1、测量，克服人工检测过程带来的不确定性。首先对于喷头，各个厂家的不同型号的喷头的性能是不同的，就是同批型号的喷头性能也可能有些差异。所以通过墨滴检测系统来评价喷头的喷墨性能，如墨滴大小墨滴飞行速度墨滴运动轨迹和喷嘴工作的致性等参数，选取适合需要的喷头其次，喷头是件精密的设备，尤其是喷嘴，投入使用后比较容易发生堵塞或因堵塞发生歪喷等故障。对于高分辨率的喷头，肉眼很难识别，这就需要套系统对其定期检测，以确认喷头的老化程度，是否需要更换新的喷头再次，可以研究喷头驱动电压，墨水温度，点火频率等因素对喷出墨滴性能的影响最后，可以从墨滴喷到承印物时的状态判断打印是否合格，来选择合适的喷头与承印物之间的距离。墨滴检测系统国内外研究现状为了清晰地捕捉到墨滴从喷嘴喷出到墨滴形成的整个过程，并对喷出墨滴进行质量。
2、像点阵数据生成。由于需要图像处理计算量相对很大，所以采用作为主控制芯片北京印刷学院硕士学位论文就能够达到设备的要求。热插拔的特点能快速方便的实现计算机和下位机设备之间的通信，串行总线便于在主控制板与喷头控制板之间实时数据的传输。系统的控制框架如图所示，各部分的功能如下表所示。图像采集主控制板亮度控制供墨控制运动控制计算机喷墨头控制板光源喷头相机总线通信图系统控制框架图表外围设备与计算机之间功能描述外围设备名称功能描述计算机功能描述主控制板与其他设备之间连接数据传输通道处理和发送所需的信息喷头控制板提供喷墨头驱动控制及设定参数相机获取墨滴图像显示及处理图像运动控制喷头托架的移动显示移动距离光源提高图像亮度调整亮度供墨系统墨水的供给北京印刷学院硕士学位论文系统设计方案以现有的喷墨印刷控制实验平。
3、墨滴的喷射速度般在米秒，使用普通工业相机无法对墨滴飞行过程进行全程跟踪拍摄。根据同喷嘴喷射行为的相对确定性和可重复性，对其喷射的墨滴序列中不同墨滴的不同飞行时刻点图像进行采集，作为该喷嘴墨滴在飞行过程不同阶段的图像。墨滴参数标定墨滴检测系统在开始阶段首先检测喷嘴是否喷墨，即确定软件图像中各个喷嘴位置是否存在墨滴，若存在，需要进步对指定的单个墨滴或多个墨滴进行参数标定，计算出墨滴的体积大小位置飞行速度和运动轨迹。如图所示采集到墨滴飞行的部分图像，其中到是墨滴从喷嘴喷出后的部分运动图像，北京印刷学院硕士学位论文按照采集时间点的先后顺序排列。图墨滴飞行图像墨滴参数标定的难点在于墨滴图像没有个准确的轮廓，或者说是没有明显的形状特征，从图中大概可以看到墨滴成形过程的那几个阶段，每个阶段中墨滴的形状不。
4、测量产生的误差。利用计算机及实验平台完成对采集墨滴图像进行数字图像处理和分析，通过上位机与下位机的数据交互完成与主控制板的对接，进而在数据通道内对数据进行编码和处理。为了使系统可以兼容多种喷墨头，主控制板主要完成对上位机传来的信息进行解析重组，分别传给相应的头板。在软件上采用先选择喷头型号，再读取所使用喷头的型号的反馈，对比是否致，最后完成所需的配置文件，再进行操作。可以根据需要改变喷头控制参数就可得到不同的墨滴。北京印刷学院硕士学位论文系统设计的重点及难点分析墨滴图像采集墨滴的体积很小，只有几十皮升，非常微小，人眼只能直接观察到喷射后的雾状，无法区分单个墨滴，也无法计算墨滴的飞行速度和轨迹，所以仅使用普通相机很难拍摄到墨滴，需要借助工业上高精度的相机和显微镜头对墨滴放大后再对墨滴图像采集。
