二维扫描标刻方法、设备及计算机可读存储介质与流程

    专利2025-05-30  12


    本申请涉及激光标刻,尤其涉及一种二维扫描标刻方法、设备及计算机可读存储介质。


    背景技术:

    1、标刻是一种利用激光束对物体进行标记或切割的技术,二维扫描标刻通过控制激光束在物体表面进行二维扫描运动,实现高精度、高速度的标刻。在二维扫描标刻中,通常需要将标刻的图案切割多个独立的片段或线段,这些片段或线段位于一个或多个扫描窗口内,导致标刻图案失去连通性,在标刻之前,需要找到分割后的线段图的汉密尔顿路径,以确保在标刻过程中保证图案的完整性,并且为了保证生产效率,希望得到的汉密尔顿路径的长度尽可能小,因此,在寻找分割后的线段图的汉密尔顿路径时,通常需要对线段图进行非贪心的探索,以使得到的汉密尔顿路径的长度代价足够小,然而,这种对分割后的线段图进行非贪心探索的方法复杂度较高,导致在计算资源受限的pc实时应用中,寻找汉密尔顿路径的效率受到影响。


    技术实现思路

    1、本申请的主要目的在于提供一个代价函数及使用它的二维扫描标刻方法、设备及计算机可读存储介质,旨在提高寻找线段构成的图的汉密尔顿路径的效率,从而提高二维扫描标刻的标刻效率。

    2、为实现上述目的,本申请提出一种二维扫描标刻方法,所述二维扫描标刻方法包括以下步骤:

    3、获取标刻图案,并基于扫描窗口将所述标刻图案拆分为多条标刻线段;

    4、从各条所述标刻线段中初始化当前线段,并基于目标代价函数确定所述当前线段与未连通线段之间的先验假设或者距离成本,其中,所述未连通线段为各条所述标刻线段中未加入连通图的线段,所述目标代价函数用于计算任意两条所述标刻线段之间的距离代价;

    5、将各条所述未连通线段的先验假设或者距离成本输入预设算法策略,得到各条所述未连通线段中与所述当前线段连通的下一跳线段;

    6、将所述下一跳线段更新为所述当前线段,并执行所述基于目标代价函数确定所述当前线段与未连通线段之间的先验假设或者距离成本的步骤,直至所有所述标刻线段加入连通图,得到所述标刻图案的汉密尔顿路径;

    7、按照所述汉密尔顿路径对目标基材进行二维扫描标刻,以在所述目标基材上标刻所述标刻图案。

    8、可选地,所述基于目标代价函数确定所述当前线段与未连通线段之间的先验假设或者距离成本的步骤,包括:

    9、对于各条所述未连通线段中任意一条目标未连通线段,基于目标代价函数计算所述当前线段与所述目标未连通线段之间的距离代价;

    10、将所述距离代价作为所述当前线段与所述目标未连通线段之间的先验假设或者距离成本。

    11、可选地,所述基于目标代价函数计算所述当前线段与所述目标未连通线段之间的距离代价的步骤,包括:

    12、计算所述当前线段的目标端点与所述目标未连通线段的第一端点之间的第一端点距离,并计算所述当前线段的目标端点与所述目标未连通线段的第二端点之间的第二端点距离;

    13、通过目标代价函数的第一权重和第二权重分别对所述第一端点距离和所述第二端点距离进行加权求和处理,得到所述当前线段与所述目标未连通线段之间的距离代价。

    14、可选地,所述将所述距离代价作为所述当前线段与所述目标未连通线段之间的先验假设或者距离成本的步骤,包括:

    15、若通过第一权重对所述第一端点距离进行加权处理,并通过所述第二权重对所述第二端点距离进行加权处理,则将所述距离代价作为所述当前线段下一跳连接所述目标未连通线段的第一端点时,所述当前线段与所述目标未连通线段之间的先验假设或者距离成本;

    16、若通过所述第一权重对所述第二端点距离进行加权处理,并通过所述第二权重对所述第一端点距离进行加权处理,则将所述第二距离代价作为所述当前线段下一跳连接所述目标未连通线段的第二端点时,所述当前线段与所述目标未连通线段之间的先验假设或者距离成本。

    17、可选地,所述第二权重包括加权系数和比例控制系数,其中,所述加权系数和所述第一权重之间的和值为1。

    18、可选地,所述比例控制系数包括预设的第一比例控制系数和第二比例控制系数,所述第二比例控制系数为目标数量除以所述标刻线段的总数量,其中,所述目标数量为各条所述标刻线段中所述未连通线段的数量。

    19、可选地,所述计算所述当前线段的目标端点与所述目标未连通线段的第一端点之间的第一端点距离的步骤,包括:

    20、若所述当前线段的目标端点与所述目标未连通线段的第一端点之间的跳转路径为直线路径,则计算所述目标端点与所述第一端点之间的欧式距离作为所述目标端点与所述第一端点之间的第一端点距离;

    21、若所述跳转路径为弧线路径,则计算所述弧线路径的弧线周长或者所述弧线路径的欧式距离作为所述第一端点距离。

    22、可选地,所述将所述下一跳线段更新为所述当前线段,并执行所述基于目标代价函数确定所述当前线段与未连通线段之间的先验假设或者距离成本的步骤,直至所有所述标刻线段加入连通图,得到所述标刻图案的汉密尔顿路径的步骤之后,还包括:

    23、重复从各条所述标刻线段中初始化当前线段,并基于所述目标代价函数确定所述当前线段与所述未连通线段之间的先验假设或者距离成本,直至达到预设的迭代停止条件,得到优化后的汉密尔顿路径;

    24、按照所述优化后的汉密尔顿路径对目标基材进行二维扫描标刻,以在所述目标基材上标刻所述标刻图案。

    25、为实现上述目的,本申请还提供一种二维扫描标刻设备,所述二维扫描标刻设备包括:存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的二维扫描标刻程序,所述二维扫描标刻程序被所述处理器执行时实现如上所述的二维扫描标刻方法的步骤。

    26、此外,为实现上述目的,本申请还提出一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有二维扫描标刻程序,所述二维扫描标刻程序被处理器执行时实现如上所述的二维扫描标刻方法的步骤。

    27、本申请中,通过获取标刻图案,并基于扫描窗口将标刻图案拆分为多条标刻线段;从各条标刻线段中初始化当前线段,并基于目标代价函数确定当前线段与未连通线段之间的先验假设或者距离成本,其中,未连通线段为各条标刻线段中未加入连通图的线段,目标代价函数用于计算任意两条标刻线段之间的距离代价;将各条未连通线段的先验假设或者距离成本输入预设算法策略,得到各条未连通线段中与当前线段连通的下一跳线段;将下一跳线段更新为当前线段,并执行基于目标代价函数确定当前线段与未连通线段之间的先验假设或者距离成本的步骤,直至所有标刻线段加入连通图,得到标刻图案的汉密尔顿路径;按照汉密尔顿路径对目标基材进行二维扫描标刻,以在目标基材上标刻该标刻图案。

    28、本申请中,通过引入目标代价函数,将关于线段的图的集合旅行商问题简化为通用旅行商问题,简化了算法处理过程,并且通过将目标代价函数作为先验假设或者距离成本,在寻找图的汉密尔顿路径时考虑了行业经验,从而实现了提高确定线段构成的图的汉密尔顿路径的效率,提高二维扫描标刻的效率。



    技术特征:

    1.一种二维扫描标刻方法,其特征在于,所述二维扫描标刻方法包括以下步骤:

    2.如权利要求1所述的二维扫描标刻方法,其特征在于,所述基于目标代价函数确定所述当前线段与未连通线段之间的先验假设或者距离成本的步骤,包括:

    3.如权利要求2所述的二维扫描标刻方法,其特征在于,所述基于目标代价函数计算所述当前线段与所述目标未连通线段之间的距离代价的步骤,包括:

    4.如权利要求3所述的二维扫描标刻方法,其特征在于,所述将所述距离代价作为所述当前线段与所述目标未连通线段之间的先验假设或者距离成本的步骤,包括:

    5.如权利要求3所述的二维扫描标刻方法,其特征在于,所述第二权重包括加权系数和比例控制系数,其中,所述加权系数和所述第一权重之间的和值为1。

    6.如权利要求5所述的二维扫描标刻方法,其特征在于,所述比例控制系数包括预设的第一比例控制系数和第二比例控制系数,所述第二比例控制系数为目标数量除以所述标刻线段的总数量,其中,所述目标数量为各条所述标刻线段中所述未连通线段的数量。

    7.如权利要求3所述的二维扫描标刻方法,其特征在于,所述计算所述当前线段的目标端点与所述目标未连通线段的第一端点之间的第一端点距离的步骤,包括:

    8.如权利要求1至7中任一项所述的二维扫描标刻方法,其特征在于,所述将所述下一跳线段更新为所述当前线段,并执行所述基于目标代价函数确定所述当前线段与未连通线段之间的先验假设或者距离成本的步骤,直至所有所述标刻线段加入连通图,得到所述标刻图案的汉密尔顿路径的步骤之后,还包括:

    9.一种二维扫描标刻设备,其特征在于,所述二维扫描标刻设备包括:存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的二维扫描标刻程序,所述二维扫描标刻程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至8中任一项所述的二维扫描标刻方法的步骤。

    10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质上存储有二维扫描标刻程序,所述二维扫描标刻程序被处理器执行时实现如权利要求1至8中任一项所述的二维扫描标刻方法的步骤。


    技术总结
    本申请涉及激光标刻技术领域,尤其涉及一种二维扫描标刻方法、设备及计算机可读存储介质,方法包括:从各条标刻线段中初始化当前线段,并基于目标代价函数确定当前线段与未连通线段之间的先验假设或者距离成本;将各条未连通线段的先验假设或者距离成本输入预设算法策略,得到各条未连通线段中与当前线段连通的下一跳线段;将下一跳线段更新为当前线段,并执行基于目标代价函数确定当前线段与未连通线段之间的先验假设或者距离成本的步骤,直至所有标刻线段加入连通图,得到标刻图案的汉密尔顿路径;按照汉密尔顿路径对目标基材进行二维扫描标刻。本申请实现了提高确定线段构成的图的汉密尔顿路径的效率,从而提高二维扫描标刻的效率。

    技术研发人员:罗铁庚,张帆,唐国富
    受保护的技术使用者:长沙八思量信息技术有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
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