CN115504311A - 一种基于双ccd传感器的片材拼接对齐***及对齐方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于双CCD传感器的片材拼接对齐***及对齐方法，片材拼接对齐***包括控制模块、执行机构和两个线阵CCD传感器模块，执行机构包括用于放置第一片材的移动平台和用于驱动移动平台沿与X方向垂直的Y方向移动的驱动单元，两个线阵CCD传感器模块分别与控制模块通信连接且两个线阵CCD传感器模块沿X方向并排布置，控制模块与驱动单元通信连接，用于根据两个线阵CCD传感器模块采集的信号控制驱动单元驱动移动平台移动到目标位置。本发明能够有效识别除片材边缘线特征之外的印刷线、图案等其他目标特征，适用范围更加广泛，且可有效提高拼接过程中目标特征对齐的精度。

Description

一种基于双CCD传感器的片材拼接对齐***及对齐方法

技术领域

本发明涉及片材拼接技术领域，尤其涉及一种基于双CCD传感器的片材拼接对齐***及对齐方法。

背景技术

对于需要进行片材拼接的场合，两块片材的位置在运动至拼接位置的过程中都有可能发生偏移，因此，拼接之前需要通过片材拼接对齐***将待拼接的两块片材对齐。

目前，在片材拼接对齐***中，大多使用光电传感器(例如通过激光发射器和激光接收器构成的激光传感器)来检测待拼接的两块片材之间的位置偏差，然而光电传感器只能对片材边缘进行检测，对拼接时需要对齐其它特征(例如位于片材上的印刷线或图案等特征)的时候就束手无策了；且光电传感器检测范围比较窄，在待拼接的两块片材位置偏差较大的情况下，容易丢失特征，导致检测不到片材的边缘，因此经常需要进行人工干预来调整片材的位置。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的上述技术问题之一，特别创新地提出了一种基于双CCD传感器的片材拼接对齐***及对齐方法，有效解决了现有技术中采用光电传感器只能对片材边缘进行检测，适用性较差，且对操作人员的专业素质要求较高的问题。

为了实现本发明的上述目的，根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种基于双CCD传感器的片材拼接对齐***，用于使沿X方向并排放置的待拼接的第一片材和第二片材的对应的目标特征对齐，

所述片材拼接对齐***包括控制模块、执行机构和两个线阵CCD传感器模块，其中，

所述执行机构包括用于放置所述第一片材的移动平台和用于驱动所述移动平台沿与所述X方向垂直的Y方向移动的驱动单元；

两个所述线阵CCD传感器模块分别与所述控制模块通信连接且两个所述线阵CCD传感器模块沿X方向并排布置，其中一个线阵CCD传感器模块用于采集所述第一片材对应的第一目标区域的第一图像，并基于图像识别确定所述第一图像中的第一目标特征的位置信息，另一个线阵CCD传感器模块用于采集所述第二片材对应的第二目标区域的第二图像，并基于图像识别确定所述第二图像中的第二目标特征的位置信息，其中，所述第一目标特征、第二目标特征分别为位于所述第一片材、第二片材上且第一片材和第二片材拼接时需要对齐的特征；

所述控制模块与所述驱动单元通信连接，所述控制模块用于根据所述第一目标特征的位置信息和所述第二目标特征的位置信息计算所述移动平台的移动方向和移动距离，并根据计算得到的所述移动平台的移动方向和移动距离生成驱动控制信号，其中，所述驱动控制信号用于控制所述驱动单元驱动所述移动平台移动到目标位置，以使所述第一目标特征和第二目标特征对齐。

优选地，两个所述线阵CCD传感器模块的光敏元件均沿Y方向排列，且两个所述线阵CCD传感器模块的中心位置的光敏元件之间的连线与X方向平行。

优选地，所述线阵CCD传感器模块包括LCD触摸屏，所述LCD触摸屏用于显示采集到的图像，并用于接收用户交互操作以在采集到的图像上标记所述目标特征。

优选地，

所述基于图像识别确定所述第一图像中的第一目标特征的位置信息包括：

基于差分算法和快速傅里叶变换计算出所述第一图像中色度值跳变大于预设色度阈值的预设色度阈值的各第一预选特征得到第一预选特征集；

将所述第一预选特征集中各预选特征的色度值与预先标记的目标特征的色度值进行比对，并根据比对结果确定所述第一目标特征；

基于所述第一目标特征对应的像素点在所述第一图像中的具***置，以及第一图像中各像素点的具***置与所述线阵CCD传感器模块的成像区域中各像素点位置坐标的映射关系得到所述第一目标特征的位置信息；

