[发明专利]基于机器视觉的套印误差检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及到印机行业智能制造技术，具体涉及到一种基于机器视觉的套印误差检测方法。

背景技术

多色印刷需要将不同色版，不同图文印刷重叠套准，依照一定次序印刷。因此，检查印品质量的关键是印刷机套印精度。

传统的套印标记主要包括猫眼、单圆和十字线标志三种，这类套印标记发明用于人工检测套印误差，所以受到人主观信息的严重影响而且人工判断效率低精度差难以适用当今的印刷现状。随着机器视觉与数字图像处理技术的发展，用数字图像处理技术检测套印误差的技术成为一种趋势。

现有的一些基于机器视觉的套印误差检测方法，例如针对十字线图像，有通过匹配技术确定各原色的中心坐标，由坐标的偏差确定套准误差的方法，还有根据差影法计算模板图与搜索图的差值图来检测套准误差，但是一旦原色重叠将无法找到对应原色中心，说明四个十字线图像并不适合机器视觉套印误差检测。“米”字型图标套印误差检测依赖于不同颜色线的首尾位置和倾斜角度来进行套印误差的计算，然而印刷过程中像素可能丢失，收尾位置计算会受到严重影响，难以保证鲁棒性和计算精度。原色色点图标通过测量色点圆心之间的距离，且将与设定的标准距离相比较表征套准精度，然而只适用于颜色较少的印刷机同时也无法解决标记重叠问题。

发明内容

本发明提供一种基于机器视觉的套印误差检测方法，以解决现有技术计算量大，无法解决定位标记重叠、缺失等引起的检测误差较大的技术问题，使得印机能够自动校准套印误差。

本发明提供了一种基于机器视觉的套印误差检测方法，包括以下步骤：

s1采集目标检测图像。在印刷单元经过所有印刷步骤后，相机自动采集印刷单元上的固定区域，该区域包含所有定位标记。

s2根据采集目标图像左边与下边两个边缘方向以及规定好的原点位置建立xoy坐标系，通过黑色定位标记的边缘计算出其相对于xoy坐标系的偏转角度。通过平移和旋转，将标记的中心点置于xoy坐标系的原点，使得标记边缘与坐标系完全重合，没有偏转角度；

s3将黑色定位之后，以xoy坐标系作为标准，对除印刷机黑色外的其他颜色定位标记计算面积总和，如果标记标准面积相加总和与计算结果差值小于等于规定好的阈值，则执行s4，如果标记标准面积相加总和与计算结果的差值大于规定好的阈值，则执行s5；

s4对采集目标图像进行模板匹配。找出定位标记的中心坐标与标准中心位置的上移偏差和下移偏差，根据中心位置确定对应印刷机颜色，根据偏移量确定对应颜色所在的横纵校准装置的调整方向和调整量；

s5对采集目标图像进行边缘提取。根据印刷机各颜色对应的定位标记边缘坐标值及中心位置，分析计算套准误差，根据偏移量确定对应印刷机颜色所在的横纵校准装置的调整方向和调整量。

采用上述技术方案后，本发明的技术方案存在以下有益效果：

利用机器视觉技术，通过工控机安装的套印误差检测系统分析目标图像，得到套印产生的误差，将误差返回给校准装置，校准装置调节误差，印刷机可以根据对应色标的偏移情况精确调整下一印刷单元的套印位置，实现印刷套印误差自动校准。方法采用十字代表印刷机黑色版，其余不同形状定位标记代表不同印刷机颜色可以适用于各种印刷机，既摆脱了颜色造成的影响，也减少了图像预处理过程以节约时间，而且可采用黑白相机采集图像以节约成本。在不重叠情况下，使用模板匹配可以克服真实印刷过程中各种因素造成的边缘不规则、边缘缺失等问题，能够快速有效地定位标记中心，计算套印误差。面对重叠的情况采用图像边缘分割来计算套准误差解决了图像重叠无法定位中心的问题，而且计算方法简单无需消耗过多时间。

较佳地，不同印刷机颜色对应不同形状定位标记，定位标记的宽度与高度保持一致，标记之间的间距为标记宽度的一半，标记的最下边缘在同一水平线上时标记中心也能保持在同一水平线。印刷机黑色定位标记为“十”形状。

较佳地，所述除印刷机黑色外的定位标记标准面积相加总和与计算结果差值的阈值规定为面积总和的1/20-1/30。在进行套印之前，事先需要设计好定位标记大小，根据大小设置阈值，阈值过大会干扰进一步的图像分析，不利于定位标记的准确识别。

较佳地，提取边缘后不考虑重叠边缘，色块上下边缘确定简单，取出灰度阶调变化较大的地方，根据未重叠边缘及形状宽度高度推测重叠边缘位置。计算两个定位标记的横向误差时，只需要分离这两个标记的边缘。

较佳地，所述的匹配模板大小与相机采集图像大小相一致，包含所有颜色对应定位标记和标记标准位置。