[发明专利]一种适用于喷墨打印的飞行墨滴检测装置及方法

摘要

本发明属于喷墨打印视觉检测技术领域，并公开了一种适用于喷墨打印的飞行墨滴检测装置，其包括视觉模块、控制模块、机械辅助模块，其中视觉模块包括两台相机、镜头、频闪光源，两台相机方向垂直；控制模块包括主控制器，用以对两套视觉硬件的触发信号时序进行控制，以及两个光源控制器；机械辅助模块包括机架及微调机构、墨液收集装置。本发明还公开了相应的检测方法及涉及多个检测参数的优化算法。通过本发明，能够多方位测量飞行墨滴多个参数并估算落点位置，测量更准确，且能实现高频喷射观测和阵列化飞行墨滴检测。

主权项

1.一种适用于喷墨打印的飞行墨滴检测装置，其特征在于，它包括视觉模块、控制模块和机械辅助模块，其中：所述视觉模块包括采用两套均采用频闪光源的相机，也即采用第一频闪光源的第一相机和采用第二频闪光源的第二相机，其中该第一相机和该第二相机被布置在同一高度上且相互保持垂直，并用于通过其配备的镜头分别采集由喷嘴喷射出的飞行墨滴在两个相互垂直投影面内的图像，并且两个方向上的所述镜头到观测位置的距离保持为相等；所述控制模块包括主控制器、第一光源控制器和第二光源控制器，其中该主控制器用于在喷嘴喷射时对两个所述相机的曝光信号进行控制；该第一、第二光源控制器对应于所述第一、第二相机配套使用，并基于所述主控制器的指令，分别控制对应的所述第一、第二频闪光源的闪光信号，由此执行间歇式点亮；所述机械辅助模块包括机架、墨液收集单元和微调机构，其中该机架具有两个相互垂直的悬臂，并分别在其上安装一套所述采用频闪光源的相机；该墨液收集单元布置在所述相机的下方，并用于收集从喷嘴喷射的墨液；该微调机构对应于所述第一、第二相机而设置，并分别基于所述视觉模块的实时检测结果反馈，对所述相机及镜头的实际位置进行调节；此外，上述飞行墨滴检测装置采用以下方式执行对飞行墨滴的体积的测量过程：首先通过所述主控制器实现两套所述相机的同时曝光采图，并以一定的阈值对墨滴在两个互相垂直方向上的投影图像进行边缘检测，计算墨滴高度h及两个方向的最大宽度a、b；接着将墨滴离散成厚度均为△h的n个切片层沿高度方向叠加，并将各切片层横截面拟合为椭圆，在一个方向的投影图像中计算各切片层宽度即椭圆长轴，在另一方向的投影图像中计算各切片层宽度即椭圆短轴；继续引入一个异于前述阈值的新阈值对两个方向的投影图像进行边缘检测，相应基于以下表达式来计算墨滴的实际体积V：其中，λ表示加权系数且0≤λ≤1，可由实验测得；a_i、b_i分别表示用第一阈值进行边缘检测，编号为i的切片层横截面上椭圆的长轴和短轴，并且i＝1,2,…,n；a′_j、b′_j分别表示用第二阈值进行边缘检测，编号为j的切片层横截面上椭圆的长轴和短轴，并且j＝1,2,…,n′。