所述基于图像识别确定所述第二图像中的第二目标特征的位置信息包括：

基于差分算法和快速傅里叶变换计算出所述第二图像中色度值跳变大于预设色度阈值的各第二预选特征得到第二预选特征集；

将所述第二预选特征集中各预选特征的色度值与预先标记的目标特征的色度值进行比对，并根据比对结果确定所述第二目标特征；

基于所述第二目标特征对应的像素点在所述第二图像中的具***置，以及第二图像中各像素点的具***置与所述线阵CCD传感器模块的成像区域中各像素点位置坐标的映射关系得到所述第二目标特征的位置信息。

优选地，所述驱动单元包括驱动电机、主动齿轮、从动齿轮和丝杠副，所述驱动电机的信号输入端与所述控制模块连接，所述驱动电机的输出轴与所述主动齿轮固定连接，所述主动齿轮与所述从动齿轮啮合，所述从动齿轮与所述丝杠副的丝杆的驱动端固定连接，所述丝杠副的螺母与所述移动平台连接。

优选地，所述根据所述第一目标特征的位置信息和所述第二目标特征的位置信息计算所述移动平台的移动方向和移动距离包括：

根据所述第一目标特征的位置信息、线阵CCD传感器模块的检测范围和线阵CCD传感器模块的分别率得到所述第一目标特征对应的像素点位置；

根据所述第二目标特征的位置信息、线阵CCD传感器模块的检测范围和线阵CCD传感器模块的分别率得到所述第二目标特征对应的像素点位置；

根据所述第一目标特征对应的像素点位置和第二目标特征对应的像素点位置得到所述移动平台的移动方向和移动距离。

优选地，所述根据计算得到的所述移动平台的移动方向和移动距离生成驱动控制信号包括：

根据计算得到的所述移动平台的移动方向、移动距离和所述主动齿轮与传动齿轮之间的传动比计算所述驱动电机的转动方向和需要转动的圈数；

基于计算得到的所述驱动电机需要转动的圈数和驱动电机旋转一圈所需的霍尔脉冲数计算驱动所述驱动电机所需的霍尔脉冲数；

基于计算得到的驱动所述驱动电机所需的霍尔脉冲数和所述驱动电机的转动方向生成所述驱动控制信号。

优选地，所述线阵CCD传感器模块还包括单色CCD芯片、主控MCU和RGB背光模组，所述单色CCD芯片和RGB背光模组分别与所述主控MCU连接。

根据本发明的第二个方面，本发明还提供了一种基于双CCD传感器的片材拼接对齐方法，应用上述第一方面任一项所述的基于双CCD传感器的片材拼接对齐***，所述方法包括如下步骤：

S1，调节两个线阵CCD传感器模块的安装位置，使得两个所述线阵CCD传感器模块的光敏元件均沿Y方向排列，且两个所述线阵CCD传感器模块的中心位置的光敏元件之间的连线与X方向平行；

S2，初始化所述片材拼接对齐***；

S3，将第一片材和第二片材放置在待拼接位置，使得第一片材与第二片材的对应的目标特征对齐，且使得第一片材和第二片材上的目标特征分别正对两个线阵CCD传感器模块的中心点；

S4，通过两个线阵CCD传感器模块分别采集第一片材和第二片材的图像，并分别在两个线阵CCD传感器模块采集的图像上标记目标特征；

S5，启动所述片材拼接对齐***，以通过所述片材拼接对齐***使待拼接的第一片材和第二片材对齐。

优选地，所述通过所述片材拼接对齐***使待拼接的第一片材和第二片材对齐包括：

通过其中一个线阵CCD传感器模块采集所述第一片材对应的第一目标区域的第一图像，并基于图像识别确定所述第一图像中的第一目标特征的位置信息，并通过另一个线阵CCD传感器模块采集所述第二片材对应的第二目标区域的第二图像，并基于图像识别确定所述第二图像中的第二目标特征的位置信息；

