详情

原文传递一种基于双CCD传感器的片材拼接对齐系统及对齐方法

专利名称：	一种基于双CCD传感器的片材拼接对齐系统及对齐方法
摘要：	本发明公开了一种基于双CCD传感器的片材拼接对齐系统及对齐方法，片材拼接对齐系统包括控制模块、执行机构和两个线阵CCD传感器模块，执行机构包括用于放置第一片材的移动平台和用于驱动移动平台沿与X方向垂直的Y方向移动的驱动单元，两个线阵CCD传感器模块分别与控制模块通信连接且两个线阵CCD传感器模块沿X方向并排布置，控制模块与驱动单元通信连接，用于根据两个线阵CCD传感器模块采集的信号控制驱动单元驱动移动平台移动到目标位置。本发明能够有效识别除片材边缘线特征之外的印刷线、图案等其他目标特征，适用范围更加广泛，且可有效提高拼接过程中目标特征对齐的精度。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	重庆;50
申请人：	重庆编福科技有限公司
发明人：	游云;罗人轩;刘祖泽
专利状态：	有效
申请日期：	2022-08-23T00:00:00+0800
发布日期：	2022-12-23T00:00:00+0800
申请号：	CN202211014716.8
公开号：	CN115504311A
代理机构：	北京中政联科专利代理事务所(普通合伙)
代理人：	曲晶晶
分类号：	B65H43/08;B65H29/20;G01B11/00;G01B11/02;B;G;B65;G01;B65H;G01B;B65H43;B65H29;G01B11;B65H43/08;B65H29/20;G01B11/00;G01B11/02
申请人地址：	400000 重庆市江北区港桥支路12号3-2
主权项：	1.一种基于双CCD传感器的片材拼接对齐系统，用于使沿X方向并排放置的待拼接的第一片材和第二片材的对应的目标特征对齐，其特征在于，所述片材拼接对齐系统包括控制模块、执行机构和两个线阵CCD传感器模块，其中，所述执行机构包括用于放置所述第一片材的移动平台和用于驱动所述移动平台沿与所述X方向垂直的Y方向移动的驱动单元；两个所述线阵CCD传感器模块分别与所述控制模块通信连接且两个所述线阵CCD传感器模块沿X方向并排布置，其中一个线阵CCD传感器模块用于采集所述第一片材对应的第一目标区域的第一图像，并基于图像识别确定所述第一图像中的第一目标特征的位置信息，另一个线阵CCD传感器模块用于采集所述第二片材对应的第二目标区域的第二图像，并基于图像识别确定所述第二图像中的第二目标特征的位置信息，其中，所述第一目标特征、第二目标特征分别为位于所述第一片材、第二片材上且第一片材和第二片材拼接时需要对齐的特征；所述控制模块与所述驱动单元通信连接，所述控制模块用于根据所述第一目标特征的位置信息和所述第二目标特征的位置信息计算所述移动平台的移动方向和移动距离，并根据计算得到的所述移动平台的移动方向和移动距离生成驱动控制信号，其中，所述驱动控制信号用于控制所述驱动单元驱动所述移动平台移动到目标位置，以使所述第一目标特征和第二目标特征对齐。 2.根据权利要求1所述的基于双CCD传感器的片材拼接对齐系统，其特征在于，两个所述线阵CCD传感器模块的光敏元件均沿Y方向排列，且两个所述线阵CCD传感器模块的中心位置的光敏元件之间的连线与X方向平行。 3.根据权利要求2所述的基于双CCD传感器的片材拼接对齐系统，其特征在于，所述线阵CCD传感器模块包括LCD触摸屏，所述LCD触摸屏用于显示采集到的图像，并用于接收用户交互操作以在采集到的图像上标记所述目标特征。 4.