本發(fā)明涉及一種掃描設備及掃描方法，尤其是一種平臺移動型寬幅工業(yè)掃描設備及掃描方法，屬于寬幅掃描技術領域。

背景技術：

獲取高精度圖案的掃描儀，按照被掃描表面的放置方式，一般可以分為接觸式及非接觸式。接觸式掃描儀上，被掃描表面是直接覆蓋在支撐面，例如一般家用與辦公用的掃描儀，文稿是直接覆壓在透明的玻璃面上；接觸式掃描儀一般適用于文稿圖紙及軟物(例如織物)的掃描，但是一般能掃描的幅面較小。非接觸式掃描儀上，被掃描表面沒有直接接觸任何支撐面，例如生產線上在線檢測的掃描一般是非接觸式掃描，再例如掃條碼的掃描槍，原理上也是非接觸掃描。

按照掃描過程中，是被掃描物體在移動還是掃描元件在移動來區(qū)分，可以分為掃描元件移動式及平臺移動式。一般家用與辦公用的掃描儀是掃描元件移動式的，被掃描物體覆蓋在玻璃支撐板后，通過掃描元件的移動來獲取圖像。生產線上在線檢測的掃描一般是平臺移動式，掃描元件安裝在固定的位置。

在國內，現(xiàn)有的掃描儀產品，普遍存在以下問題：

1)只能垂直向下掃描。掃描角度，類似于拍照角度。在掃描表面有凹凸物體的時候，不同掃描角度，出來的視覺和圖像效果是不同的?，F(xiàn)有國內產品只有垂直向下的單一角度掃描。

2)沒有掃描預覽功能，或者掃描預覽耗時過長。國內同類產品均沒有掃描預覽功能，也沒有預覽后靈活選取掃描區(qū)域的功能；而進口產品的掃描預覽耗時過長，因為寬幅的原因，預覽長×寬為1500×1000mm的幅面，耗時接近2分鐘。

3)柔軟的物件，例如寬幅圖紙及薄織物，放置在平臺上時，往往出現(xiàn)不能鋪平的情況，直接影響掃描質量。

4)沒有自動調焦。

5)缺少有效減少雜光進入鏡頭的設置。

6)沒有照明燈光的溫度控制。同類設備上的燈光，有兩種，一種是交流電的冷光燈，一種是直流電led燈。交流電冷光燈的缺點在于電頻率遠遠小于掃描頻率，由于電源周期內亮度細微變化而導致圖像質量不穩(wěn)定。為了得到穩(wěn)定照明，直流led燈是更好的選擇；但是直流led燈存在發(fā)熱大的問題，如果不控制散熱，會影響光線的色溫，從而影響圖像色彩。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術的缺陷，提供了一種平臺移動型寬幅工業(yè)掃描設備，該設備結構設計合理，可以靈活獲取不同視角下的被掃描寬幅物體表面的高精度和高色彩還原度的表面圖案。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種基于上述設備的掃描方法。

本發(fā)明的目的可以通過采取如下技術方案達到：

一種平臺移動型寬幅工業(yè)掃描設備，包括機架、立柱、平臺、懸臂、線陣相機和控制裝置，所述機架底部設有萬向腳輪，所述立柱固定在機架上，所述平臺通過第一滑軌與機架連接，并由第一電機帶動沿機架水平方向做直線運動；所述懸臂通過第一滑桿與立柱連接，并由第二電機帶動沿立柱豎直方向做直線運動；所述線陣相機通過第二滑軌與懸臂連接，線陣相機由第三電機帶動沿懸臂水平方向做直線運動，由旋轉電機帶動沿線陣相機的感光元件的中心軸做旋轉運動，所述旋轉電機通過減速機與線陣相機連接，所述線陣相機、第一電機、第二電機、第三電機和旋轉電機分別與控制裝置連接。

進一步的，所述線陣相機的鏡頭固定在一滑塊上，所述滑塊與第二滑桿連接，并由第四電機驅動，帶動線陣相機的鏡頭伸縮，所述第四電機與控制裝置連接。

進一步的，還包括面陣相機，所述面陣相機設置在立柱上部，并與控制裝置連接，面陣相機與初始位置的平臺之間的位置和角度是固定的，面陣相機的鏡頭朝向平臺，且面陣相機的鏡頭視野范圍覆蓋整個平臺。

