CN106652014A - 即时三维建模之雷射飞行打标系统及其方法 - Google Patents

即时三维建模之雷射飞行打标系统及其方法 Download PDF

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张介豪
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Abstract

一种即时三维建模之雷射飞行打标系统，包括：雷射源，用以发射雷射光；雷射刻印头，具有振镜模组，用以对工件进行雷射飞行打标；振镜控制模组，用以控制振镜模组；三维资讯撷取装置，用以撷取工件的三维资讯；视觉演算法运算模组，用以建构工件的三维模型并进行纹理贴合；承载移动装置，用以承载及移动雷射刻印头及三维资讯撷取装置；路径规划模组，用以计算雷射刻印头及三维资讯撷取装置的路径；以及控制器，用以控制雷射源、振镜控制模组、视觉演算法运算模组及路径规划模组，藉由上述的系统，可以大幅提升打标速度及精确度。

Description

即时三维建模之雷射飞行打标系统及其方法
技术领域
本发明是关于一种雷射飞行打标系统及其方法，特别是关于一种即时三维建模之雷射飞行打标系统及其方法。
背景技术
目前，三维雷射飞行打标技术主要是先读取工件的图像模型(例如CAD档等)或通过三维建模的方式取得工件的完整三维模型，然后将读取的图像模型或通过建模得到的完整三维模型进行分区，通过雷射刻印头移动至各区，来对各区进行打标，但换言之，现有技术具有以下的缺点：首先，需先取得工件的图像模型或者完整三维模型，否则将无法进行后续的加工动作；再者，对于少量且多样的加工情况，三维建模会耗费许多时间；另外，分区块进行打标的方式，则在打标的过程中，雷射刻印头或者工件需要经过多次移动、停顿及打标的流程，因此无法一次性的飞行打标，而造成速度慢且在色泽及纹路的连续性上亦相对较差；以及目前三维雷射飞行打标仅针对较简单的曲面的工件进行打标，例如：圆柱面或球面等，而对于较复杂的曲面，仍然存在着打标精度不高的问题。
有鉴于此，本发明提供一种雷射飞行打标系统及其方法，特别是一种即时三维建模之雷射飞行打标系统及其方法。
发明内容
为了解决上述先前技术的问题，本发明提供一种即时三维建模之雷射飞行打标系统，包括：雷射源，用以发射雷射光；雷射刻印头，具有振镜模组，用以对工件进行雷射飞行打标；振镜控制模组，电性连结至雷射刻印头，用以控制振镜模组；三维资讯撷取装置，用以撷取工件的三维资讯；视觉演算法运算模组，电性连接至三维资讯撷取装置，用以建构工件的三维模型并进行纹理贴合；承载移动装置，用以承载及移动三维资讯撷取装置及雷射刻印头；路径规划模组，电性连接至承载移动装置，用以计算雷射刻印头及三维资讯撷取装置的路径；以及控制器，电性连结至雷射源、视觉演算法模组、路径规划模组及振镜控制模组，用以控制雷射源、视觉演算法模组、路径规划模组及振镜控制模组。
在本发明的即时三维建模之雷射飞行打标系统中，其承载移动装置是机械手臂或工具机其中任一。
在本发明的即时三维建模之雷射飞行打标系统中，其振镜控制模组、视觉演算法运算模组或路径规划模组其中任一以上是存在于控制器中。
在本发明的即时三维建模之雷射飞行打标系统中，其雷射刻印头与振镜控制模组是存在于雷射刻印系统中；或者三维资讯撷取装置与视觉演算法运算模组是存在于三维视觉系统中；或者承载移动装置与路径规划模组是存在于承载移动系统中。
在本发明的即时三维建模之雷射飞行打标系统中，其三维资讯撷取装置撷取工件的三维资讯及雷射刻印头打标工件是同时运作。
在本发明的即时三维建模之雷射飞行打标系统中，其视觉演算法运算模组建构工件的三维模型是采局部建模的方式，而不对工件进行完整建模。
在本发明的即时三维建模之雷射飞行打标系统中，其视觉演算法运算模组在局部建模后，即将局部建模的三维资讯附加至要打标的纹理图样上。
