基于直角坐標機器人技術的掃描儀及控制方法技術

本發明專利技術公開了一種基于直角坐標機器人技術的掃描儀及控制方法，包括底座、控制器、以及設置在底座上的平移平臺，平移平臺包括X向傳動裝置、Y向傳動裝置以及支架，支架設置在底座上，Y向傳動裝置設置在支架的上端，X向傳動裝置設置在底座上，底座上還設置有字畫放置及固定平臺，Y向傳動裝置上設有相機固定及定位調整裝置，Y向傳動裝置和X向傳動裝置之間設置有數控光源系統，控制器控制X向傳動裝置和Y向傳動裝置的運動方向和速度。本發明專利技術采用非接觸性的掃描，最大掃描幅度2A0，用相機對被掃描對象進行逐一拍照方式進行掃描，形成成批的高分辨率的圖像，再通過無失真圖像處理技術，形成一幅高精度可實時縮放的數字化圖像，圖像的分辨率達800PPI。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及掃描儀的
，特別涉及一種。
技術介紹
掃描儀是近幾年應用非常廣泛的一種計算機輸入設備，它可以將各種圖片、圖紙轉換成數字化的圖像數據輸入到計算機中，進行各種處理以及存儲傳輸等。掃描儀是一種光機電一體化產品，由掃描頭、控制電路和機械部件組成，采取逐行掃描，得到的數字信號以點陣的形式保存，再使用文件編輯軟件將它編輯成標準格式的文本儲存在磁盤上。掃描儀發展的歷史雖不長，但其技術發展更新換代的速度很快，已形成各種不同類型、不同檔次的系列產品，和全面滿足不同應用領域用戶的要求，在產品類型方面已 形成從小到大的完整的產品系列，形成高中低檔的全面配套。通常，將掃描幅面大于A3(297mm*420mm)的掃描儀稱為大幅面掃描儀。目前國際上比較成熟的大幅面掃描儀是AO(841mm*1189mm)幅面的彩色掃描儀，采用掃描頭固定不動，用一對滾軸靠摩擦方式傳送圖稿，對被掃描對象特別是名貴字畫會有所損傷。市面上，常見的掃描分辨率只能達到400PPI，滿足不了眾多用戶的實際需求，如繪圖部門對等高線圖的分辨率要求達到800PPI以上。大幅面高精度彩色掃描儀在測繪、地質、氣象和彩色電子出版等行業具有大量的應用需求，同時，在一些特殊行業，例如文物字畫數字化儲藏及考古鑒定等領域，大幅面高精度彩色掃描儀也是不可或缺的一種裝備。授權公告號為CN 101312478B (授權公告日為2010. 9. 15)的中國專利技術專利公開了一種拍照式超大幅面書畫掃描儀平臺，包括承載平臺、水平導軌、垂直導軌、衡量、拍攝架、云臺、相機燈光系統、衡量和垂直導軌分別與電機連接，電機與控制系統連接，通過計算機控制相機精確移動，得到完整的書畫掃描件，但是該專利技術的掃描的幅面小，控制的精度也不高，掃描出來的畫面的分辨率也不高。
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服現有技術的缺點與不足，提供一種掃描范圍大、掃描精度高的掃描儀。本專利技術的另一目的在于提供上述掃描儀的控制方法。為了達到上述第一目的，本專利技術采用以下技術方案本專利技術基于直角坐標機器人技術的掃描儀，包括底座、控制器、以及設置在底座上的平移平臺，所述平移平臺包括X向傳動裝置、Y向傳動裝置以及支架，所述支架設置在底座上，所述Y向傳動裝置設置在支架的上端，所述X向傳動裝置設置在底座上，所述底座上還設置有字畫放置及固定平臺，所述Y向傳動裝置上設有相機固定及定位調整裝置，所述Y向傳動裝置和X向傳動裝置之間設置有數控光源系統，所述控制器控制X向傳動裝置和Y向傳動裝置的運動方向和運動速度。