[发明专利]基于电磁波定位技术的大幅面打印系统

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种能在室内或室外进行大幅面、高清晰度、高速度的大幅面打印系统。

背景技术

目前，在大幅面打印领域，包括针式、喷墨、喷蜡、激光等打印技术，供纸方式通常都是采用纸辊，用以打印连续长度但宽度固定的幅面。其不足之处是：打印宽度仍然受限制；打印介质受限制；打印速度也很难更大幅度提高。

发明内容

针对目前大幅面打印的不足之处，本发明提供了一种基于电磁波定位技术的打印系统。本系统采用电磁波定位方式定位移动打印设备，可以使得一个或多个移动打印设备同时打印。本文所指的移动打印设备(2)，可以是一种程序控制的自动打印机器人，也可以是靠外力驱动的自动打印设备，该移动打印设备靠电磁波进行定位，可以根据需要安装彩色打印头。

本发明所提到的电磁波包括各种频率范围的电磁波，如无线电波、光波、X射线和γ射线等。用于本发明的定位用途的电磁波，最理想的应是微波频段的电磁波。

本发明要解决的主要技术问题是定位精度的问题，因为定位精度直接关系到打印精度。由于电磁波受温度、气压、风速等诸多外界因素的影响很小，所以通过电磁波测量得到的距离可以认为是实际距离。但是目前影响精度的主要瓶颈是在测距电路方面，随着技术进步，这一点会很快得到改观。下面是几种目前较为典型的电磁波定位技术。

光学测距，包括激光、红外光和其他光源为载波的光电测距，精度在1cm以上，但是设备复杂，器件昂贵，不适合针对本发明的小范围应用。

GPS(Global Positioning System，全球定位系统)是目前应用最为广泛的室外定位技术，但是无法进行针对本系统的高精度定位。

Wi-Fi(Wireless Fidelity，无线保真)定位是可以应用于小范围的室内定位，成本较低，但是很容易受到其他信号干扰，定位误差不稳定，而且定位器的能耗较高。

蓝牙(Bluetooth)定位，与Wi-Fi相似，主要应用于小范围定位，但是同样有定位误差不稳定，受噪声信号干扰大的缺点。

Zigbee定位是一种短距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的定位技术。但是其3米以上的定位误差使其无法用于本发明。

UWB(Ultra-Wideband，超宽带)无线定位技术由于功耗低、抗多径效果好、具有极强的穿透能力、系统复杂度低、能提供非常精确的定位精度等优点。UWB的定位精度在理论上可以达到2cm。

因此，UWB无线定位技术是本发明最理想的电磁波定位技术。随其定位精度的进一步提高，本发明的打印精度也会相应提高。

本发明采用三点定位原理，即平面上知道三点的位置，并测得另外某点分别距三点的距离，则该点的位置也就知道了。本系统采用3个或3个以上电磁波定位器(1)，安排在打印区域(4)四周。移动打印设备(2)通过计算同一时刻多个电磁波定位装置的反馈时间来得到每个电磁波定位器(1)距离移动打印设备(2)的距离，进而计算出移动打印设备(2)自身的坐标位置。

本发明的主要设备是电磁波定位器(1)、移动打印设备(2)。本发明的思路是，采用3个或3个以上电磁波定位器(1)，安排在打印区域(4)四周，放置电磁波定位器(1)时，不用测量电磁波定位器(1)的位置，只要分散开就可以。打印区域(4)的内部放置1台或多台移动打印设备(2)。移动打印设备(2)与电磁波定位器(1)之间通过电磁波测量它们之间的距离。电磁波定位器(1)与其它电磁波定位器(1)之间也通过电磁波测量它们之间的距离。移动打印设备(2)在打印之初只需要知道至少2个矩形打印区域(4)的端点位置。剩下的就是自动打印过程。

采用基于电磁波定位技术的大幅面打印系统的有益效果是：可以实现在比较平整的大型平面，包括大幅面纸张、墙壁、广告牌等水平面上进行基本不受幅面限制的大幅面打印；可以实现单台设备或多台设备分布式自动打印；也可以实现手持设备在垂直的墙壁上进行大幅面打印，就像刷油漆一样。例如用于室内装饰，可以实现直接在墙壁上的印刷。如果是垂直的大型平面，如在大型户外广告牌上，则可以采用多台类似吸盘式爬壁机器人的设备进行大幅面高速度的自动图像打印，从而节省大量人力物力，节约成本。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1是本发明采用多台移动打印设备的工作示意图。

图2是本发明的电磁波信号传递示意图。

图3是电磁波定位器(1)内部模块图。

图4是移动打印设备(2)内部模块图。

图5是电磁波定位器(1)工作流程图。

图6是移动打印设备(2)的定位打印工作流程图。