用于3D打印机的光学单元的拼接校准的方法与流程

    技术2025-02-03  50


    本发明涉及3d打印,具体而言,涉及一种用于3d打印机的光学单元的拼接校准的方法。


    背景技术:

    1、当前3d打印技术有激光立体印刷(sla)、数字光处理成型(dlp)、液晶显示技术(lcd)、熔融沉积成型(fdm)、选择性激光烧结(sls)等。

    2、由于数字光处理成型(dlp)较难兼顾精度和成型幅面,为了扩大打印成型幅面并且不牺牲打印精度,可以采用光机拼接的方式(即,同时使用至少两个光机或投影设备进行目标图像的不同部分进行投影,最终获得组合的投影图像)。但由于光机部分的物理结构会随时间或者温度变化发生微小变形或者光机的物理位置发生轻微偏移,导致拼接区精度变差。

    3、针对上述的问题,目前尚未提出有效的解决方案。


    技术实现思路

    1、本发明实施例提供了一种用于3d打印机的光学单元的拼接校准的方法,以至少解决相关技术中采用标定工具来进行光学单元拼接的校准导致校准效率较低的技术问题。

    2、根据本发明实施例的一个方面,提供了一种用于3d打印机的光学单元的拼接校准的方法,3d打印机包括至少两个光学单元,其中至少两个光学单元包括第一光学单元和与其相邻的第二光学单元,方法包括:控制第一光学单元投光至第一区域以形成第一特征,控制第二光学单元投光至第二区域以形成第二特征;获取拼接区域的图像,其中拼接区域包括第一区域的至少一部分和第二区域的至少一部分,并且拼接区域包括第一特征和第二特征;确定所述第一特征和所述第二特征的位置关系;并且根据位置关系对第一光学单元和/或第二光学单元进行校准。

    3、在某些实施例中,确定第一特征和第二特征的位置关系,并根据位置关系判断是否需要光学单元拼接校准包括:分别计算第一特征和第二特征在水平方向和竖直方向的距离值;比较水平方向的距离值与预设水平距离阈值,并比较竖直方向的距离值与预设竖直距离阈值;当水平方向的距离值小于或等于预设水平距离阈值,并且竖直方向的距离值小于或等于预设竖直距离阈值时,判断无需进行光学单元拼接校准。

    4、在某些实施例中,当水平方向的距离值大于预设水平距离阈值时,对第一光学单元和/或第二光学单元进行校准;和/或,当竖直方向的距离值大于预设竖直距离阈值时,对第一光学单元和/或第二光学单元进行校准。

    5、在某些实施例中,第一特征包括一个或多个特征点,并且第二特征包括一个或多个特征点,其中位置关系由第一特征的一个或多个特征点的中心和第二特征的一个或多个特征点的中心确定。

    6、在某些实施例中,位置关系包括第一特征与第二特征之间的角度偏差,角度偏差由第一特征的沿预定方向布置的多个特征点/组和第二特征的沿预定方向布置的多个特征点/组确定。预定方向是例如竖直方向或水平方向,这取决于第一光学单元和第二光学单元之间的位置关系,例如竖直相邻或水平相邻。

    7、在某些实施例中,前述方法还包括根据位置关系对第一光学单元和/或第二光学单元进行校准。对光学单元进行校准包括对相应的图像进行平移旋转补偿。在必要时还可移动光学单元物理结构。

    8、在某些实施例中,在第一特征中包括多个第一特征组,第二特征中包括多个第二特征组,其中,多个第一特征组与多个第二特征组一一对应,第一特征组中包括一个或多个特征点,第二特征组中包括一个或多个特征点,确定第一特征和第二特征的位置关系,并根据位置关系判断是否需要光学单元拼接校准,包括:分别计算多个第一特征组中中心特征点和对应的第二特征组中中心特征点在水平方向和竖直方向的距离值,得到多个水平距离值和多个竖直距离值;分别计算多个水平距离值和多个竖直距离值的平均值,得到水平距离平均值和竖直距离平均值;比较水平距离平均值与预设水平距离阈值,并比较竖直距离平均值与预设竖直距离阈值;当水平距离平均值小于或等于预设水平距离阈值,并且竖直距离平均值小于或等于预设竖直距离阈值时,判断无需进行光学单元拼接校准。

    9、在某些实施例中,还包括:当水平距离平均值大于预设水平距离阈值时,对第一光学单元和/或第二光学单元进行校准;和/或,当竖直距离平均值大于预设竖直距离阈值时,对第一光学单元和/或第二光学单元进行校准。

    10、在某些实施例中,3d打印机包括至少两个光学单元,其中至少两个光学单元包括第一光学单元和与其相邻的第二光学单元,方法包括:控制第一光学单元投光至第一区域以形成第一特征,控制第二光学单元投光至第二区域以形成第二特征;获取拼接区域的图像,其中拼接区域包括第一区域的至少一部分和第二区域的至少一部分,并且拼接区域包括第一特征和第二特征;确定第一特征和第二特征的位置关系,并根据位置关系判断是否需要光学单元拼接校准。