通过所述控制模块根据所述第一目标特征的位置信息和所述第二目标特征的位置信息计算所述移动平台的移动方向和移动距离，并根据计算得到的所述移动平台的移动方向和移动距离生成驱动控制信号；

所述驱动单元基于所述驱动控制信号驱动所述移动平台移动到目标位置，以使所述第一目标特征和第二目标特征对齐。

由以上方案可知，本发明提供了一种基于双CCD传感器的片材拼接对齐***及对齐方法，通过两个并排设置的CCD传感器来分别检测待拼接的两块片材的目标特征，能够有效识别除片材边缘线特征之外的印刷线、图案等其他目标特征，可以适用于更多类型的目标特征的两块片材对齐拼接和更大位置偏差的两块片材对齐拼接，适用范围更加广泛，有效提高拼接过程中目标特征对齐的精度，有效解决了现有技术中采用光电传感器只能对片材边缘进行检测，且由于光电传感器检测范围较窄，在待拼接的两块片材的位置偏差较大的情况下容易检测不到片材边缘，适用性较差的问题。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明一种优选实施方式中基于双CCD传感器的片材拼接对齐***的结构示意图；

图2是发明一种优选实施方式中线阵CCD传感器模块的电路原理图；

图3是本发明一种优选实施方式中控制模块的电路原理图；

图4是本发明一种优选实施方式中基于双CCD传感器的片材拼接对齐方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

如图1所示，本发明提供了一种基于双CCD传感器的片材拼接对齐***，用于使沿X方向(如1图中第一片材100上箭头所示方向)并排放置的待拼接的第一片材100和第二片材200的对应的目标特征对齐，该***包括控制模块1、执行机构2和两个线阵CCD传感器模块3。

执行机构2包括用于放置第一片材100的移动平台21和用于驱动移动平台21沿与X方向垂直的Y方向(如图1中移动平台21上双向箭头所示方向)移动的驱动单元22。

两个线阵CCD传感器模块3分别与控制模块1通信连接且两个线阵CCD传感器模块3沿X方向并排布置，其中一个线阵CCD传感器模块3用于采集第一片材100对应的第一目标区域的第一图像，并基于图像识别确定第一图像中的第一目标特征的位置信息，另一个线阵CCD传感器模块3用于采集第二片材200对应的第二目标区域的第二图像，并基于图像识别确定第二图像中的第二目标特征的位置信息，其中，第一目标特征、第二目标特征分别为位于第一片材100、第二片材200上且第一片材100和第二片材200拼接时需要对齐的特征。具体地，第一目标特征和第二目标特征可以是片材的边缘、片材上的印刷和片材上的图案等在两块片材拼接时需要对其的特征。

控制模块1与驱动单元22通信连接，控制模块1用于根据第一目标特征的位置信息和第二目标特征的位置信息计算移动平台21的移动方向和移动距离，并根据计算得到的移动平台21的移动方向和移动距离生成驱动控制信号，其中，驱动控制信号用于控制驱动单元22驱动移动平台21移动到目标位置，以使第一目标特征和第二目标特征对齐。

