基于數(shù)字化圖像處理的激光打標(biāo)系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著激光器的發(fā)展，激光打標(biāo)技術(shù)在激光加工的領(lǐng)域中應(yīng)用越來越廣泛，比如電子工業(yè)、汽車工業(yè)、五金、日常用品、標(biāo)簽技術(shù)、航空工業(yè)、儀器儀表以及廣告標(biāo)牌等行業(yè)。它具有傳統(tǒng)方法（腐蝕加工、電火花加工、機(jī)械刻化加工、印刷等）難以比擬的優(yōu)點(diǎn)，其優(yōu)點(diǎn)在于打標(biāo)效率高、精度高、質(zhì)量高、熱影響區(qū)小、無污染等，因此激光打標(biāo)系統(tǒng)值得深入分析和研究。
　　目前，激光打標(biāo)的主要對(duì)象分為圖像和文字，而文字可以通過其它方式轉(zhuǎn)化保存為圖像，因此本文主要針對(duì)以圖像作為

2、激光打標(biāo)對(duì)象存在的問題進(jìn)行研究。
　　圖像主要分為位圖和矢量圖，位圖雖然內(nèi)容豐富，應(yīng)用廣泛，但是占用空間大、打標(biāo)效率低，失真大；矢量圖雖然占用的空間小，失真小、效率高，但是矢量圖大都依靠AutoCAD等軟件繪制成，生成的圖形簡(jiǎn)單，繪制時(shí)間長(zhǎng)，較復(fù)雜的圖形，要用某些軟件進(jìn)行輪廓勾畫，過程很繁瑣。
　　針對(duì)以上的問題，本文研究了一種位圖轉(zhuǎn)化為矢量圖的算法流程，該流程主要分為兩大部分：
　　1.圖像預(yù)處理部分，圖像預(yù)處理包含

3、彩色灰度化處理、灰度變換處理、濾波處理、二值化處理；
　　2.圖像特征處理部分，圖像特征處理包含圖像邊緣提取、邊緣細(xì)化處理、邊緣矢量化處理。
　　第一部分的目的是為圖像輪廓邊緣提取和矢量化處理提供一個(gè)較好的初始化環(huán)境；第二部分的目的是提取完整的圖像輪廓邊緣，細(xì)化邊緣寬度為一個(gè)像素，而后進(jìn)行邊緣的矢量化處理，獲取圖像輪廓邊緣的坐標(biāo)，進(jìn)而能控制激光打標(biāo)系統(tǒng)的激光器運(yùn)動(dòng)軌跡。
　　鑒于目前激光打標(biāo)控制的方式的優(yōu)缺點(diǎn)，本文提出

4、了工控機(jī)+運(yùn)動(dòng)控制卡控制方式構(gòu)架本系統(tǒng)的硬件平臺(tái)。運(yùn)動(dòng)控制卡采用了樂創(chuàng)自動(dòng)化有限公司開發(fā)的高性能的多軸運(yùn)動(dòng)控制卡MPC07，其應(yīng)用在系統(tǒng)中的主要功能分為兩軸步進(jìn)電機(jī)控制和激光器控制。由于該運(yùn)動(dòng)控制卡配備了功能強(qiáng)大、內(nèi)容豐富的Windows驅(qū)動(dòng)程序、DLL函數(shù)庫(kù)，本文利用這些函數(shù)庫(kù)進(jìn)行系統(tǒng)二次開發(fā)，大大縮短了打標(biāo)系統(tǒng)開發(fā)的時(shí)間。
　　本論文的重點(diǎn)放在位圖轉(zhuǎn)為化矢量圖的處理算法的研究，研究其流程算法中的各種處理方法的優(yōu)缺點(diǎn)，根據(jù)不同圖

5、像特征去選擇合適的圖像處理算法。為了能自適應(yīng)提取各種圖像完整邊緣，本文還針對(duì)傳統(tǒng)邊緣檢測(cè) Canny算子進(jìn)行一些的改進(jìn)和完善。不同特征的圖像使用的圖像處理算法不同，因此流程中所包含的步驟的處理算法很多，其算法的適合性根據(jù)其處理的圖像效果進(jìn)行判斷。
　　為了驗(yàn)證該算法流程的可行性，本文采用面向?qū)ο蟮乃枷氚盐粓D轉(zhuǎn)化為矢量圖流程的各種圖像處理算法集成于各個(gè)模塊中，運(yùn)用UML建模設(shè)計(jì)方法實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的建模，利用Visual C++ 6.0