5、。由于在承印物上难以确定每个墨滴落点的规律，所以这种喷墨检测利用传统打印在承印物上的信息进行研究效果甚微而从喷嘴喷出的墨滴着手研究其特征参数，这些特征可以准确快速地检测出喷嘴的性能，再对喷嘴的性能进行了评价，最终用户可以选择喷嘴性能更好的喷头，但这也增加了研究的难度。墨滴的检测逐渐会成为喷墨印刷系统中不可或缺的工具，是现代喷墨印刷系统中的个研究点。般来说，喷墨印刷由于利用喷射出来的液滴，附着在承印物上，形成图像，而影响图像质量的主要因素是基底表面上的液滴的扩散，致使清晰度下降。在理想状况下，在高质量的喷墨印刷纸上台商用的打印喷头的墨点直径尺寸大约是微米。然而，在显微镜观察下的墨点的直径为微米，增加了近倍。因此检测和控制喷墨印刷中的墨滴铺展是提高喷墨印刷质量的个关键。然而，在相同承印物及相同。
6、台为基础研究墨滴成形过程及墨滴的物理特性，提出墨滴检测控制系统的设计方案，并对系统各性能指标进行细化。墨滴检测控制系统研究墨滴静态动态特性，解决减少图像采集时墨滴测量产生的误差。运用运动学原理及数学算法性能检测由计算机及软件平台完成对采集的墨滴图像进行数字图像处理和分析。研究控制系统主控制器，使其兼容多种打印喷墨头，便于用户操作。在喷墨头控制板上研究测试改变不同参数对墨滴特征的影响，实现对墨滴进行实时控制基于嵌入式系统开发平台数据传输数据传输图系统设计方案图如图所示的系统设计方案图，本课题是在现有的喷墨印刷控制实验平台基础上，研究墨滴成形过程及墨滴的物理特性，提出墨滴检测控制系统的设计方案，运用运动学中匀速直线运动及高等数学中的积分运算方法对研究的墨滴进行处理，从而解决减少在图像处理时对墨。
7、测，而传统的对墨滴进行人工检测方法是利用显微镜和带刻度的标尺观察到少量喷嘴喷射墨滴的部分过程。而目前工业上需要经常对全部喷嘴进行检测，但使用的喷头喷嘴至少在个以上，这样就导致人工检测无法记录及统计喷嘴实验数据的准确性，不能满足工业生产的要求。墨滴检测新的研究方法是采用高速图像采集器件获取墨滴成形过程中的墨滴图像，通过图像分析方法检测喷头喷出墨滴的质量。等人提出了个喷嘴和采集设备位置相对固定的实验平台上，使用显微镜和相机对单个液滴喷射进行液滴图像采集的方案，在软件上并没有进行对采集结果的图像进行识别和分析。目前国内在墨滴检测研究上只有少数几家，年我国台湾大叶大学设计北京印刷学院硕士学位论文的液滴观测系统研究墨滴飞行状态并得到在各种喷墨频率下墨滴飞行速度大约为，而液滴粒径约为。年杭州电子大学设。
8、计种微滴尺寸与形态检测系统，在实验结果分析上表明喷墨头图像检测系统比传统的喷墨检测方法效果要好。国外有不少机构和企业也致力于使用图像处理上各个像素点的速度矢量特征，进而动态分析此图像。然而与其他方法相比，光流法实现复杂，并且比较耗时，般用于多目标跟踪中比较多。本章小结本章简单介绍了应用在墨滴质量检测系统中相关的喷墨技术原理，重点介绍的是本文所用到的压电式喷墨头的基本原理，并对压电式喷墨头喷嘴喷出墨滴的成形过程进行简单的描述，最后介绍了用于运动墨滴提取的运动目标检测算法，帧差法背景差分法和光流法及各种算法的基本原理及应用范围。北京印刷学院硕士学位论文第三章墨滴检测控制系统的总体设计系统总体设计方案系统简介本文设计系统，如图所示系统结构总体设计框架，基于嵌入式系统开发平台，在计算机机上观测墨滴。
