一种基于3D技术的拉花打印系统及方法与流程

本发明涉及打印技术领域，具体涉及一种基于3d技术的拉花打印系统及方法。

背景技术：

喷墨和3d打印结合的奶泡拉花技术在食品行业中的应用越来越广泛，但现有的技术需要人工设置打印区域的大小，一方面操作繁琐，另一方面操作失误(遗忘或设置错误)会导致打印异常。

技术实现要素：

本发明的目的是解决简化喷墨和3d打印结合的奶泡拉花技术过程中人工设置的步骤，提高打印精度。

为了实现上述目的，本发明提供了一种基于3d技术的拉花打印系统，包括拉花打印设备、图像传感器和上位机，图像传感器安装在拉花打印设备的操作台顶部内侧，其中，

图像传感器，用于采集容器的图像，并将图像发送至上位机；

上位机，用于根据接收到的图像计算得到容器的容器口图像尺寸和中心位置，选择待打印图像并进行缩放后根据容器口中心位置得到打印设备的打印位置，根据打印位置向拉花打印设备发送相应的控制指令；

拉花打印设备，用于接收控制指令完成打印。

在上述基于3d技术的拉花打印系统中，图像传感器为红外图像传感器。

在上述基于3d技术的拉花打印系统中，拉花打印设备包括机体及为机体提供电源的电源装置，机体内设置打印机，操作台设置机体底部且与打印机垂直。

在上述基于3d技术的拉花打印系统中，打印机还连接有处理器，处理器上连接无线通信芯片。

在上述基于3d技术的拉花打印系统中，操作台包括马达、电动伸缩杆和容器放置台，电动伸缩杆一端与马达输出轴连接，另一端连接容器放置台。

本发明还提供了一种基于3d技术的拉花打印方法，包括如下步骤：

采集容器图像；

根据接收到的图像计算得到容器的容器口图像尺寸和中心位置；

选择待打印图像并进行缩放后根据容器口图像中心位置得到打印设备的打印位置，根据打印位置向拉花打印设备发送相应的控制指令；

根据控制指令完成打印。

在上述技术方案中，本发明简化了喷墨和3d打印结合的奶泡拉花技术在食品领域的打印步骤，提高了打印精度，提高了该技术的可推广性，降低了成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所述的基于3d技术的拉花打印系统一个实施例的结构示意图；

图2为本发明所述的基于3d技术的拉花打印系统中拉花打印设备一个实施例的结构示意图；

图3为本发明所述的基于3d技术的拉花打印系统中拉花打印设备又一个实施例的框图结构示意图；

图4为本发明所述的基于3d技术的拉花打印系统中拉花打印设备又一个实施例中处理器的电路示意图；

图5为本发明所述的基于3d技术的拉花打印方法一个实施例的流程示意图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。

如图1所示，本发明提供了一种基于3d技术的拉花打印系统，包括图像传感器、上位机100和拉花打印设备200，图像传感器安装在拉花打印设备的操作台顶部内侧。

其中，

图像传感器，用于采集容器的图像，并将图像发送至上位机；

上位机100，用于根据接收到的图像预处理后计算得到容器的容器口图像尺寸和中心位置，选择待打印图像并进行缩放后根据容器口图像中心位置得到打印设备的打印位置，根据打印位置向拉花打印设备发送相应的控制指令；

拉花打印设备200，用于接收控制指令完成打印。

图像传感器的目的在于采集容器的图像，容器放置在拉花打印设备上，因此图像传感器安装在拉花打印设备顶部内侧，正对容器放置的位置处，方便采集器图像。

工作原理：拉花过程中，用户将容器放置在拉花打印设备上，位于图拉花打印设备顶部的图像传感器采集容器的图像，图像传感器与上位机连接，由上位机对图像进行处理计算得到容器口图像，以便将用户选择的拉花图像进行缩放与容器口图像对应，防止因拉花图像太大超出容器口边缘导致拉花外溢，图像不完整；或者防止因拉花图像太小造成拉花图像显著性不强，而降低拉花的美观性。