進一步的，還包括燈架和燈光支撐臂，所述燈架通過第三滑軌與立柱連接，并由第五電機帶動沿立柱豎直方向直線運動，所述燈光支撐臂通過第四滑軌與燈架連接，并由第六電機帶動沿燈架水平方向做直線運動，所述第五電機和第六電機分別與控制裝置連接。

進一步的，所述燈光支撐臂上設有兩塊led燈板和一塊擋光板，所述兩塊led燈板分別位于燈光支撐臂的左右兩側，并與控制裝置連接，所述擋光板位于兩塊led燈板之間，擋光板中間沿線陣相機的鏡頭方向開出一條縫隙。

進一步的，所述兩塊led燈板上均安裝有溫度探頭，兩塊led燈板的背面均具有散熱片，所述散熱片上安裝有可調速的散熱風扇，所述溫度探頭和散熱風扇分別與控制裝置連接，所述散熱片為采用銅材料制成的散熱片。

進一步的，所述平臺由左平臺和右平臺拼接而成，所述左平臺和右平臺的內部均為空腔，頂部均為置物板，底部均為蓋板，所述左平臺的置物板和右平臺的置物板上均開有多個吸氣孔，所述左平臺和右平臺上的多個吸氣孔均為等距分布，所述左平臺的蓋板和右平臺的蓋板上各安裝有兩個抽氣渦輪風機，所述兩個抽氣渦輪風機分別與控制裝置連接。

本發(fā)明的另一目的可以通過采取如下技術方案達到：

一種基于上述設備的掃描方法，所述方法包括以下步驟：

s1、設備開啟后，燈光支撐臂上的兩塊led燈板開啟且散熱風扇啟動，掃描設備自動回到原點位置；

s2、掃描前，用戶在計算機的控制軟件界面輸入掃描相關參數(shù)；

s3、根據(jù)用戶輸入的參數(shù)，掃描設備自動調整以下位置：燈架的高度、燈光支撐臂在燈架上的位置、懸臂的高度、線陣相機的旋轉角度；

s4、正式掃描前，控制軟件根據(jù)溫度探頭檢測的led燈板溫度，判斷溫度是否在最佳范圍內，如果溫度在最佳范圍內，開始正式掃描；如果溫度不在最佳范圍內，則提示用戶調整室溫，等待led燈板的溫度回到最佳范圍再開始正式掃描；

s5、平臺按照一定速度運動，待被框選的掃描區(qū)域的前方進入掃描線范圍，線陣相機開始掃描，等被框選的掃描區(qū)域的后方離開掃描線范圍，第一塊區(qū)域的掃描結束；

s6、如果被框選的掃描區(qū)域的寬度大于線陣相機的視野，平臺自動返回移動，做第二塊區(qū)域的掃描，如此類推進行第三塊甚至第四塊區(qū)域的掃描；

s7、控制軟件獲取了全部掃描圖像后，如果多于一張圖像，控制軟件會在后臺自動運行圖像拼接程序，然后輸出整個被框選的掃描區(qū)域的完整圖像；

s8、掃描結束，平臺自動回到原點位置；

s9、退出控制軟件，掃描設備自動回到原點位置。

進一步的，所述方法還包括：

在步驟s4之前，如果用戶不需要預覽，直接在模擬的平臺框上框選需要掃描的區(qū)域，確定后，線陣相機沿懸臂自動調整到需要的位置；如果用戶需要預覽，選擇預覽功能，位于立柱上部的面陣相機自動拍攝一張平臺的圖像，控制軟件獲取面陣相機拍攝的圖片后，自動進行畸變糾正，并顯示在控制軟件界面，用戶在糾正后的圖片上框選需要掃描的區(qū)域，確定后，線陣相機沿懸臂自動調整到需要的位置。