9、下落过程实验温度对墨滴大小的影响本章小结第六章总结与展望工作总结研究展望致谢参考文献攻读学位期间发表的论文独创性声明北京印刷学院硕士学位论文第章绪言课题研究的背景及意义随着信息技术快速进入喷墨印刷行业，喷墨印刷技术在不断地发展，从最初的喷墨印表机到现在大幅面高精度的喷墨印刷机。喷墨技术应用的发展也不断趋于广泛，从传统的印刷产业扩展到制造，陶瓷的喷墨砖等先进的高端领域，目前，数字喷印技术正处于高速发展阶段，喷墨印刷的打印速度不断在提高，同时对喷墨印刷的印品质量要求也不断提高，喷墨印刷逐渐涉入到标签包装及个性印刷等部分印刷市场，并向多个领域拓展，市场前景非常广阔。墨滴的参数指标是对检测和评估喷印质量直观的反映，如何实现检测喷头喷出墨滴的大小速度形状轨迹等特征参数，从而优化喷印条件，提高喷印效果。
10、水的条件下，喷头喷出墨滴的大小形状轨迹等物理特征有可能受到喷头的点火电压或墨水温度以及供墨系统负压等参数的影响，这些墨滴特征直接反映了喷墨印刷的质量。在喷墨质量检测中，在便于判断喷射效果的情况下，我们将对喷头喷出的墨滴进行直接的观察。但由于墨滴喷射速度高达，体积为，以的频率喷射，人眼无法北京印刷学院硕士学位论文直接观测。这样就需要借助墨滴的检测系统辅助来实现观测和测量，得到墨滴在喷印时候喷出的墨滴速度墨滴质量和墨滴的体积及这些量在不同的喷头上，相同喷头不同的电压不同频率等的变化。喷头出厂的额定墨滴速度墨滴体积和墨滴质量就是测量量的比较依据，为我们提供个能够广泛适用的测量平台。墨滴检测的意义在于为喷墨印刷系统及其应用的研究提供个自动化的检测平台，能够对喷头喷出的墨滴质量进行实时自动快速稳定的。
11、。针对静态的图像采集，物体在个时间段内其位置不发生变化，采集其图像比较容易实现。但墨滴图像不同于静态物体图像，飞行的墨滴不仅速度高，位置发生变化快，而且其大小和形状也在随时间改变，因此需要对墨滴的飞行进行精确预测，在合适的时间点进行采集。工业相机主要用于机器视觉系统，良好的工业相机具有精度高，分辨率高，色彩还原的优势，低噪声特性，通过计算机可以对亮度曝光时间增益等参数进行编程控制。工业相机每秒可以拍摄十幅到上百幅不同的图片，与只能拍摄幅图像的般相机相比，真是差距太大。使用这类相机就能够拍摄到高速运动物体的细节图像，解决人眼无法观察的难题。对于本系统来说，相机的最低帧频在帧秒以上就可以，分辨率为输出标准的像素分辨率，帧频及分辨率过高会增加系统的成本，而且对于采集图像的数据实时处理也有很高要求。
12、喷孔出墨到形成个理想墨滴的全部过程的墨滴检测系统。可以将不同的喷墨头放在喷墨头托架上在打印区和观测区左右移动，下面的打印平台可以垂直于打印喷墨头前后移动，在观测区有固定位置的相机和可以随意放置的光源，这样方便调整喷头上喷射出墨滴在软件上图像显示的位置，便于观测操作。墨滴检测时，先将带喷头的托架移动到观测区，使得相机镜头可以和喷墨头处在同中心线上，再将光源调节到合适的位置。在光源的照明下，相机采集到墨滴的图像传送到计算机进行图像处理，这样就实现了墨滴的观测和测量。供墨装置系统主控制器计算机喷墨头托架喷墨头打印区观测区高亮光源工业相机图系统结构总体设计框架系统控制框架根据上述系统的简介，系统分为计算机和外围设备两大部分。计算机硬件具有强大的处理数据能力，因而计算机主要实现图像处理和显示，及打印。
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