本实施例中图传传感器采集的容器的图像位彩色图像，上位机将彩色图像转换为黑白图后再进行处理以简化图像处理算法。也就是说上位机将获取到的彩色图像转换为黑白图，对黑白进行预处理后并通过通用的图像识别算法(如canny算子算法)进行容器的杯口的边缘特征提取，进而得到图像中杯口部分的半径像素值。假设半径像素值为p，图像分辨率为xdpi，则可推算出杯口直径为d1＝2p/x*2.54(cm)。

其中，为了尽量保留图像细节特征的条件下对图像的噪声进行抑制，本发明首先对图像预处理包括降噪、滤波，其处理效果的好坏将直接影响到后续图像处理和分析的有效性和可靠性。canny算子算法为一种边缘检测算法，采用这种方法一是因为这种算法能有效地抑制噪声；二是能够精确确定边缘的位置。本发明的目的在于在容器内液体上进行拉花，这就要求能够精确的得到容器(如咖啡杯)的杯口直径。由于图像传感器采集的图像常受到成像设备与外部环境噪声干扰等影响，因此还需要对图像进行图像去噪。

具体实施时，上位机可选的为pc机，pc机可选的通过usb数据线实现与拉花打印设备的连接。

进一步，在所述的基于3d技术的拉花打印系统中，图像传感器为红外图像传感器。由于图像传感器安装在拉花打印设备上，当光线暗时为提升低照度情况下的检测效果，选用带有红外功能的传感器。

进一步，如图2所示，拉花打印设备包括机体及为机体提供电源的电源装置，机体内设置打印机，操作台设置机体底部且与打印机垂直；操作台包括马达(图中未示出)、电动伸缩杆201和容器放置台202，电动伸缩杆一端与马达输出轴连接，另一端连接容器放置台。

为了提高拉花过程的自动化、智能化以及拉花的精确性，同时防止拉花过程中液体飞溅，本发明通过马达、电动伸缩杆和容器放置台的设置，实现调节容器放置台上容器(如咖啡杯)的高度的目的，通过操作台提高容器的高度，不仅防止了液体飞溅，同时提高了安装在拉花打印设备顶部内侧的图像传感器的图像采集清晰度，为上位机进行容器口边缘检测提供方便。

如图3-4所示，在上述拉花打印设备中，拉花打印设备包括机体及为机体提供电源的电源装置，机体内设置打印机，操作台设置机体底部且与打印机垂直，打印机还连接有处理器，处理器上连接无线通信芯片。

用户可选的利用移动设备通过无线通信芯片实现与处理器的通信连接，实现利用移动设备控制打印机工作的目的。同时，具体实施时，移动设备可选作为上位机对图像进行处理计算得到容器的边缘特征，即得到容器口图像，以便用户在手机上实现根据个人爱好选择待打印图像，同时控制待打印图像的比例的目的。

具体实施时，无线通信芯片可选的设为wifi芯片和/或蓝牙芯片，还可选的将无线通信芯片设为其他通信芯片，如lora芯片、zigbee芯片等，本发明在此不进行限定。

如图5所示，本发明还提供了一种基于3d技术的拉花打印方法，包括如下步骤：

s101、采集容器图像；

s102、根据接收到的图像计算得到容器的容器口图像尺寸和中心位置；对容器图像进行边缘检测，根据提取的边缘特征计算容器口直径，从而得到容器口图像。

s103、选择待打印图像并进行缩放后根据容器口图像内得到中心位置得到打印设备的打印位置，根据打印位置向拉花打印设备发送相应的控制指令；

具体实施时，用户可选在pc机上选择待打印图像(即拉花图案)，或者还可选的通过下载对应的app或者扫描二维码连接上位机，选择用户移动设备(如手机、pad等)中的图案。

s104、根据控制指令完成打印。

以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。