進一步的，所述掃描設備自動回到原點位置是指：平臺位于左邊的極限位，燈架位于下方的極限位，燈光支撐臂位于燈架中間，懸臂的高度位于分辨率600dpi的位置，線陣相機垂直向下指向平臺的中線；

所述掃描相關參數(shù)包括被掃描物件的高度、需要的圖像分辨率、led燈板的開啟形式、掃描角度。

本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術具有如下的有益效果：

1、本發(fā)明設置了懸臂和線陣相機，懸臂通過滑桿與立柱連接，線陣相機通過滑軌與懸臂連接，懸臂在電機的帶動下可沿立柱向上或向下運動，以帶動線陣相機向上或向下運動，同時線陣相機在電機的帶動下可沿懸臂向前或向后運動，以及在旋轉電機的帶動下沿線陣相機的感光元件的中心軸做旋轉運動，可以改變線陣相機的拍攝位置和拍攝角度，在掃描表面有凹凸物體時，不同拍攝位置和拍攝角度，可以掃描出不同的視覺和圖像效果，即通過調整拍攝位置和拍攝角度，滿足用戶對視覺和圖像的需求，靈活性和效果明顯優(yōu)于現(xiàn)有只能垂直向下掃描物體表面的設備。

2、本發(fā)明的線陣相機的鏡頭可以固定在一滑塊上，該滑塊在電機的驅動下，帶動線陣相機的鏡頭伸縮，通過使鏡頭伸縮，可精確調整鏡頭與線陣相機之間距離，與計算機相配合，可以實現(xiàn)精準自動對焦功能。

3、本發(fā)明還可以在立柱上設置面陣相機，面陣相機與初始位置的平臺之間的位置和角度是固定的，面陣相機的鏡頭朝向平臺，其鏡頭視野范圍覆蓋整個平臺，面陣相機在控制裝置與計算機連接后，通過計算機進行控制，需要預覽時，選擇預覽，面陣相機對平臺拍攝一張圖片并輸出到計算機，隨后自動對圖片進行畸變校正，然后將校正后的預覽圖像顯示在計算機的顯示屏上，供用戶選取具體的掃描區(qū)域，如果采用線陣相機，由于線陣相機的成像原理，用戶預覽掃描效果必須先進行一次預掃描，花費的時間較多，而面陣相機的成像原理與線陣相機不同，采用面陣相機拍攝進行預覽能有效提高掃描預覽速度，雖然像素值不高，但已經足以讓用戶快速框選需要掃描的區(qū)域，操作便利性明顯提高。

4、本發(fā)明還可以設置燈架和燈光支撐臂，燈架通過滑軌與立柱連接，燈光支撐臂通過滑軌與燈架連接，燈架在電機的帶動下可沿立柱向上或向下運動，以帶動燈光支撐臂向上或向下運動，同時燈光支撐臂在電機的帶動下也可以沿燈架向左或向右運動，燈光支撐臂和線陣相機相結合，可以拍攝出各種不同打光角度的特殊效果。

5、本發(fā)明的燈光支撐臂上設有兩塊led燈板和一塊擋光板，兩塊led燈板分別位于燈光支撐臂的左右兩側，可以選擇兩者同時開啟、單獨左邊的led燈板開啟或單獨右邊led燈板開啟，擋光板位于兩塊led燈板之間，擋光板中間沿線陣相機的鏡頭方向開出一條縫隙，縫隙確保被掃描區(qū)域的光線可以完全進入線陣相機的鏡頭，同時擋光板可以擋住大部分非掃描區(qū)域的雜光干擾，提升掃描圖像質量和穩(wěn)定性。

6、本發(fā)明的led燈板上安裝有溫度探頭，led燈板的背面具有散熱片，散熱片上安裝有可調速的散熱風扇，通過溫度探頭可以實時監(jiān)控led燈板的溫度(色溫)，如果溫度不在最佳范圍內，可以通過調整散熱風扇的速度，將led燈板的溫度控制在最佳范圍內，可以提高色彩還原的準確性。

