，提高打印效率。所述打印质量监控子单元能够根据打印路径规划子单元提供的移动路径来监控打印过程中的质量。这样可以及时发现和纠正打印质量问题，确保最终的打印结果达到预期质量标准。所述错误处理恢复子单元的介入可以在打印过程中及时识别和解决打印质量问题，减少废品率的产生。这不仅节省了材料和时间，也降低了成本。

54、尤其，通过精确控制打印头的运动，执行模块能够确保墨点准确地喷射到印刷对象上的预定位置，从而提高打印精度。执行模块能够根据打印头的运动提供适量的墨水，确保打印线条的流畅和墨迹的均匀，从而提升打印的整体质量。精确的墨水输送控制有助于减少墨水的浪费，因为系统可以根据实际需要提供墨水，而不是过量供应。