優選的，所述Y向傳動裝置包括第一滾珠絲杠、驅動第一滾珠絲杠運行的第一伺服電機以及第一導軌，第一滾珠絲杠與第一導軌之間通過招型材連接，第一伺服電機與第一滾珠絲杠直接連接。優選的，所述數控光源系統包括冷光源、控制電源以及光源懸吊機構，所述冷光源為可調節的自然光，由兩個條形光源組成，所述冷光源設置在Y向裝置的第一導軌上。優選的，所述相機固定及定位調整裝置包括相機、用于夾持相機并保持相機相對位置固定的相機夾具以及相機焦距調整裝置，所述相機設置在Y向傳動裝置的第一滾珠絲杠上，保證光源與相機的同步運行。優選的，所述X向傳動裝置包括雙滾珠絲杠直線模組、同步帶以及通過同步帶同時驅動雙滾珠絲杠直線模組運行的第二伺服電機，所述雙滾珠絲杠直線模組包括第二滾珠 絲杠、支持軸承以及線性導軌滑塊，所述線性導軌滑塊設置在第二滾珠絲杠上。優選的，所述X向傳動裝置包括第二伺服電機、第二滾珠絲杠以及雙線性導軌，第二伺服電機安裝于第二滾珠絲杠的一端，雙線性導軌與第二滾珠絲杠平行安裝于底座的兩側。優選的，所述X向傳動裝置包括雙同步帶、雙導軌系統、以及通過雙同步帶來驅動雙導軌系統的運行的第二伺服電機。為了達到上述第二目的，本專利技術采用以下技術方案一種基于直角坐標機器人技術的掃描儀的控制方法，包括下述步驟SI、將待掃描對象放在字畫放置及固定平臺上，開啟掃描儀；S2、通過X向傳動裝置和Y向傳動裝置來控制相機的移動路徑，相機的移動路徑為“S，，型；S3、相機從被掃描對象的一個角開始拍照，每拍完一張照片后，相機在X向傳動裝置和Y向傳動裝置的驅動下到達下一個拍照位置，待相機停穩定后，再開始拍照工作；S4、待被掃描對象都被掃描拍攝后，照片通過USB線導入控制器中，經過適當的圖像處理和算法處理后，呈現出一幅完整的被掃描對象的圖片。優選的，步驟S3中，一次拍攝相片的大小為16. 7cm*ll. 0cm，所拍的每張圖片之間重疊區域為150個像素。本專利技術相對于現有技術具有如下的優點及效果I、采用非接觸性的掃描，最大掃描幅度2A0 (1700mm*1200mm)，用相機對被掃描對象進行逐一拍照方式進行掃描，形成成批的高分辨率的圖像，再通過無失真圖像處理技術，形成一幅高精度可實時縮放的數字化圖像，圖像的分辨率達800PPI。2、本專利技術可以用于掃描2A0的幅面，掃描精度達到800PPI，能滿足眾多用戶的實際需求，視覺處理軟件系統能夠提高良好的用戶接口，實時縮放數字化圖像，達到高精度欣賞和鑒定書畫稿的效果，可廣泛用于測繪、地質、氣象、彩色電子出版、文物字畫數字化儲藏坐寸ο附圖說明圖I是本專利技術平臺式掃描儀的結構示意圖；圖2是本專利技術龍門式掃描儀的結構示意具體實施例方式下面結合實施例及附圖對本專利技術作進一步詳細的描述，但本專利技術的實施方式不限于此。實施例本實施例提供一種高精度的大幅面的掃描儀設備，該設備采用了平臺式或龍門式的總體結構，通過控制相機高精度、高穩定性的移動，對大幅面的被掃描圖稿進行逐一的拍照，形成成批的高分辨率的圖像，再通過圖像拼接和處理技術，最后形成一幅高精度、高像素的圖片，在對圖片進行多次的放大后，圖像依然清晰，字畫細節特征依然清楚。由于圖稿與掃描頭之間的相對移動是通過精密的傳動系統來保證的，與摩擦送紙相比，具有更高的定位精度和可靠性，并且非接觸性的掃描方式，也可以保證被掃描圖稿的完整性。為了保證 被掃描對象的真實性，本專利技術的掃描儀采用了數控光源系統，光源為可調節的自然冷光源，真實地反應被掃描圖稿的真實狀態，同時不因為光源發熱而對被掃描對象造成不良影響。