7、本發(fā)明的平臺內部為空腔，上部置物板上開有多個吸氣孔，下部蓋板上安裝有抽氣渦輪風機，抽氣渦輪風機啟動后，置物板上的吸氣孔處產生一定的負壓，在掃描柔性物體時，如紙張和布料等，真空吸附功能可以增加物體的平整度，有助于提高掃描的效果，多個吸氣孔等距分布可以確保吸力均勻分布。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例1的平臺移動型寬幅工業(yè)掃描設備正視角度的立體結構圖。

圖2為圖1中a處的放大示意圖。

圖3為本發(fā)明實施例1的平臺移動型寬幅工業(yè)掃描設備側視角度的立體結構圖。

圖4為圖3中b處的放大示意圖。

圖5為本發(fā)明實施例1的平臺移動型寬幅工業(yè)掃描設備后視角度的立體結構圖。

圖6為本發(fā)明實施例1的平臺移動型寬幅工業(yè)掃描設備正視結構圖。

圖7為本發(fā)明實施例1的平臺移動型寬幅工業(yè)掃描設備側視結構圖。

圖8為圖7中c處的放大示意圖。

圖9為本發(fā)明實施例1的平臺移動型寬幅工業(yè)掃描設備俯視結構圖。

圖10為本發(fā)明實施例2的平臺移動型寬幅工業(yè)掃描設備正視結構圖。

其中，1-機架，2-立柱，3-平臺，4-懸臂，5-線陣相機，6-燈架，7-燈光支撐臂，8-萬向腳輪，9-第一滑軌，10-第一電機，11-吸氣孔，12-抽氣渦輪風機，13-第一滑桿，14-第二電機，15-第二滑軌，16-第三電機，17-旋轉電機，18-減速機，19-滑塊，20-第二滑桿，21-第四電機，22-第三滑軌，23-第五電機，24-第四滑軌，25-第六電機，26-led燈板，27-擋光板，28-縫隙，29-散熱風扇，30-面陣相機。

具體實施方式

下面結合實施例及附圖對本發(fā)明作進一步詳細的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。

實施例1：

如圖1～圖9所示，本實施例提供了一種平臺移動型寬幅工業(yè)掃描設備，該工業(yè)掃描設備包括機架1、立柱2、平臺3、懸臂4、線陣相機5、燈架6、燈光支撐臂7和控制裝置(圖中未示出)。

所述機架1底部設有萬向腳輪8，方便用戶移動整個設備，所述立柱2固定在機架1上，控制裝置包括控制器(如日本三菱qx系列plc及其控制模塊、fx系列plc及其控制模塊)和多個電機驅動器，通過數(shù)據(jù)線與計算機連接，在電源啟動后，掃描設備可以正常工作。

所述平臺3通過第一滑軌9與機架1連接，并由第一電機10帶動沿機架1水平方向做直線運動(向左或向右運動)，所述第一電機10與控制裝置連接；平臺3由左平臺和右平臺拼接而成，所述左平臺和右平臺的內部均為空腔，頂部均為置物板，底部均為蓋板，所述左平臺的置物板和右平臺的置物板上均開有多個等距分布的吸氣孔11，所述左平臺的蓋板和右平臺的蓋板上各安裝有兩個抽氣渦輪風機12，所述兩個抽氣渦輪風機12分別與控制裝置連接，抽氣渦輪風機12啟動時，置物板上的吸氣孔11處產生一定的負壓，將薄軟的文稿或織物平附在置物板上，多個吸氣孔11等距分布可以確保吸力均勻分布。

