双激光头标定方法技术

本发明专利技术属于3D打印领域，具体公开了双激光头标定方法，包括在标定系统内进行双激光头的标定操作，所述标定系统包括3D打印设备、标定板、两组激光摄像装置和移动机构。在标定过程中，利用移动机构带动两组激光摄像装置进行移动拍摄，能够同时获取两组基准图像，通过计算两组基准图像的特征坐标的平均值，能够降低移动机构运行造成的偏差，提高基准图像的坐标参考精度；利用激光头和摄像头相互配合，进一步为摄像头的图像获取提供拍摄识别基准点，提高标定区域的拍摄精度；通过移动机构来对激光摄像装置的位置进行调整，使其能够拍摄到标定板中的各标定区，避免了人为操作中的误差，同时减少标定时间、提高标定精度和效率。提高标定精度和效率。提高标定精度和效率。

【技术实现步骤摘要】
双激光头标定方法


[0001]本专利技术涉及3D打印领域，具体为一种用于3D打印的双激光头标定方法。

技术介绍

[0002]3D打印技术是一种立体实物快速成型的打印技术，主要是以数学模型为基础，以逐层打印的方式来构造实物，而目前大部分3D打印机都采用粉末或液体等形态的可粘合性材料作为原材料，在打印过程中，为了高精度固化可粘合性材料，通常在3D打印机的原材料树脂槽的上方设置刮刀装置，以便每次原材料树脂槽内固化一层原材料时，通过刮刀装置可在其上面覆盖上另一层未固化的原材料以供下次固化作业，如此往复操作刮刀装置，层层叠加原材料并固化，从而堆叠制成三维实物。
[0003]在目前的上投影(亦称顶面曝光)DLP 3D打印设备的光学标定过程中，标定摄像机和 DLP光机被置于同一侧，并通过标定摄像机和DLP光机同时照射置于打印基准面上的标定板进行标定，但由于标定板通常采用反光材质的玻璃板，所述标定摄像机和DLP光机同时照射标定板，会因标定板反光的缘故给标定过程中的拍照工作带来很大干扰，致使标定操作困难或不精准。
[0004]再者，目前的3D打印机采用摄像机拍照的方法来实现对DLP光机的光学校正，拍照过程通常是人工完成。通过对比标定板上标定点位置和3D打印机投影出的标记点来完成光学校正，因此，通常要求摄像机的在XY两个方向的像素点是DLP内DMD芯片在XY 两个方向的2.5倍以上。当DLP打印机的像素点很多时，例如3840
×
2160个像素，如果使用单个相机拍摄单幅图片(这幅图片包含了整个DLP光机投出的标记点)，需要使用像素点非常多的摄像机，这种摄像机通常价格非常昂贵。当3D打印机的像素点进一步增多时，例如7680
×
4320个像素(4台3840
×
2160光机拼接而成)，市面上很难找到像素点满足要求的摄像机。
[0005]因此，需要对DLP光机的投影区域进行划分(例如将3840
×
2160分成10份(5
×
2划分)，每份只有768
×
1080)，每次只拍摄一个很小区域，通过多次拍摄，之后将所有拍摄到的图像进行拼接得到一幅像素数量满足要求的图像，然后再进行光学标定。当需要拍摄的图像数量很多时，会对操作人员(生产和售后人员)带来非常大的工作压力，而且标定时间非常长，相应地，标定的精准度也会有下降；同时，使用单一的摄像头进行图像获取，受移动机构的运行偏差的影响较大，导致标定计算的误差较大。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种用于3D打印的双激光头标定方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：双激光头标定方法，包括在标定系统内进行双激光头的标定操作，所述标定系统包括：
[0008]3D打印设备，所述3D打印设备包括机架以及位于所述机架中并设置于一打印基准面上侧预设位置的多个能量辐射装置；
[0009]标定板，设置在所述打印基准面上，所述标定板包括分别对应所述能量辐射装置的多个标定区；
[0010]两组激光摄像装置，在所述标定板下表面一侧的预设位置，用于在标定作业中依次拍摄每一标定区对应的标定板的下表面以获得两组透射图像，以通过调整两组所述透射图像与预先获得的基准图像的差异对所述多个能量辐射装置进行标定；每组激光摄像装置均包括一个摄像头和一个激光头，两组激光摄像装置并排且间隔设置，且所述激光头在标定板上的照射点置于对应摄像头拍摄区域的中心位置处；
[0011]移动机构，设置在所述机架底部一侧的预设位置用于装设所述激光摄像装置，用以在标定作业中带动两组激光摄像装置沿预设的路径同步运动，以分别拍摄每一标定区对应的所述标定板的下表面以获得所述透射图像；
[0012]具体标定方法如下：
[0013]S1、在所述打印基准面上设置一上表面布设有多个标定点的标定板，并使所述标定板的上表面与所述能量辐射装置的分布区域相对应；以及在所述机架底部一侧的预设位置设置一移动机构，并在所述移动机构上装设两组激光摄像装置，所述标定板包括分别对应每一所述能量辐射装置的多个标定区；
[0014]S2、令一光源照射所述标定板的上表面；
[0015]S3、令两组激光摄像装置随移动机构沿预设的路径同步运动以分别拍摄每一标定区对应的所述标定板的下表面以依次获得多幅基准图像；