在本发明的即时三维建模之雷射飞行打标系统中，其视觉演算法运算模组在纹理贴合后，保留具三维资讯的新纹理图样，而不保留原始的三维资讯。
在本发明的即时三维建模之雷射飞行打标系统中，其路径规划模组更会计算雷射刻印头的姿态。
在本发明的即时三维建模之雷射飞行打标系统中，其路径规划模组更会计算雷射飞行打标时的位移偏移。
在本发明的即时三维建模之雷射飞行打标系统中，其雷射飞行打标是指雷射刻印头相对于工件的表面朝一方向移动，且所述方向会不断变化。
在本发明的即时三维建模之雷射飞行打标系统中，其三维资讯撷取装置在撷取工件的局部的三维资讯后，雷射刻印头才进行雷射飞行打标。
藉由上述的系统，本发明更提供一种即时三维建模之雷射飞行打标方法，包括：撷取工件的三维资讯；建构工件的三维模型并进行纹理贴合；估测路径及估测姿态；以及依照估测出的路径及姿态，对工件进行雷射飞行打标。
在本发明的即时三维建模之雷射飞行打标方法中，其所述建构工件的三维模型并进行纹理贴合，包含下列步骤：根据撷取到的三维资讯，建构工件的局部三维模型；计算出局部三维模型的三维资讯；附加纹理图样至三维资讯中，获得新局部三维模型；以及删除原始的局部三维模型。
在本发明的即时三维建模之雷射飞行打标方法中，其所述估测路径，包含下列步骤：计算出新局部三维模型的法向量、初始滑动方向及中心点座标；根据法向量、初始滑动方向及中心点座标，计算出新局部三维模型的轮廓；以及计算轮廓在中心点座标的切线向量。
在本发明的即时三维建模之雷射飞行打标方法中，其所述的估测姿态，包含下列步骤：计算出新局部三维模型的法向量及中心点座标；以及根据法向量的反向向量及中心点座标，计算出姿态。
在本发明的即时三维建模之雷射飞行打标方法中，其建构工件的局部三维模型与对工件进行雷射飞行打标是同时进行。
藉由本发明的即时三维建模之雷射飞行打标系统及其方法，即不需要分区而且建模与打标同时进行，可以大幅提升打标速度及精确度。
附图说明
图1,是本发明的第一实施例的即时三维建模之雷射飞行打标系统的结构示意图；
图2,是本发明的第二实施例的即时三维建模之雷射飞行打标系统的结构示意图；
图3,是本发明的第三实施例的即时三维建模之雷射飞行打标系统的结构示意图；
图4,是本发明的第四实施例的即时三维建模之雷射飞行打标系统的结构示意图；
图5,是本发明的第五实施例的即时三维建模之雷射飞行打标系统的结构示意图；
图6,是本发明的第六实施例的即时三维建模之雷射飞行打标系统的结构示意图；
图7,是本发明的第七实施例的即时三维建模之雷射飞行打标系统的结构示意图；
图8,是本发明的第八实施例的即时三维建模之雷射飞行打标系统的结构示意图；
图9,是本发明的第九实施例的即时三维建模之雷射飞行打标系统的结构示意图；
图10,是本发明的第十实施例的即时三维建模之雷射飞行打标系统的结构示意图；
图11,是本发明的第十一实施例的即时三维建模之雷射飞行打标系统的结构示意图；
图12,是本发明的第十二实施例的即时三维建模之雷射飞行打标系统的结构示意图；
图13,是本发明的第十三实施例的即时三维建模之雷射飞行打标系统的结构示意图；
图14,是本发明的第十四实施例的即时三维建模之雷射飞行打标系统的结构示意图；
图15,是本发明的第十五实施例的即时三维建模之雷射飞行打标系统的结构示意图；
图16,是本发明的即时三维建模之雷射飞行打标方法的流程示意图；
图17,是本发明的纹理贴合后的四维阵列的示意图；
图18,是本发明的纹理图样具有方向连续性的示意图；
图19,是本发明的估测三维资讯撷取装置及雷射刻印头的路径的示意图；
图20,是本发明的估测雷射刻印头的姿态的示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。根据下面说明和权利请求，本发明的优点和特征将更加清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例之目的。
