基于电磁波定位技术的大幅面打印系统技术方案

一种基于电磁波定位技术的大幅面打印系统，完全不同于传统打印机的结构和模式，只需要将电磁波定位器放置在打印区域四周，就可以实现对单台或多台移动打印设备进行定位和定向，从而完成不受幅面限制的打印。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种能在室内或室外进行大幅面、高清晰度、高速度的大幅面打印系统。技术背景目前，在大幅面打印领域，包括针式、喷墨、喷蜡、激光等打印技术，供纸方式通常都 是采用纸辊，用以打印连续长度但宽度固定的幅面。其不足之处是打印宽度仍然受限制； 打印介质受限制；打印速度也很难更大幅度提高。
技术实现思路
针对目前大幅面打印的不足之处，本专利技术提供了一种基于电磁波定位技术的打印系统。 本系统采用电磁波定位方式定位移动打印设备，可以使得一个或多个移动打印设备同时打印。 本文所指的移动打印设备(2),可以是一种程序控制的自动打印机器人，也可以是靠外力驱 动的自动打印设备，该移动打印设备靠电磁波进行定位，可以根据需要安装彩色打印头。本专利技术所提到的电磁波包括各种频率范围的电磁波，如无线电波、光波、X射线和Y射 线等。用于本专利技术的定位用途的电磁波，最理想的应是微波频段的电磁波。本专利技术要解决的主要技术问题是定位精度的问题，因为定位精度直接关系到打印精度。由 于电磁波受温度、气压、风速等诸多外界因素的影响很小，所以通过电磁波测量得到的距离 可以认为是实际距离。但是目前影响精度的主要瓶颈是在測距电路方面，随着技术进步，这 一点会很快得到改观。下面是几种目前较为典型的电磁波定位技术。光学测距，包括激光、红外光和其他光源为载波的光电測距，精度在lcm以上，但是设 备复杂，器件昂贵，不适合针对本专利技术的小范围应用。GPS (Global Positioning System,全球定位系统)是目前应用最为广泛的室外定位技 术，但是无法进行针对本系统的高精度定位。Wi-Fi (Wireless Fidelity,无线保真)定位是可以应用于小范围的室内定位，成本较 低，但是很容易受到其他信号干扰，定位误差不稳定，而且定位器的能耗较高。蓝牙(Bluetooth)定位，与Wi-Fi相似，主要应用于小范围定位，但是同样有定位误差 不稳定，受噪声信号干扰大的缺点。Zigbee定位是一种短距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的定位技术。但是其3 米以上的定位误差使其无法用于本专利技术。U冊(Ultra-Wideband,超宽带)无线定位技术由于功耗低、抗多径效果好、具有极强的 穿透能力、系统复杂度低、能提供非常精确的定位精度等优点。UWB的定位精度在理论上可 以达到2cm。因此,UWB无线定位技术是本专利技术最理想的电磁波定位技术。随其定位精度的进一步提高， 本专利技术的打印精度也会相应提高。本专利技术采用三点定位原理，即平面上知道三点的位置，并測得另外某点分别距三点的距 离，则该点的位置也就知道了。本系统采用3个或3个以上电磁波定位器(1)，安排在打印 区域(4)四周。移动打印设备(2)通过计算同一时刻多个电磁波定位装置的反馈时间来得 到每个电磁波定位器(1)距离移动打印设备(2)的距离，进而计算出移动打印设备(2)自 身的坐标位置。本专利技术的主要设备是电磁波定位器(1)、移动打印设备(2)。本专利技术的思路是，采用3 个或3个以上电磁波定位器(1),安排在打印区域(4)四周，放置电磁波定位器(1)时， 不用测量电磁波定位器(1)的位置，只要分散开就可以。打印区域(4)的内部放置1台或 多台移动打印设备(2)。移动打印设备(2)与电磁波定位器(1)之间通过电磁波測量它们 之间的距离。电磁波定位器(1)与其它电磁波定位器(1)之间也通过电磁波测量它们之间 的距离。移动打印设备(2)在打印之初只需要知道至少2个矩形打印区域(4)的端点位置。 剩下的就是自动打印过程。