    11、在某些实施例中,通过图像获取装置获取拼接区域的图像,其中图像获取装置的镜头与料盘之间满足预设的距离条件以减小光学畸变,其中料盘包括第一区域和第二区域。

    12、在某些实施例中,图像获取装置是手持显微镜,该手持显微镜直接接触料盘。

    13、在某些实施例中,第一光学单元与第二光学单元同时投光或先后投光。

    14、根据本发明实施例的另一方面,还提供了一种用于3d打印机的光学单元拼接校准的装置,3d打印机包括至少两个光学单元,其中至少两个光学单元包括第一光学单元和与其相邻的第二光学单元,装置包括:控制模块,用于控制第一光学单元投光至第一区域以形成第一特征,控制第二光学单元投光至第二区域以形成第二特征;获取模块,用于获取拼接区域的图像,其中拼接区域包括第一区域的至少一部分和第二区域的至少一部分,并且拼接区域包括第一特征和第二特征;确定模块,用于确定第一特征和第二特征的位置关系,并根据位置关系判断是否需要光学单元拼接校准。

    15、在某些实施例中,第一光学单元和第二光学单元是相同类型的光学单元,并且其中光学单元选自以下中任一项:dlp、lcd、oled、lcos、micro-led、mini-led。

    16、根据本发明实施例的又一方面,还提供了一种非易失性存储介质,非易失性存储介质包括存储的程序,其中,在程序运行时控制非易失性存储介质所在设备执行上述中任意一项用于3d打印机的光学单元的拼接校准的方法。

    17、根据本发明实施例的再一方面,还提供了一种计算机设备,计算机设备包括处理器,处理器用于运行程序,其中,程序运行时执行上述中任意一项用于3d打印机的光学单元的拼接校准的方法。

    18、根据本发明实施例的再一方面,还提供了一种计算机程序产品,包括计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现上述中任意一项用于3d打印机的光学单元的拼接校准的方法。

    19、在本发明实施例中,采用用于3d打印机的光学单元的拼接校准的方法,通过控制第一光学单元投光至第一区域以形成第一特征,控制第二光学单元投光至第二区域以形成第二特征;获取拼接区域的图像,其中拼接区域包括第一区域的至少一部分和第二区域的至少一部分,并且拼接区域包括第一特征和第二特征;确定第一特征和第二特征的位置关系,并根据位置关系判断是否需要光学单元拼接校准,达到了不依靠标定工具进行校准的目的,从而实现了提高光学单元拼接的校准效率的技术效果,进而解决了相关技术中采用标定工具来进行光学单元拼接的校准导致校准效率较低的技术问题。


    技术特征:

    1.一种用于3d打印机的光学单元的拼接校准的方法,其特征在于,所述3d打印机包括至少两个光学单元,其中所述至少两个光学单元包括第一光学单元和与其相邻的第二光学单元,所述方法包括:

    2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据位置关系对第一光学单元和/或第二光学单元进行校准包括:

    3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,还包括:

    4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一特征包括一个或多个特征点,并且第二特征包括一个或多个特征点,其中所述位置关系由第一特征的一个或多个特征点的中心和第二特征的一个或多个特征点的中心确定。

    5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述位置关系包括第一特征与第二特征之间的角度偏差,所述角度偏差由第一特征的沿预定方向布置的多个第一特征组和第二特征的沿预定方向布置的多个第二特征组确定。

    6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一光学单元和第二光学单元是相同类型的光学单元,并且其中光学单元选自以下中任一项:dlp、lcd、oled、lcos、micro-led、mini-led、液晶投影。

    7.根据权利要求1至6任意一项所述的方法,其特征在于,通过图像获取装置获取拼接区域的图像,其中图像获取装置的镜头与料盘之间满足预设的距离条件以减小光学畸变,其中,所述料盘包括所述第一区域和所述第二区域。

    8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,包括:所述图像获取装置是手持显微镜,其中,所述手持显微镜直接接触所述料盘。

    9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,其中:

    10.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,其中,基于所述第一特征和所述第二特征,固化打印材料以形成打印对象,然后利用测量工具测量打印对象之间的偏差,或者利用扫描工具来确定打印对象之间的偏差。

    11.一种非易失性存储介质,其特征在于,所述非易失性存储介质包括存储的程序,其中,在所述程序运行时控制所述非易失性存储介质所在设备执行权利要求1至10中任意一项所述用于3d打印机的光学单元的拼接校准的方法。

    12.一种计算机设备,其特征在于,包括:存储器和处理器,


    技术总结
    本发明公开了一种用于3D打印机的光学单元的拼接校准的方法。其中,该方法包括:3D打印机包括至少两个光学单元,其中至少两个光学单元包括第一光学单元和与其相邻的第二光学单元,方法包括:控制第一光学单元投光至第一区域以形成第一特征,控制第二光学单元投光至第二区域以形成第二特征;获取拼接区域的图像,其中拼接区域包括第一区域的至少一部分和第二区域的至少一部分,并且拼接区域包括第一特征和第二特征;确定第一特征和第二特征的位置关系,并根据位置关系判断是否需要光学单元拼接校准。本发明解决了相关技术中采用标定工具来进行光学单元拼接的校准导致校准效率较低的技术问题。

    技术研发人员:李开武,胡骏,丁鹏,丁先华
    受保护的技术使用者:广州黑格智造信息科技有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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