[0016]S4、将两组激光摄像装置获得的基准图像进行平均值处理，对同一标定区域拍摄的两幅基准图像的坐标值求平均值，获得多幅基准图像的特征坐标的平均值；
[0017]S5、令所述能量辐射装置向所述标定板的上表面中的各所述标定区投射标定图像；
[0018]S6、令两组激光摄像装置再次沿预设的路径运动以分别拍摄每一标定区对应的所述标定板的下表面以依次获得多幅透射图像；
[0019]S6、通过调整每一标定区相对应的透射图像的特征坐标的平均值与基准图像的特征坐标的差异对所述多个能量辐射装置进行标定。
[0020]进一步的，所述移动机构包括：
[0021]Y轴移动机构，设置在所述机架底部一侧的预设位置，包括Y向导轨、设置在所述Y 向导轨上的Y向滑块以及用于驱动所述滑块的Y轴驱动电机；
[0022]X轴移动机构，设置在所述Y轴移动机构上，包括X向导轨、设置在所述X向导轨上的两个X向滑块以及用于驱动所述滑块的X轴驱动电机；
[0023]预留安装位，设置在两个所述X向滑块上用于装设两组激光摄像装置，用于在标定作业中带动所述激光摄像装置在所述Y轴驱动电机或X轴驱动电机的驱动下在Y轴方向或X 轴方向进行运动以分别拍摄每一标定区对应的所述标定板的下表面。
[0024]进一步的，所述能量辐射装置包括DLP光机装置。
[0025]进一步的，步骤S2中，通过所述多个能量辐射装置向所述标定板上表面投射预设亮度的纯色画面以照射所述标定板的上表面。
[0026]进一步的，步骤S2中，通过一外置光源向所述标定板上表面投射预设亮度的光照以照射所述标定板的上表面。
[0027]进一步的，所述多幅透射图像中每两个相邻透射图像具有至少一列或至少一行共用标定点。
[0028]进一步的，步骤S6中，具体步骤如下：
[0029]S61、令两组激光摄像装置依次拍摄第一标定区，获得两组第一透射图像；
[0030]S62、依据所述标定板中第一标定区的标定点的物理坐标计算以获得所述第一透射图像中标定点成像的特征点的特征坐标；
[0031]S63、依据所述特征坐标确定所述激光摄像装置每次的移动距离，以便所述激光摄像装置沿预设的路径运动以分别拍摄每一标定区对应的所述标定板的下表面以获得多幅透射图像。
[0032]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0033]1、本专利技术提供的双激光头标定方法，在标定过程中，利用移动机构带动两组激光摄像装置进行移动拍摄，能够同时获取两组基准图像，通过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.双激光头标定方法，其特征在于，包括在标定系统内进行双激光头的标定操作，所述标定系统包括：3D打印设备，所述3D打印设备包括机架(1)以及位于所述机架(1)中并设置于一打印基准面上侧预设位置的多个能量辐射装置(3)；标定板(2)，设置在所述打印基准面上，所述标定板(2)包括分别对应所述能量辐射装置(3)的多个标定区；两组激光摄像装置(5)，在所述标定板(2)下表面一侧的预设位置，用于在标定作业中依次拍摄每一标定区对应的标定板的下表面以获得两组透射图像，以通过调整两组所述透射图像与预先获得的基准图像的差异对所述多个能量辐射装置(3)进行标定；每组激光摄像装置(5)均包括一个摄像头和一个激光头，两组激光摄像装置(5)并排且间隔设置，且所述激光头在标定板上的照射点置于对应摄像头拍摄区域的中心位置处；移动机构(4)，设置在所述机架(1)底部一侧的预设位置用于装设所述激光摄像装置(5)，用以在标定作业中带动两组激光摄像装置(5)沿预设的路径同步运动，以分别拍摄每一标定区对应的所述标定板的下表面以获得所述透射图像；具体标定方法如下：S1、在所述打印基准面上设置一上表面布设有多个标定点的标定板(2)，并使所述标定板(2)的上表面与所述能量辐射装置(3)的分布区域相对应；以及在所述机架(1)底部一侧的预设位置设置一移动机构(4)，并在所述移动机构(4)上装设两组激光摄像装置(5)，所述标定板(2)包括分别对应每一所述能量辐射装置(3)的多个标定区；S2、令一光源照射所述标定板(2)的上表面；S3、令两组激光摄像装置(5)随移动机构(4)沿预设的路径同步运动以分别拍摄每一标定区对应的所述标定板(2)的下表面以依次获得多幅基准图像；S4、将两组激光摄像装置(5)获得的基准图像进行平均值处理，对同一标定区域拍摄的两幅基准图像的坐标值求平均值，获得多幅基准图像的特征坐标的平均值；S5、令所述能量辐射装置(3)向所述标定板(2)的上表面中的各所述标定区投射标定图像；S6、令两组激光摄像装置(5)再次沿预设的路径运动以分别拍摄每一标定...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴晨涛，姜闻博，
申请(专利权)人：上海莘临科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：