采用基于电磁波定位技术的大幅面打印系统的有益效果是可以实现在比较平整的大型 平面，包括大幅面纸张、墙壁、广告牌等水平面上进行基本不受幅面限制的大幅面打印；可 以实现单台设备或多台设备分布式自动打印；也可以实现手持设备在垂直的墙壁上进行大幅 面打印，就像刷油漆一样。例如用于室内装饰，可以实现直接在墙壁上的印刷。如果是垂直 的大型平面，如在大型户外广告牌上，则可以采用多台类似吸盘式爬壁机器人的设备进行大 幅面高速度的自动图像打印，从而节省大量人力物力，节约成本。附图说明下面结合附图对本专利技术进一步说明。 图1是本专利技术采用多台移动打印设备的工作示意图。 图2是本专利技术的电磁波信号传递示意图。 图3是电磁波定位器(1)内部模块图。 图4是移动打印设备(2)内部模块图。 图5是电磁波定位器(1)工作流程图。 图6是移动打印设备(2)的定位打印工作流程图。 图7是移动打印设备(2)初始化过程定位和定向原理图A。 图8是移动打印设备(2)初始化过程定位和定向原理图B。 图9是移动打印设备(2)打印过程中定位和定向原理图A。 图10是移动打印设备(2)打印过程中定位和定向原理图B。图中(1)为电磁波定位器；(2)为移动打印设备；(3)为计算机控制器；(4)为打印 区域；(5)为电磁波定位器(1)的控制系统；(6)为电磁波定位器(1)的电磁波信号收发 系统；(7)为移动打印设备(2)的控制系统；(8)为移动打印设备(2)的电磁波定位信号 收发系统；(9)为移动打印设备(2)的电磁波数据信号收发系统；(10)为移动打印设备(2)的存储系统；(11)为移动打印设备(2)的打印系统；(12)为移动打印设备(2)的驱动系 统；(13)为电磁波定位器(1)工作流程的初始化过程；(14)为电磁波定位器(1)工作流 程之接收电磁波信号过程；(15)为电磁波定位器(1)工作流程之判断信号是否是发给本定 位器；(16)为电磁波定位器(1)工作流程之反馈电磁波信号过程；(17)为移动打印设备(2) 工作流程的初始化过程；(18)为移动打印设备(2)工作流程之判断是否打印完成；(19)为 移动打印设备(2)工作流程的发送和接收电磁波定位器反馈信号过程；(20)为移动打印设 备(2)工作流程之判断反馈有效信息的电磁波定位器数量是否不小于3; (21)为移动打印 设备(2)工作流程之判断电磁波定位器(1)的反馈信号是否有效；(22)为移动打印设备(2) 工作流程的计算当前位置过程；(23)为移动打印设备(2)工作流程的判断是否在直线移动 的不同2点进行了不少于2次的定位；(24)为移动打印设备(2)工作流程的直线移动过程；(25)为移动打印设备(2)工作流程的计算当前方向过程；(26)为移动打印设备(2)工作 流程之判断是否方向正确；(27)为移动打印设备(2)工作流程之判断是否位置正确；(28) 为移动打印设备(2)工作流程之判断是否无须改变自身位置或方向；(29)为移动打印设备(2)工作流程修正方向和位置过程；(30)为移动打印设备(2)工作流程之在可控制位置和 方向精度的范围内进行打印的过程；(31)是坐标原点位置，(31) (32) (33) (34)所围成的 矩形区域就是打印区域(4)。 (35) (36) (37)是电磁波定位器(1)在坐标系中的位置。(38)(39)是打印过程中移动打印设备(2)在坐标系中直线移动过程中前后两次定位的位置。具体实施方式本专利技术的实施方案，即图1所示，由1台计算机控制器(4), 1台或多台移动打印设备(2)， 3台或3台以上电磁波定位器(1)组成。图像文件存储在计算机控制器(4)内。计算机控 制器根据本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大幅面打印系统，主要由电磁波定位器（１）和移动打印设备（２）构成，其特征是系统采用了电磁波三点定位的原理对移动打印设备（２）进行定位和定向。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：梁勇，
申请(专利权)人：梁勇，
类型：发明
国别省市：14[中国|山西]