本發明涉及打印技術領域，具體涉及一種基于3d技術的拉花打印系統及方法。

背景技術：

噴墨和3d打印結合的奶泡拉花技術在食品行業中的應用越來越廣泛，但現有的技術需要人工設置打印區域的大小，一方面操作繁瑣，另一方面操作失誤(遺忘或設置錯誤)會導致打印異常。

技術實現要素：

本發明的目的是解決簡化噴墨和3d打印結合的奶泡拉花技術過程中人工設置的步驟，提高打印精度。

為了實現上述目的，本發明提供了一種基于3d技術的拉花打印系統，包括拉花打印設備、圖像傳感器和上位機，圖像傳感器安裝在拉花打印設備的操作臺頂部內側，其中，

圖像傳感器，用于采集容器的圖像，并將圖像發送至上位機；

上位機，用于根據接收到的圖像計算得到容器的容器口圖像尺寸和中心位置，選擇待打印圖像并進行縮放后根據容器口中心位置得到打印設備的打印位置，根據打印位置向拉花打印設備發送相應的控制指令；

拉花打印設備，用于接收控制指令完成打印。

在上述基于3d技術的拉花打印系統中，圖像傳感器為紅外圖像傳感器。

在上述基于3d技術的拉花打印系統中，拉花打印設備包括機體及為機體提供電源的電源裝置，機體內設置打印機，操作臺設置機體底部且與打印機垂直。

在上述基于3d技術的拉花打印系統中，打印機還連接有處理器，處理器上連接無線通信芯片。

在上述基于3d技術的拉花打印系統中，操作臺包括馬達、電動伸縮桿和容器放置臺，電動伸縮桿一端與馬達輸出軸連接，另一端連接容器放置臺。

本發明還提供了一種基于3d技術的拉花打印方法，包括如下步驟：

采集容器圖像；

根據接收到的圖像計算得到容器的容器口圖像尺寸和中心位置；

選擇待打印圖像并進行縮放后根據容器口圖像中心位置得到打印設備的打印位置，根據打印位置向拉花打印設備發送相應的控制指令；

根據控制指令完成打印。

在上述技術方案中，本發明簡化了噴墨和3d打印結合的奶泡拉花技術在食品領域的打印步驟，提高了打印精度，提高了該技術的可推廣性，降低了成本。

附圖說明

為了更清楚地說明本申請實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明中記載的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明所述的基于3d技術的拉花打印系統一個實施例的結構示意圖；

圖2為本發明所述的基于3d技術的拉花打印系統中拉花打印設備一個實施例的結構示意圖；

圖3為本發明所述的基于3d技術的拉花打印系統中拉花打印設備又一個實施例的框圖結構示意圖；

圖4為本發明所述的基于3d技術的拉花打印系統中拉花打印設備又一個實施例中處理器的電路示意圖；

圖5為本發明所述的基于3d技術的拉花打印方法一個實施例的流程示意圖。

具體實施方式

為了使本領域的技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面將結合附圖對本發明作進一步的詳細介紹。

如圖1所示，本發明提供了一種基于3d技術的拉花打印系統，包括圖像傳感器、上位機100和拉花打印設備200，圖像傳感器安裝在拉花打印設備的操作臺頂部內側。

其中，

圖像傳感器，用于采集容器的圖像，并將圖像發送至上位機；

上位機100，用于根據接收到的圖像預處理后計算得到容器的容器口圖像尺寸和中心位置，選擇待打印圖像并進行縮放后根據容器口圖像中心位置得到打印設備的打印位置，根據打印位置向拉花打印設備發送相應的控制指令；

拉花打印設備200，用于接收控制指令完成打印。

圖像傳感器的目的在于采集容器的圖像，容器放置在拉花打印設備上，因此圖像傳感器安裝在拉花打印設備頂部內側，正對容器放置的位置處，方便采集器圖像。

工作原理：拉花過程中，用戶將容器放置在拉花打印設備上，位于圖拉花打印設備頂部的圖像傳感器采集容器的圖像，圖像傳感器與上位機連接，由上位機對圖像進行處理計算得到容器口圖像，以便將用戶選擇的拉花圖像進行縮放與容器口圖像對應，防止因拉花圖像太大超出容器口邊緣導致拉花外溢，圖像不完整；或者防止因拉花圖像太小造成拉花圖像顯著性不強，而降低拉花的美觀性。