所述懸臂4通過第一滑桿13與立柱2連接，并由第二電機14帶動沿立柱2豎直方向做直線運動(向上或向下運動)，所述第二電機14與控制裝置連接；所述線陣相機5通過第二滑軌15與懸臂4連接，可隨懸臂4一起沿豎直方向做直線運動(向上或向下運動)，線陣相機5可由第三電機16帶動沿懸臂4水平方向做直線運動(向前或前后運動)，可以改變線陣相機5的拍攝位置(上下或前后運動)，線陣相機5可由旋轉電機17帶動沿線陣相機5的感光元件的中心軸做旋轉運動，可以改變線陣相機5的拍攝角度，在掃描表面有凹凸物體時，不同的拍攝位置和拍攝角度，可以掃描出不同的視覺和圖像效果，所述旋轉電機17通過減速機18與線陣相機5連接，所述線陣相機5、第三電機16和旋轉電機17分別與控制裝置連接；此外，線陣相機5的鏡頭固定在一滑塊19上，所述滑塊19與第二滑桿20連接，并由第四電機21驅動，帶動線陣相機5的鏡頭伸縮，通過使鏡頭伸縮，可精確調整鏡頭與線陣相機5之間距離，配合計算機控制軟件的自動對焦算法，實現(xiàn)精準自動對焦功能，所述第四電機21與控制裝置連接。

所述燈架6通過第三滑軌22與立柱2連接，并由第五電機23帶動沿立柱2豎直方向直線運動(向上或向下運動)，所述第五電機23與控制裝置連接；所述燈光支撐臂7通過第四滑軌24與燈架6連接，并由第六電機25帶動沿燈架6水平方向做直線運動(向左或向右運動)，所述第六電機25與控制裝置連接；燈架6向上或向下運動，可以帶動燈光支撐臂7向上或向下運動，同時燈光支撐臂7也可以向左或向右運動，也就是說燈光支撐臂7和線陣相機5相結合，可以拍攝出各種不同打光角度的特殊效果。

所述燈光支撐臂7上設有兩塊led燈板26和一塊擋光板27，所述兩塊led燈板26分別位于燈光支撐臂7的左右兩側，并與控制裝置連接，兩塊led燈板26可以選擇兩者同時開啟、單獨左邊的led燈板26開啟或單獨右邊led燈板26開啟，所述擋光板27位于兩塊led燈板26之間，擋光板27中間沿線陣相機5的鏡頭方向開出一條縫隙28，縫隙28確保被掃描區(qū)域的光線可以完全進入線陣相機5的鏡頭，同時擋光板27可以擋住大部分非掃描區(qū)域的雜光干擾，在調整線陣相機5的拍攝角度后，燈光支撐臂7可以向左或向右，從而確保線陣相機5可以通過縫隙28采集圖像。

所述兩塊led燈板26上均安裝有溫度探頭，兩塊led燈板26的背面均具有散熱片，所述散熱片上安裝有可調速的散熱風扇29，散熱風扇29的數(shù)量可根據(jù)實際需要設置，散熱片可以采用銅材料制成，所述溫度探頭和散熱風扇29分別與控制裝置連接，通過溫度探頭可以實時監(jiān)控led燈板26的溫度，如果溫度不在最佳范圍內，可以通過調整散熱風扇29的速度，將led燈板26的溫度控制在最佳范圍內。

本實施例的掃描設備工作過程如下：

s1、設備開啟后，燈光支撐臂7上的兩塊led燈板26開啟且散熱風扇29啟動，掃描設備自動回到原點位置：平臺3位于左邊的極限位，燈架6位于下方的極限位，燈光支撐臂7位于燈架6中間，懸臂4的高度位于分辨率600dpi的位置，線陣相機5垂直向下指向平臺3的中線。

s2、掃描前，用戶需要在計算機的控制軟件界面輸入以下參數(shù)：被掃描物件的高度、需要的圖像分辨率、led燈板26的開啟形式(兩燈齊開、單獨左邊的led燈板26開、單獨右邊的led燈板26開)、掃描角度。

s3、根據(jù)用戶輸入的參數(shù)，掃描設備自動調整以下位置：燈架6的高度、燈光支撐臂7在燈架6上的位置、懸臂4的高度、線陣相機5的旋轉角度。

s4、正式掃描前，控制軟件根據(jù)溫度探頭檢測的led燈板26溫度，判斷溫度是否在最佳范圍內，如果溫度在最佳范圍內，開始掃描；如果溫度不在最佳范圍內，則提示用戶調整室溫，此時用戶可以調整散熱風扇29的速度，等待led燈板26的溫度回到最佳范圍再開始正式掃描。

