基于數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的激光標(biāo)刻中環(huán)形掃描算法研究.pdf

1、掃描算法是激光標(biāo)刻中的關(guān)鍵算法，它直接規(guī)定了激光器的路徑信息，影響著激光標(biāo)刻效率以及成品工藝效果。行掃描算法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，但生成的掃描線數(shù)目較多，致使激光器的跳轉(zhuǎn)次數(shù)增多，標(biāo)刻效率降低，如果掃描線起點(diǎn)、終點(diǎn)延時(shí)不精確，工藝效果將非常差。而環(huán)形掃描算法可以彌補(bǔ)這些不足，但是環(huán)形掃描路徑的計(jì)算比較復(fù)雜。因此，快速計(jì)算環(huán)形掃描路徑是提高激光標(biāo)刻效率和效果的關(guān)鍵。
　　 對(duì)于環(huán)形掃描路徑的計(jì)算，基本上存在三條思路：(1)先對(duì)初始圖形進(jìn)行剖分

2、處理，如三角剖分，凸型剖分等，將其分成多個(gè)凸型子區(qū)域，再計(jì)算每個(gè)子區(qū)域的環(huán)形掃描路徑。這種方案的出發(fā)點(diǎn)在于，凸型子區(qū)域的環(huán)形掃描路徑計(jì)算較為簡(jiǎn)單，但是這種方案只是局部環(huán)形掃描。(2)生成初始圖形的Voronoi圖，然后沿輪廓邊界生成平行軌跡，得到環(huán)形掃描路徑。這種方法可以處理帶曲線圖形，但在計(jì)算多連通域（或稱為“帶島嶼”圖形）的Voronoi圖時(shí)效率非常低，有時(shí)甚至無(wú)法得出正確結(jié)果。(3)直接從圖形輪廓出發(fā)，計(jì)算輪廓等距線，但是，為保證

3、直接構(gòu)造的等距線相互正確銜接，需要對(duì)等距線進(jìn)行求交、干涉檢查和裁剪處理，導(dǎo)致算法效率低下。
　　 受激光雕刻中光刻槽補(bǔ)償原理的啟發(fā)，本文分析了環(huán)形掃描的數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)本質(zhì)。將數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)中腐蝕、膨脹算法思想與直接計(jì)算圖形輪廓等距線的算法實(shí)現(xiàn)相結(jié)合，以Windows GDI+為平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了適用于單連通域、多連通域圖形對(duì)象的環(huán)形掃描算法。本算法已模塊化為激光通用標(biāo)刻軟件HGLaser的算法部分，在Nd:YAG型激光標(biāo)刻系統(tǒng)上運(yùn)行，能準(zhǔn)確生