使用时，先将第一片材100放置在移动平台21上的预设位置(具体可以通过输送辊等能够传送片材的传送机构将第一片材100传送至移动平台21的预设位置，片材传送属于现有技术，在此不再赘述)，此时，位于第一片材100上方的线阵CCD传感器模块3对第一片材100的第一目标区域进行扫描并拍照得到第一图像，同时基于图像识别技术在第一图像中识别出第一目标特征并计算出第一目标特征的位置信息并发送给控制模块1；然后通过另一个传送机构(图中未示出)将第二片材200向靠近第一片材100的方向传送(如1图中第一片材100上箭头所示方向，即X的正方向)，当第二片材200传送至预定位置时，另一个线阵CCD传感器模块3对第二片材200的第二目标区域进行扫描并拍照得到第二图像，同时基于图像识别技术在第二图像中识别出第二目标特征并计算出第二目标特征的位置信息并发送给控制模块1；接着，控制模块1控制模块1根据两个线阵CCD传感器模块3检测得到的第一目标特征的位置信息和第二目标特征的位置信息计算移动平台21的移动方向和移动距离，并根据计算得到的移动平台21的移动方向和移动距离生成驱动控制信号发送至驱动单元22，驱动单元22根据该驱动控制信号驱动移动平台21沿图1中移动平台21上双向箭头所示方向中的某个方向(即Y的正方向或负方向)移动到目标位置，使得第一目标特征和第二目标特征对齐。第一片材100和第一片材100对齐后，即可通过片材拼接设备进行后续的片材拼接操作。

本实施例的片材拼接对齐***，通过两个线阵CCD传感器模块3进行待拼接的第一片材100和第二片材200上的目标特征的识别和位置信息的确定，能够有效识别除片材边缘线特征之外的印刷线、图案等其他目标特征，可以适用于更多类型的目标特征的两块片材对齐拼接和更大位置偏差的两块片材对齐拼接，适用范围更加广泛；且CCD传感器的检测范围比激光传感器等光电传感器的检测范围更宽，线阵CCD传感器的检测范围可以调节到50mm，一般情况下第二片材200在传送过程中的偏差基本不会这么大，所以本***相对于采用光电传感器来检测片材的目标特征的片材对齐***，能够更大程度地满足更大偏差材料的对齐使用场景，可有效减少人工干预；另外，由于线阵CCD的单行像素个数远高于面阵CCD和其他光电传感器，因此得到的目标区域的图像的分辨率也更高，进而使得通过图像识别技术得到的图像中目标特征的具***置信息也更加精确，故可以使得控制模块1根据目标特征的位置信息生成的驱动控制信号可以更加精确地控制驱动单元22使移动平台21更精准地移动到目标位置，因而还可以有效减小两块片材拼接时的拼接误差。

具体地，在本实施例中，两个线阵CCD传感器模块3的光敏元件均沿Y方向排列，且两个线阵CCD传感器模块3的中心位置的光敏元件之间的连线与X方向平行。这样使得两个线阵CCD传感器模块3的各个像素在X方向的坐标位置能够相互对齐，从而有效避免检测到的位置信号和片材的目标特征的实际位置信息之间的误差，更好地保证检测精度以降低拼接对齐误差。

在上一实施例的基础上，在一个实施例中，线阵CCD传感器模块3包括LCD触摸屏，LCD触摸屏用于显示采集到的图像，并用于接收用户交互操作以在采集到的图像上标记目标特征。通过线阵CCD传感器模块3的LCD触摸屏可以直观、清晰地显示片材的目标特征，且现场操作人员可通过线阵CCD传感器模块3的LCD触摸屏在线阵CCD传感器拍摄的图片上对图片进行缩放等交互操作来标记片材的目标特征。

在上述各实施例的基础上，进一步，在一个实施例中，所述基于图像识别确定第一图像中的第一目标特征的位置信息包括：

基于差分算法和快速傅里叶变换计算出第一图像中色度值跳变大于预设色度阈值的预设色度阈值的各第一预选特征得到第一预选特征集，即将第一图像中色度值跳变较大的各个特征挑选出来；具体地，第一预选特征可以是第一图像中的边缘线、印刷线、图案等特征。

将第一预选特征集中各预选特征的色度值与预先标记的目标特征的色度值进行比对，并根据比对结果确定第一目标特征；由于第一图像中色度值跳变较大的第一预选特征可能有多个，而在片材拼接时，只需要对齐目标特征，因此，还需要从各个第一预选特征中通过与预先标记的目标特征的色度值进行比较的方式将第一图像中对应的目标特征(即第一目标特征)筛选出来。