該設備可用于掃描2A0的幅面，掃描精度達到800PPI，能滿足眾多用戶的實際需求，視覺處理軟件系統能夠提高良好的用戶接口，實時縮放數字化圖像，達到高精度欣賞和鑒定書畫稿的效果，可廣泛用于測繪、地質、氣象、彩色電子出版、文物字畫數字化儲藏等。圖I為平臺式結構的基于直角坐標機器人技術的掃描儀，圖2是龍門式的結構，他們只是底座的形式不一樣，其它結構部分相同，基于直角坐標機器人技術的掃描儀，包括底座I、控制器、以及設置在底座上的平移平臺，所述平移平臺包括X向傳動裝置5、Y向傳動裝置8以及支架2，所述支架設置在底座I上，所述Y向傳動裝置設置在支架I的上端，所述X向傳動裝置設置在底座I上，所述底座上還設置有字畫放置及固定平臺3，所述Y向傳動裝置上設有相機固定及定位調整裝置6，所述Y向傳動裝置和X向傳動裝置之間設置有數控光源系統，所述控制器控制X向傳動裝置和Y向傳動裝置的運動方向和運動速度。所述Y向傳動裝置包括第一滾珠絲杠、驅動第一滾珠絲杠運行的第一伺服電機以及第一導軌，第一滾珠絲杠與第一導軌之間通過鋁型材連接，第一伺服電機與第一滾珠絲杠直接連接。所述相本文檔來自技高網...

【技術保護點】
基于直角坐標機器人技術的掃描儀，其特征在于，包括底座、控制器、以及設置在底座上的平移平臺，所述平移平臺包括X向傳動裝置、Y向傳動裝置以及支架，所述支架設置在底座上，所述Y向傳動裝置設置在支架的上端，所述X向傳動裝置設置在底座上，所述底座上還設置有字畫放置及固定平臺，所述Y向傳動裝置上設有相機固定及定位調整裝置，所述Y向傳動裝置和X向傳動裝置之間設置有數控光源系統，所述控制器控制X向傳動裝置和Y向傳動裝置的運動方向和運動速度。

【技術特征摘要】
1.基于直角坐標機器人技術的掃描儀，其特征在于，包括底座、控制器、以及設置在底座上的平移平臺，所述平移平臺包括X向傳動裝置、Y向傳動裝置以及支架，所述支架設置在底座上，所述Y向傳動裝置設置在支架的上端，所述X向傳動裝置設置在底座上，所述底座上還設置有字畫放置及固定平臺，所述Y向傳動裝置上設有相機固定及定位調整裝置，所述Y向傳動裝置和X向傳動裝置之間設置有數控光源系統，所述控制器控制X向傳動裝置和Y向傳動裝置的運動方向和運動速度。2.根據權利要求I所述的基于直角坐標機器人技術的掃描儀，其特征在于，所述Y向傳動裝置包括第一滾珠絲杠、驅動第一滾珠絲杠運行的第一伺服電機以及第一導軌，第一滾珠絲杠與第一導軌之間通過鋁型材連接，第一伺服電機與第一滾珠絲杠直接連接。3.根據權利要求I所述的基于直角坐標機器人技術的掃描儀，其特征在于，所述數控光源系統包括冷光源、控制電源以及光源懸吊機構，所述冷光源為可調節的自然光，由兩個條形光源組成，所述冷光源設置在Y向裝置的第一導軌上。4.根據權利要求I所述的基于直角坐標機器人技術的掃描儀，其特征在于，所述相機固定及定位調整裝置包括相機、用于夾持相機并保持相機相對位置固定的相機夾具以及相機焦距調整裝置，所述相機設置在Y向傳動裝置的第一滾珠絲杠上，保證光源與相機的同步運行。5.根據權利要求I所述的基于直角坐標機器人技術的掃描儀，其特征在于，所述X向傳動裝置包括雙滾珠絲杠直線模組、同步帶以及通過同步帶同時驅動雙滾珠絲杠直線模組運行的第二伺服電機，所述雙滾珠絲杠直...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李令奇，黃敦新，劉洪江，王文洪，沙亞紅，
申請(專利權)人：廣州中國科學院沈陽自動化研究所分所，
類型：發明
國別省市：