本實施例中圖傳傳感器采集的容器的圖像位彩色圖像，上位機將彩色圖像轉換為黑白圖后再進行處理以簡化圖像處理算法。也就是說上位機將獲取到的彩色圖像轉換為黑白圖，對黑白進行預處理后并通過通用的圖像識別算法(如canny算子算法)進行容器的杯口的邊緣特征提取，進而得到圖像中杯口部分的半徑像素值。假設半徑像素值為p，圖像分辨率為xdpi，則可推算出杯口直徑為d1＝2p/x*2.54(cm)。

其中，為了盡量保留圖像細節特征的條件下對圖像的噪聲進行抑制，本發明首先對圖像預處理包括降噪、濾波，其處理效果的好壞將直接影響到后續圖像處理和分析的有效性和可靠性。canny算子算法為一種邊緣檢測算法，采用這種方法一是因為這種算法能有效地抑制噪聲；二是能夠精確確定邊緣的位置。本發明的目的在于在容器內液體上進行拉花，這就要求能夠精確的得到容器(如咖啡杯)的杯口直徑。由于圖像傳感器采集的圖像常受到成像設備與外部環境噪聲干擾等影響，因此還需要對圖像進行圖像去噪。

具體實施時，上位機可選的為pc機，pc機可選的通過usb數據線實現與拉花打印設備的連接。

進一步，在所述的基于3d技術的拉花打印系統中，圖像傳感器為紅外圖像傳感器。由于圖像傳感器安裝在拉花打印設備上，當光線暗時為提升低照度情況下的檢測效果，選用帶有紅外功能的傳感器。

進一步，如圖2所示，拉花打印設備包括機體及為機體提供電源的電源裝置，機體內設置打印機，操作臺設置機體底部且與打印機垂直；操作臺包括馬達(圖中未示出)、電動伸縮桿201和容器放置臺202，電動伸縮桿一端與馬達輸出軸連接，另一端連接容器放置臺。

為了提高拉花過程的自動化、智能化以及拉花的精確性，同時防止拉花過程中液體飛濺，本發明通過馬達、電動伸縮桿和容器放置臺的設置，實現調節容器放置臺上容器(如咖啡杯)的高度的目的，通過操作臺提高容器的高度，不僅防止了液體飛濺，同時提高了安裝在拉花打印設備頂部內側的圖像傳感器的圖像采集清晰度，為上位機進行容器口邊緣檢測提供方便。

如圖3-4所示，在上述拉花打印設備中，拉花打印設備包括機體及為機體提供電源的電源裝置，機體內設置打印機，操作臺設置機體底部且與打印機垂直，打印機還連接有處理器，處理器上連接無線通信芯片。

用戶可選的利用移動設備通過無線通信芯片實現與處理器的通信連接，實現利用移動設備控制打印機工作的目的。同時，具體實施時，移動設備可選作為上位機對圖像進行處理計算得到容器的邊緣特征，即得到容器口圖像，以便用戶在手機上實現根據個人愛好選擇待打印圖像，同時控制待打印圖像的比例的目的。

具體實施時，無線通信芯片可選的設為wifi芯片和/或藍牙芯片，還可選的將無線通信芯片設為其他通信芯片，如lora芯片、zigbee芯片等，本發明在此不進行限定。

如圖5所示，本發明還提供了一種基于3d技術的拉花打印方法，包括如下步驟：

s101、采集容器圖像；

s102、根據接收到的圖像計算得到容器的容器口圖像尺寸和中心位置；對容器圖像進行邊緣檢測，根據提取的邊緣特征計算容器口直徑，從而得到容器口圖像。

s103、選擇待打印圖像并進行縮放后根據容器口圖像內得到中心位置得到打印設備的打印位置，根據打印位置向拉花打印設備發送相應的控制指令；

具體實施時，用戶可選在pc機上選擇待打印圖像(即拉花圖案)，或者還可選的通過下載對應的app或者掃描二維碼連接上位機，選擇用戶移動設備(如手機、pad等)中的圖案。

s104、根據控制指令完成打印。

以上只通過說明的方式描述了本發明的某些示范性實施例，毋庸置疑，對于本領域的普通技術人員，在不偏離本發明的精神和范圍的情況下，可以用各種不同的方式對所描述的實施例進行修正。因此，上述附圖和描述在本質上是說明性的，不應理解為對本發明權利要求保護范圍的限制。