基于第一目标特征对应的像素点在第一图像中的具***置，以及第一图像中各像素点的具***置与线阵CCD传感器模块3的成像区域中各像素点位置坐标的映射关系得到第一目标特征的位置信息；该位置信息具体为第一目标特征的位置坐标。

基于图像识别确定第二图像中的第二目标特征的位置信息包括：

基于差分算法和快速傅里叶变换计算出第二图像中色度值跳变大于预设色度阈值的各第二预选特征得到第二预选特征集，即将第二图像中色度值跳变较大的各个特征挑选出来；具体地，第二预选特征可以是第二图像中的边缘线、印刷线、图案等特征。

将第二预选特征集中各预选特征的色度值与预先标记的目标特征的色度值进行比对，并根据比对结果确定第二目标特征；由于第二图像中色度值跳变较大的第二预选特征可能有多个，而在片材拼接时，只需要对齐目标特征，因此，还需要从各个第二预选特征中通过与预先标记的目标特征的色度值进行比较的方式将第二图像中对应的目标特征(即第二目标特征)筛选出来。

基于第二目标特征对应的像素点在第二图像中的具***置，以及第二图像中各像素点的具***置与线阵CCD传感器模块3的成像区域中各像素点位置坐标的映射关系得到第二目标特征的位置信息。该位置信息具体为第二目标特征的位置坐标。

具体地，上述预设色度阈值可以根据不同片材上不同目标特征的色度值进行具体设定。

在上一实施例的基础上，进一步，在一个实施例中，驱动单元22具体包括驱动电机、主动齿轮、从动齿轮和丝杠副，驱动电机的信号输入端与控制模块1连接，驱动电机的输出轴与主动齿轮固定连接，主动齿轮与从动齿轮啮合，从动齿轮与丝杠副的丝杆的驱动端固定连接，丝杠副的螺母与移动平台21固定连接。通过驱动电机驱动主动齿轮，主动齿轮带动从动齿轮转动，而从动齿轮的转动带动丝杠副的丝杠旋转，从而使与丝杠副的螺母固定连接的移动平台21沿Y方向做直线运动，使移动平台21带动第一片材100沿Y方向移动而使第一片材100上的第一目标特征与第二片材200上的第二目标特征对齐，保证拼接精度。

在上一实施例的基础上，进一步，在一个实施例中，根据第一目标特征的位置信息和第二目标特征的位置信息计算移动平台21的移动方向和移动距离包括：

根据第一目标特征的位置信息、线阵CCD传感器模块3的检测范围和线阵CCD传感器模块3的分别率得到第一目标特征对应的像素点位置；

根据第二目标特征的位置信息、线阵CCD传感器模块3的检测范围和线阵CCD传感器模块3的分别率得到第二目标特征对应的像素点位置；

根据第一目标特征对应的像素点位置和第二目标特征对应的像素点位置得到移动平台21的移动方向和移动距离。

在上一实施例的基础上，进一步，在一个实施例中，根据计算得到的移动平台21的移动方向和移动距离生成驱动控制信号包括：

根据计算得到的移动平台21的移动方向、移动距离和主动齿轮与传动齿轮之间的传动比计算驱动电机的转动方向和需要转动的圈数；

基于计算得到的驱动电机需要转动的圈数和驱动电机旋转一圈所需的霍尔脉冲数计算驱动驱动电机所需的霍尔脉冲数；

基于计算得到的驱动驱动电机所需的霍尔脉冲数和驱动电机的转动方向生成驱动控制信号。

为了更直观地了解本***的功能，下面以具体实例对本***的两块片材的对齐原理进行详细描述：

本实例中，两个线阵CCD传感器模块3的检测范围为±20mm，传感器的输出信号为模拟量0～5V，分辨率为1000，相当于40mm分为1000份，每一份代表的是0.04mm。假如第二片材200上的线阵CCD传感器模块3检测到第二片材200上的目标特征(本实施例中为材料的边缘线)在第400个像素点处，第一片材100上的线阵CCD传感器模块3检测到第一片材100上的目标特征(边缘线)在第550个像素点处，差值为(550-400)*0.04mm；