首先，请参阅图1，是本发明的第一实施例的即时三维建模之雷射飞行打标系统的结构示意图。如图1所示，本发明提供一种即时三维建模之雷射飞行打标系统10，包括：雷射源101；雷射刻印头102，具有振镜模组；振镜控制模组103，电性连结至雷射刻印头102；三维资讯撷取装置104；视觉演算法运算模组105，电性连结至三维资讯撷取装置104；承载移动装置106；路径规划模组107，电性连结至承载移动装置106；以及控制器108，电性连结至雷射源101、振镜控制模组103、视觉演算法运算模组105及路径规划模组107。
请继续参阅图2，是本发明的第二实施例的即时三维建模之雷射飞行打标系统的结构示意图。如图2所示，本发明更提供另一种即时三维建模之雷射飞行打标系统10，包括：雷射源101；雷射刻印头102，具有振镜模组；三维资讯撷取装置104；承载移动装置106；控制器108，电性连结至雷射源101，其包含振镜控制模组103、视觉演算法运算模组105及路径规划模组107，其中，振镜控制模组103电性连结至雷射刻印头102；视觉演算法运算模组105电性连结至三维资讯撷取装置104，路径规划模组107电性连结至承载移动装置106。
请参阅图3，是本发明的第三实施例的即时三维建模之雷射飞行打标系统的结构示意图。如图3所示，本发明更提供另一种即时三维建模之雷射飞行打标系统10，包括：雷射源101；雷射刻印头102，具有振镜模组；三维资讯撷取装置104；视觉演算法运算模组105，电性连结至三维资讯撷取装置104；承载移动装置106；以及控制器108，电性连结至雷射源101及视觉演算法运算模组105，其包含振镜控制模组103及路径规划模组107，其中，振镜控制模组103电性连结至雷射刻印头102，路径规划模组107电性连结至承载移动装置106。
请参阅图4，是本发明的第四实施例的即时三维建模之雷射飞行打标系统的结构示意图。如图4所示，本发明更提供另一种即时三维建模之雷射飞行打标系统10，包括：雷射源101；雷射刻印头102，具有振镜模组；振镜控制模组103，电性连结至雷射刻印头102；三维资讯撷取装置104；承载移动装置106；以及控制器108，电性连结至雷射源101及振镜控制模组103，其包含视觉演算法运算模组105及路径规划模组107，其中，视觉演算法运算模组105电性连结至三维资讯撷取装置104，路径规划模组107电性连结至承载移动装置106。
请参阅图5，是本发明的第五实施例的即时三维建模之雷射飞行打标系统的结构示意图。如图5所示，本发明更提供另一种即时三维建模之雷射飞行打标系统10，包括：雷射源101；雷射刻印头102，具有振镜模组；三维资讯撷取装置104；承载移动装置106；路径规划模组107，电性连结至承载移动装置106；以及控制器108，电性连结至雷射源101及路径规划模组107，其包含振镜控制模组103及视觉演算法运算模组105，其中，振镜控制模组103电性连结至雷射刻印头102，视觉演算法运算模组105电性连结至三维资讯撷取装置104。
请参阅图6，是本发明的第六实施例的即时三维建模之雷射飞行打标系统的结构示意图。如图6所示，本发明更提供另一种即时三维建模之雷射飞行打标系统10，包括：雷射源101；雷射刻印头102，具有振镜模组；振镜控制模组103，电性连结至雷射刻印头102；三维资讯撷取装置104；承载移动装置106；路径规划模组107，电性连结至承载移动装置106；以及控制器108，电性连结至雷射源101、振镜控制模组103及路径规划模组107，其包含视觉演算法运算模组105，其中，视觉演算法运算模组105电性连结至三维资讯撷取装置104。