s5、平臺3按照一定速度運動，待被框選的掃描區(qū)域的前方進入掃描線范圍，線陣相機5開始掃描，等被框選的掃描區(qū)域的后方離開掃描線范圍，第一塊區(qū)域的掃描結束。

s6、如果被框選的掃描區(qū)域的寬度大于線陣相機5的視野，平臺3自動返回移動，做第二塊區(qū)域的掃描，如此類推進行第三塊甚至第四塊區(qū)域的掃描。

s7、控制軟件獲取了全部掃描圖像后，如果多于一張圖像，控制軟件會在后臺自動運行圖像拼接程序，然后輸出整個被框選的掃描區(qū)域的完整圖像。

s8、掃描結束，平臺3自動回到原點位置。

s9、退出控制軟件，掃描設備自動回到原點位置：平臺3位于左邊的極限位，燈架6位于下方的極限位，燈光支撐臂7位于燈架6的中間，懸臂4的高度位于分辨率600dpi的位置，線陣相機5垂直向下指向平臺3的中線。

實施例2：

如圖10所示，本實施例的主要特點是：所述掃描設備還包括面陣相機30，所述面陣相機30設置在立柱2上部，并與控制裝置連接，面陣相機30的鏡頭朝向平臺3，且面陣相機30的鏡頭視野范圍覆蓋整個平臺3，圖中虛線所示范圍即為鏡頭的視野范圍；該面陣相機30是一個百萬像素級別的帶閃光燈的彩色面陣相機，考慮到預覽圖對分辨率要求不高，以能夠比較準確辨別平臺上物體的大小形狀為標準，百萬像素級別能夠滿足要求，面陣相機30與初始位置(即上述實施例1提到的原點位置)的平臺3之間的位置和角度是固定的，面陣相機30通過計算機的控制軟件來控制，需要預覽時，選擇控制軟件內的預覽按鍵，面陣相機30對平臺3拍攝一張圖片并輸出到控制軟件，控制軟件隨后自動對圖片進行畸變校正，然后將校正后的預覽圖像顯示在控制軟件界面上，供用戶選取具體的掃描區(qū)域，如果采用線陣相機，由于線陣相機的成像原理，用戶預覽掃描效果必須先進行一次預掃描，花費的時間較多，而面陣相機的成像原理與線陣相機不同，采用面陣相機拍攝進行預覽能有效提高掃描預覽速度，雖然像素值不高，但已經足以讓用戶快速框選需要掃描的區(qū)域，操作便利性明顯提高。

本實施例的掃描設備工作過程與實施例1的區(qū)別之處在于：在步驟s4之前，如果用戶不需要預覽，可以直接在模擬的平臺框上框選需要掃描的區(qū)域，確定后，線陣相機5沿懸臂4自動調整到需要的位置；如果用戶需要預覽，選擇預覽功能，位于立柱2上部的面陣相機30自動拍攝一張平臺3的圖像，控制軟件獲取面陣相機30拍攝的圖片后，自動進行畸變糾正，并顯示在控制軟件界面，用戶在糾正后的圖片上框選需要掃描的區(qū)域，確定后，線陣相機5沿懸臂4自動調整到需要的位置。

綜上所述，本發(fā)明屬于非接觸式平臺移動性掃描設備，是針對某些特定工業(yè)應用場景的專用設備，其作用是可以靈活獲取不同視角下的被掃描寬幅物體表面的高精度和高色彩還原度的表面圖案，例如掃描石材、木材等天然紋理，應用于瓷磚/木紋板/墻紙工業(yè)的圖案開發(fā)，這是接觸式及一般幅面掃描儀做不到的；例如掃描寬幅文稿或者不宜直接接觸的物體(接觸式可能會損壞被掃描物體)，適合文博/檔案/藝術機構的無損原稿的掃描；例如對于印刷制版行業(yè)，可以應對不同客戶不同素材的高精度掃描需求。

以上所述，僅為本發(fā)明專利較佳的實施例，但本發(fā)明專利的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明專利所公開的范圍內，根據(jù)本發(fā)明專利的技術方案及其發(fā)明構思加以等同替換或改變，都屬于本發(fā)明專利的保護范圍。