控制模块1根据上式计算出这个差值为+6mm，因此驱动电机需要正转驱动移动平台21沿Y轴正方向运行6mm的距离。执行机构2是以驱动电机作为动力，经主动齿轮和从动齿轮带动丝杠副的丝杆旋转，丝杠副的螺母在丝杆上做往复运动来带动移动平台21实现沿Y方向的前进后退的效果。本实例中，主动齿轮与从动齿轮之间的传动比为19:58，丝杆螺距为4mm，控制模块1由此可计算出驱动电机转动圈数＝(距离6mm/螺距4mm)/传动比(19:58)≈4.58圈，即驱动电机需要转动4.58圈；由于驱动电机每一圈的霍尔脉冲数为30，因此总共需要转动4.58*30≈137个脉冲。控制模块1精确控制驱动电机运行137个脉冲，则移动平台21可带动第一片材100达到目标位置实现第一片材100与第二片材200之间的目标特征的对齐。

误差分析：驱动电机转动137个脉冲转动了4.567圈，丝杆转动了4.567/传动比(19:58)≈1.495圈，丝杆上的螺母带动移动平台21的运行距离为1.495*螺距4＝5.98mm，与实际差值6mm仅存在0.02mm的误差，由此可以看出本***中，目标特征在对齐时的误差非常小。

在一个实施例中，线阵CCD传感器模块3还包括单色CCD芯片、主控MCU和RGB背光模组，单色CCD芯片和RGB背光模组分别与主控MCU连接。线阵CCD传感器模块3在采集对应片材的图像时，启动RGB背光模组对片材进行照射，通过主控MCU控制单色CCD芯片对片材的目标区域进行扫描实现目标区域的图像采集，主控MCU同时通过不同颜色的背光转换在三色CCD芯片采集的图像上实现彩色片材的颜色还原。

具体地，在一个实例中，线阵CCD传感器模块3的电路原理图如图2所示，从图中可以看出，线阵CCD传感器模块3还包括电源部分、CCD芯片驱动电路和通讯部分，其中电源部分用于为CCD传感器模块供电，CCD芯片驱动电路用于驱动单色CCD芯片工作，通讯部分用于与控制模块1进行交互通信。

具体地，在一个实例中，控制模块1的电路原理图如图3所示，从图中可以看出，控制模块1主要包括电源部分、主控MCU、通讯部分、存储单元、电机驱动电路、接口电路和外接控制电路，其中，电源部分用于为主控模块的各个单元电路提供工作电源，主控MCU用于根据接收到的目标特征的位置信息生成驱动控制信号，通信部分用于控制模块1与线阵CCD传感器模块3之间的通信，存储单元用于存储预设的参数、控制模块1接收到的数据和控制模块1计算后生成的数据，电机驱动电路用于在控制模块1的主控MCU的控制下控制驱动电机的工作状态，接口电路用于实现控制模块1与其它模块或设备之间的连接，外接控制电路用于与外部监控终端连接，实现本***与外部监控终端之间的相互通信。

如图4所示，本发明还提供了一种基于双CCD传感器的片材拼接对齐方法，应用于上述任一实施例的基于双CCD传感器的片材拼接对齐***，该方法包括如下步骤：

S1，调节两个线阵CCD传感器模块的安装位置，使得两个线阵CCD传感器模块的光敏元件均沿Y方向排列，且两个线阵CCD传感器模块的中心位置的光敏元件之间的连线与X方向平行；

S2，初始化片材拼接对齐***；

S3，将第一片材和第二片材放置在待拼接位置，使得第一片材与第二片材的对应的目标特征对齐，且使得第一片材和第二片材上的目标特征分别正对两个线阵CCD传感器模块的中心点；

S4，通过两个线阵CCD传感器模块分别采集第一片材和第二片材的图像，并分别在两个线阵CCD传感器模块采集的图像上标记目标特征；

S5，启动片材拼接对齐***，以通过片材拼接对齐***使待拼接的第一片材和第二片材对齐。

在一个实施例中，通过片材拼接对齐***使待拼接的第一片材和第二片材对齐包括：

通过其中一个线阵CCD传感器模块采集第一片材对应的第一目标区域的第一图像，并基于图像识别确定第一图像中的第一目标特征的位置信息，并通过另一个线阵CCD传感器模块采集第二片材对应的第二目标区域的第二图像，并基于图像识别确定第二图像中的第二目标特征的位置信息；