请参阅图7，是本发明的第七实施例的即时三维建模之雷射飞行打标系统的结构示意图。如图7所示，本发明更提供另一种即时三维建模之雷射飞行打标系统10，包括：雷射源101；雷射刻印头102，具有振镜模组；三维资讯撷取装置104；视觉演算法运算模组105，电性连结至三维资讯撷取装置104；承载移动装置106；路径规划模组107，电性连结至承载移动装置106；以及控制器108，电性连结至雷射源101、视觉演算法运算模组105及路径规划模组107，其包含振镜控制模组103，其中，振镜控制模组103电性连结至雷射刻印头102。
请参阅图8，是本发明的第八实施例的即时三维建模之雷射飞行打标系统的结构示意图。如图8所示，本发明更提供另一种即时三维建模之雷射飞行打标系统10，包括：雷射源101；雷射刻印头102，具有振镜模组；振镜控制模组103，电性连结至雷射刻印头102；三维资讯撷取装置104；视觉演算法运算模组105，电性连结至三维资讯撷取装置104；承载移动装置106；以及控制器108，电性连结至雷射源101、振镜控制模组103及视觉演算法运算模组105，其包含路径规划模组107，其中，路径规划模组107电性连结至承载移动装置106。
请参阅图9，是本发明的第九实施例的即时三维建模之雷射飞行打标系统的结构示意图。如图9所示，本发明更提供另一种即时三维建模之雷射飞行打标系统10，包括：雷射源101；雷射刻印系统109，其包含雷射刻印头102及振镜控制模组103，其中，雷射刻印头102具有振镜模组，振镜控制模组103电性连结至雷射刻印头102；三维视觉系统110，其包含三维资讯撷取装置104及视觉演算法运算模组105，其中，视觉演算法运算模组105电性连结至三维资讯撷取装置104；承载移动系统111，其包含承载移动装置106及路径规划模组107，其中，路径规划模组107电性连结至承载移动装置106；以及控制器108，电性连结至雷射源101、振镜控制模组103、视觉演算法运算模组105及路径规划模组107。
请参阅图10，是本发明的第十实施例的即时三维建模之雷射飞行打标系统的结构示意图。如图10所示，本发明更提供另一种即时三维建模之雷射飞行打标系统10，包括：雷射源101；雷射刻印头102，具有振镜模组；承载移动装置106；三维视觉系统110，其包含三维资讯撷取装置104及视觉演算法运算模组105，其中，视觉演算法运算模组105电性连结至三维资讯撷取装置104；以及控制器108，电性连结至雷射源101及视觉演算法运算模组105，其包含振镜控制模组103及路径规划模组107，其中，振镜控制模组103电性连结至雷射刻印头102，路径规划模组107电性连结至承载移动装置106。
请参阅图11，是本发明的第十一实施例的即时三维建模之雷射飞行打标系统的结构示意图。如图11所示，本发明更提供另一种即时三维建模之雷射飞行打标系统10，包括：雷射源101；三维资讯撷取装置104；承载移动装置106；雷射刻印系统109，其包含雷射刻印头102及振镜控制模组103，其中，雷射刻印头102具有振镜模组，振镜控制模组103电性连结至雷射刻印头102；以及控制器108，电性连结至雷射源101及振镜控制模组103，其包含视觉演算法运算模组105及路径规划模组107，其中，视觉演算法运算模组105电性连结至三维资讯撷取装置104，路径规划模组107电性连结至承载移动装置106。
请参阅图12，是本发明的第十二实施例的即时三维建模之雷射飞行打标系统的结构示意图。如图12所示，本发明更提供另一种即时三维建模之雷射飞行打标系统10，包括：雷射源101；雷射刻印头102，具有振镜模组；三维资讯撷取装置104；承载移动系统111，其包含承载移动装置106及路径规划模组107，其中，路径规划模组107电性连结至承载移动装置106；以及控制器108，电性连结至雷射源101及路径规划模组107，其包含振镜控制模组103及视觉演算法运算模组105，其中，振镜控制模组103电性连结至雷射刻印头102，视觉演算法运算模组105电性连结至三维资讯撷取装置104。