根据权利要求3所述的基于双CCD传感器的片材拼接对齐系统，其特征在于，所述基于图像识别确定所述第一图像中的第一目标特征的位置信息包括：基于差分算法和快速傅里叶变换计算出所述第一图像中色度值跳变大于预设色度阈值的预设色度阈值的各第一预选特征得到第一预选特征集；将所述第一预选特征集中各预选特征的色度值与预先标记的目标特征的色度值进行比对，并根据比对结果确定所述第一目标特征；基于所述第一目标特征对应的像素点在所述第一图像中的具体位置，以及第一图像中各像素点的具体位置与所述线阵CCD传感器模块的成像区域中各像素点位置坐标的映射关系得到所述第一目标特征的位置信息；所述基于图像识别确定所述第二图像中的第二目标特征的位置信息包括：基于差分算法和快速傅里叶变换计算出所述第二图像中色度值跳变大于预设色度阈值的各第二预选特征得到第二预选特征集；将所述第二预选特征集中各预选特征的色度值与预先标记的目标特征的色度值进行比对，并根据比对结果确定所述第二目标特征；基于所述第二目标特征对应的像素点在所述第二图像中的具体位置，以及第二图像中各像素点的具体位置与所述线阵CCD传感器模块的成像区域中各像素点位置坐标的映射关系得到所述第二目标特征的位置信息。 5.根据权利要求4所述的基于双CCD传感器的片材拼接对齐系统，其特征在于，所述驱动单元包括驱动电机、主动齿轮、从动齿轮和丝杠副，所述驱动电机的信号输入端与所述控制模块连接，所述驱动电机的输出轴与所述主动齿轮固定连接，所述主动齿轮与所述从动齿轮啮合，所述从动齿轮与所述丝杠副的丝杆的驱动端固定连接，所述丝杠副的螺母与所述移动平台连接。 6.根据权利要求5所述的基于双CCD传感器的片材拼接对齐系统，其特征在于，所述根据所述第一目标特征的位置信息和所述第二目标特征的位置信息计算所述移动平台的移动方向和移动距离包括：根据所述第一目标特征的位置信息、线阵CCD传感器模块的检测范围和线阵CCD传感器模块的分别率得到所述第一目标特征对应的像素点位置；根据所述第二目标特征的位置信息、线阵CCD传感器模块的检测范围和线阵CCD传感器模块的分别率得到所述第二目标特征对应的像素点位置；根据所述第一目标特征对应的像素点位置和第二目标特征对应的像素点位置得到所述移动平台的移动方向和移动距离。 7.根据权利要求5所述的基于双CCD传感器的片材拼接对齐系统，其特征在于，所述根据计算得到的所述移动平台的移动方向和移动距离生成驱动控制信号包括：根据计算得到的所述移动平台的移动方向、移动距离和所述主动齿轮与传动齿轮之间的传动比计算所述驱动电机的转动方向和需要转动的圈数；基于计算得到的所述驱动电机需要转动的圈数和驱动电机旋转一圈所需的霍尔脉冲数计算驱动所述驱动电机所需的霍尔脉冲数；基于计算得到的驱动所述驱动电机所需的霍尔脉冲数和所述驱动电机的转动方向生成所述驱动控制信号。 8.根据权利要求3-7任一项所述的基于双CCD传感器的片材拼接对齐系统，其特征在于，所述线阵CCD传感器模块还包括单色CCD芯片、主控MCU和RGB背光模组，所述单色CCD芯片和RGB背光模组分别与所述主控MCU连接。 9.一种基于双CCD传感器的片材拼接对齐方法，其特征在于，应用于权利要求1-8任一项所述的基于双CCD传感器的片材拼接对齐系统，所述方法包括如下步骤： S1，调节两个线阵CCD传感器模块的安装位置，使得两个所述线阵CCD传感器模块的光敏元件均沿Y方向排列，且两个所述线阵CCD传感器模块的中心位置的光敏元件之间的连线与X方向平行； S2，初始化所述片材拼接对齐系统； S3，将第一片材和第二片材放置在待拼接位置，使得第一片材与第二片材的对应的目标特征对齐，且使得第一片材和第二片材上的目标特征分别正对两个线阵CCD传感器模块的中心点； S4，通过两个线阵CCD传感器模块分别采集第一片材和第二片材的图像，并分别在两个线阵CCD传感器模块采集的图像上标记目标特征； S5，启动所述片材拼接对齐系统，以通过所述片材拼接对齐系统使待拼接的第一片材和第二片材对齐。 10.根据权利要求9所述的基于双CCD传感器的片材拼接对齐方法，其特征在于，所述通过所述片材拼接对齐系统使待拼接的第一片材和第二片材对齐包括：通过其中一个线阵CCD传感器模块采集所述第一片材对应的第一目标区域的第一图像，并基于图像识别确定所述第一图像中的第一目标特征的位置信息，并通过另一个线阵CCD传感器模块采集所述第二片材对应的第二目标区域的第二图像，并基于图像识别确定所述第二图像中的第二目标特征的位置信息；通过所述控制模块根据所述第一目标特征的位置信息和所述第二目标特征的位置信息计算所述移动平台的移动方向和移动距离，并根据计算得到的所述移动平台的移动方向和移动距离生成驱动控制信号；所述驱动单元基于所述驱动控制信号驱动所述移动平台移动到目标位置，以使所述第一目标特征和第二目标特征对齐。