通过控制模块根据第一目标特征的位置信息和第二目标特征的位置信息计算移动平台的移动方向和移动距离，并根据计算得到的移动平台的移动方向和移动距离生成驱动控制信号；

驱动单元基于驱动控制信号驱动移动平台移动到目标位置，以使第一目标特征和第二目标特征对齐。

本实施例中，所述基于双CCD传感器的片材拼接对齐***集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。

本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种基于双CCD传感器的片材拼接对齐***，用于使沿X方向并排放置的待拼接的第一片材和第二片材的对应的目标特征对齐，其特征在于，

所述片材拼接对齐***包括控制模块、执行机构和两个线阵CCD传感器模块，其中，

所述执行机构包括用于放置所述第一片材的移动平台和用于驱动所述移动平台沿与所述X方向垂直的Y方向移动的驱动单元；

两个所述线阵CCD传感器模块分别与所述控制模块通信连接且两个所述线阵CCD传感器模块沿X方向并排布置，其中一个线阵CCD传感器模块用于采集所述第一片材对应的第一目标区域的第一图像，并基于图像识别确定所述第一图像中的第一目标特征的位置信息，另一个线阵CCD传感器模块用于采集所述第二片材对应的第二目标区域的第二图像，并基于图像识别确定所述第二图像中的第二目标特征的位置信息，其中，所述第一目标特征、第二目标特征分别为位于所述第一片材、第二片材上且第一片材和第二片材拼接时需要对齐的特征；

所述控制模块与所述驱动单元通信连接，所述控制模块用于根据所述第一目标特征的位置信息和所述第二目标特征的位置信息计算所述移动平台的移动方向和移动距离，并根据计算得到的所述移动平台的移动方向和移动距离生成驱动控制信号，其中，所述驱动控制信号用于控制所述驱动单元驱动所述移动平台移动到目标位置，以使所述第一目标特征和第二目标特征对齐。

2.根据权利要求1所述的基于双CCD传感器的片材拼接对齐***，其特征在于，两个所述线阵CCD传感器模块的光敏元件均沿Y方向排列，且两个所述线阵CCD传感器模块的中心位置的光敏元件之间的连线与X方向平行。

3.根据权利要求2所述的基于双CCD传感器的片材拼接对齐***，其特征在于，所述线阵CCD传感器模块包括LCD触摸屏，所述LCD触摸屏用于显示采集到的图像，并用于接收用户交互操作以在采集到的图像上标记所述目标特征。

4.根据权利要求3所述的基于双CCD传感器的片材拼接对齐***，其特征在于，

所述基于图像识别确定所述第一图像中的第一目标特征的位置信息包括：

基于差分算法和快速傅里叶变换计算出所述第一图像中色度值跳变大于预设色度阈值的预设色度阈值的各第一预选特征得到第一预选特征集；

将所述第一预选特征集中各预选特征的色度值与预先标记的目标特征的色度值进行比对，并根据比对结果确定所述第一目标特征；

基于所述第一目标特征对应的像素点在所述第一图像中的具***置，以及第一图像中各像素点的具***置与所述线阵CCD传感器模块的成像区域中各像素点位置坐标的映射关系得到所述第一目标特征的位置信息；

所述基于图像识别确定所述第二图像中的第二目标特征的位置信息包括：

基于差分算法和快速傅里叶变换计算出所述第二图像中色度值跳变大于预设色度阈值的各第二预选特征得到第二预选特征集；

将所述第二预选特征集中各预选特征的色度值与预先标记的目标特征的色度值进行比对，并根据比对结果确定所述第二目标特征；

基于所述第二目标特征对应的像素点在所述第二图像中的具***置，以及第二图像中各像素点的具***置与所述线阵CCD传感器模块的成像区域中各像素点位置坐标的映射关系得到所述第二目标特征的位置信息。