请参阅图13，是本发明的第十三实施例的即时三维建模之雷射飞行打标系统的结构示意图。如图13所示，本发明更提供另一种即时三维建模之雷射飞行打标系统10，包括：雷射源101；三维资讯撷取装置104；雷射刻印系统109，其包含雷射刻印头102及振镜控制模组103，其中，雷射刻印头102具有振镜模组，振镜控制模组103电性连结至雷射刻印头102；承载移动系统111，其包含承载移动装置106及路径规划模组107，其中，路径规划模组107电性连结至承载移动装置106；以及控制器108，电性连结至雷射源101、振镜控制模组103及路径规划模组107，其包含视觉演算法运算模组105，其中，视觉演算法运算模组105电性连结至三维资讯撷取装置104。
请参阅图14，是本发明的第十四实施例的即时三维建模之雷射飞行打标系统的结构示意图。如图14所示，本发明更提供另一种即时三维建模之雷射飞行打标系统10，包括：雷射源101；雷射刻印头102，具有振镜模组；三维视觉系统110，其包含三维资讯撷取装置104及视觉演算法运算模组105，其中，视觉演算法运算模组105电性连结至三维资讯撷取装置104；承载移动系统111，其包含承载移动装置106及路径规划模组107，其中，路径规划模组107电性连结至承载移动装置106；以及控制器108，电性连结至雷射源101、视觉演算法运算模组105及路径规划模组107，其包含振镜控制模组103，其中，振镜控制模组103电性连结至雷射刻印头102。
请参阅图15，是本发明的第十五实施例的即时三维建模之雷射飞行打标系统的结构示意图。如图15所示，本发明更提供另一种即时三维建模之雷射飞行打标系统10，包括：雷射源101；承载移动装置106；雷射刻印系统109，其包含雷射刻印头102及振镜控制模组103，其中，雷射刻印头102具有振镜模组，振镜控制模组103电性连结至雷射刻印头102；三维视觉系统110，其包含三维资讯撷取装置104及视觉演算法运算模组105，其中，视觉演算法运算模组105电性连结至三维资讯撷取装置104；以及控制器108，电性连结至雷射源101、振镜控制模组103及视觉演算法运算模组105，其包含路径规划模组107，其中，路径规划模组107电性连结至承载移动装置106。
如图1至图15所示，在本发明的即时三维建模之雷射飞行打标系统中，其雷射源101用以发射雷射光；雷射刻印头102用以对工件进行雷射飞行打标；振镜控制模组103用以控制振镜模组，使雷射刻印头102打标于工件上的不同位置；三维资讯撷取装置104用以撷取工件的三维资讯；承载移动装置106，用以承载及移动雷射刻印头102及三维资讯撷取装置104。
如图1至图15所示，在本发明的即时三维建模之雷射飞行打标系统中，其视觉演算法运算模组105用以建构工件的三维模型并进行纹理贴合；另外，视觉演算法运算模组105建构工件的三维模型是采局部建模的方式，而不对工件进行完整建模；视觉演算法运算模组105在局部建模完成后，即将局部建模的三维资讯附加至要打标的纹理图样上；以及视觉演算法运算模组105在纹理贴合后，保留具三维资讯的新纹理图样，而不保留原始的三维资讯。
如图1至图15所示，在本发明的即时三维建模之雷射飞行打标系统中，其路径规划模组107用以计算雷射刻印头102及三维资讯撷取装置104的路径；另外，路径规划模组107更会计算雷射刻印头102的姿态；以及路径规划模组107更会计算雷射飞行打标时的位移偏移。
如图1至图15所示，在本发明的即时三维建模之雷射飞行打标系统中，其控制器108用以控制雷射源101、振镜控制模组103、视觉演算法运算模组105及路径规划模组107。