5.根据权利要求4所述的基于双CCD传感器的片材拼接对齐***，其特征在于，所述驱动单元包括驱动电机、主动齿轮、从动齿轮和丝杠副，所述驱动电机的信号输入端与所述控制模块连接，所述驱动电机的输出轴与所述主动齿轮固定连接，所述主动齿轮与所述从动齿轮啮合，所述从动齿轮与所述丝杠副的丝杆的驱动端固定连接，所述丝杠副的螺母与所述移动平台连接。

6.根据权利要求5所述的基于双CCD传感器的片材拼接对齐***，其特征在于，

所述根据所述第一目标特征的位置信息和所述第二目标特征的位置信息计算所述移动平台的移动方向和移动距离包括：

根据所述第一目标特征的位置信息、线阵CCD传感器模块的检测范围和线阵CCD传感器模块的分别率得到所述第一目标特征对应的像素点位置；

根据所述第二目标特征的位置信息、线阵CCD传感器模块的检测范围和线阵CCD传感器模块的分别率得到所述第二目标特征对应的像素点位置；

根据所述第一目标特征对应的像素点位置和第二目标特征对应的像素点位置得到所述移动平台的移动方向和移动距离。

7.根据权利要求5所述的基于双CCD传感器的片材拼接对齐***，其特征在于，

所述根据计算得到的所述移动平台的移动方向和移动距离生成驱动控制信号包括：

根据计算得到的所述移动平台的移动方向、移动距离和所述主动齿轮与传动齿轮之间的传动比计算所述驱动电机的转动方向和需要转动的圈数；

基于计算得到的所述驱动电机需要转动的圈数和驱动电机旋转一圈所需的霍尔脉冲数计算驱动所述驱动电机所需的霍尔脉冲数；

基于计算得到的驱动所述驱动电机所需的霍尔脉冲数和所述驱动电机的转动方向生成所述驱动控制信号。

8.根据权利要求3-7任一项所述的基于双CCD传感器的片材拼接对齐***，其特征在于，所述线阵CCD传感器模块还包括单色CCD芯片、主控MCU和RGB背光模组，所述单色CCD芯片和RGB背光模组分别与所述主控MCU连接。

9.一种基于双CCD传感器的片材拼接对齐方法，其特征在于，应用于权利要求1-8任一项所述的基于双CCD传感器的片材拼接对齐***，所述方法包括如下步骤：

S1，调节两个线阵CCD传感器模块的安装位置，使得两个所述线阵CCD传感器模块的光敏元件均沿Y方向排列，且两个所述线阵CCD传感器模块的中心位置的光敏元件之间的连线与X方向平行；

S2，初始化所述片材拼接对齐***；

S3，将第一片材和第二片材放置在待拼接位置，使得第一片材与第二片材的对应的目标特征对齐，且使得第一片材和第二片材上的目标特征分别正对两个线阵CCD传感器模块的中心点；

S4，通过两个线阵CCD传感器模块分别采集第一片材和第二片材的图像，并分别在两个线阵CCD传感器模块采集的图像上标记目标特征；

S5，启动所述片材拼接对齐***，以通过所述片材拼接对齐***使待拼接的第一片材和第二片材对齐。

10.根据权利要求9所述的基于双CCD传感器的片材拼接对齐方法，其特征在于，所述通过所述片材拼接对齐***使待拼接的第一片材和第二片材对齐包括：

通过其中一个线阵CCD传感器模块采集所述第一片材对应的第一目标区域的第一图像，并基于图像识别确定所述第一图像中的第一目标特征的位置信息，并通过另一个线阵CCD传感器模块采集所述第二片材对应的第二目标区域的第二图像，并基于图像识别确定所述第二图像中的第二目标特征的位置信息；

通过所述控制模块根据所述第一目标特征的位置信息和所述第二目标特征的位置信息计算所述移动平台的移动方向和移动距离，并根据计算得到的所述移动平台的移动方向和移动距离生成驱动控制信号；

所述驱动单元基于所述驱动控制信号驱动所述移动平台移动到目标位置，以使所述第一目标特征和第二目标特征对齐。

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