如图1至图15所示，在本发明的即时三维建模之雷射飞行打标系统中，其承载移动装置106是机械手臂或工具机其中任一，但不以此为限制。
如图1至图15所示，在本发明的即时三维建模之雷射飞行打标系统中，其三维资讯撷取装置是摄影机、三维扫描仪或具有撷取三维资讯功能的装置等，但不以此为限制。
如图2至图15所示，在本发明的即时三维建模之雷射飞行打标系统中，其振镜控制模组、视觉演算法运算模组105及路径规划模组107其中任一者以上是存在于控制器108中。
如图9至图15所示，在本发明的即时三维建模之雷射飞行打标系统中，其雷射刻印头102与振镜控制模组103是存在于雷射刻印系统109中；或者三维资讯撷取装置104与视觉演算法运算模组105是存在于三维视觉系统110中；或者承载移动装置106与路径规划模组107是存在于承载移动系统111中。
如图1至图15所示，在本发明的即时三维建模之雷射飞行打标系统中，其三维资讯撷取装置撷取工件的三维资讯及雷射刻印头打标工件是同时运作。
在本发明的即时三维建模之雷射飞行打标系统中，其雷射飞行打标是指雷射刻印头102相对于工件的表面朝一方向移动，且所述的方向会不断变化。
在本发明的即时三维建模之雷射飞行打标系统中，其三维资讯撷取装置104在撷取工件的局部的三维资讯后，雷射刻印头102才进行雷射飞行打标。
接着，请同时参阅图1至图16，图16是本发明的即时三维建模之雷射飞行打标方法的示意图。如图16所示，本发明更提供一种即时三维建模之雷射飞行打标方法，包括以下步骤：步骤201：开始步骤，启动即时三维建模之雷射飞行打标系统10；接着，步骤202：三维资讯撷取装置104依照估测出的路径移动至工件上，撷取工件的三维资讯；接着，步骤203：建构工件的三维模型并进行纹理贴合；在纹理贴合后，同时执行步骤204：估测雷射刻印头102及三维资讯撷取装置104的路径，以及步骤205：估测雷射刻印头102的姿态；之后，步骤206：雷射刻印头102依照估测出的路径及姿态，对工件进行雷射飞行打标；接着，步骤207：判断是否打标完成，若打标完成，则执行步骤208：结束步骤，反之，若打标尚未完成，则回到步骤202，继续执行上述步骤。
在本发明的即时三维建模之雷射飞行打标方法中，其建构工件的三维模型与及对工件进行雷射飞行打标是同时进行。
以下将详细说明即时三维建模之雷射飞行打标方法的各步骤。
在本发明的即时三维建模之雷射飞行打标方法中，其步骤203包含以下步骤：根据所撷取到的三维资讯，建构工件的局部三维模型；估算出局部三维模型的三维资讯；附加纹理图样至三维资讯中，获得新局部三维模型；以及在取得新局部三维模型后，即删除原始的局部三维模型。
接着，请参阅图17及图18，图17是本发明的纹理贴合后的四维阵列的示意图；以及图18是本发明的纹理图样具有方向连续性的示意图。如图17所示，在一个具有X轴、Y轴及Z轴的直角座标系中，视觉演算法运算模组105根据所建构的局部三维模型，计算出三维资讯x、y、z后，将三维资讯x、y、z配置给纹理图样中的每个对应的像素(pixel)，即可得到具有灰阶资讯G及三维资讯x、y、z所形成的四维阵列的新纹理图样，从而得到新局部三维模型，接着，系统将不保留原始的三维局部模型，而是直接存取具有灰阶资讯G及三维资讯x、y、z的新局部三维模型，如此，即可得知新局部三维模型中的哪些体素(voxel)已经被使用过，其中，体素是指在新局部三维模型中的每个点。需说明的是，三维资讯x、y、z是相对于原点的实际距离，而非指阵列的座标(index)，其中，原点是新纹理图样的左上角点的三维资讯x、y、z；所要贴附的纹理图样是具有方向连续性，如图18所示，假定纹理图样是一个方型纹理图样，其纹理为皮革纹路，若所述的纹理图样具有方向连续性，则在工件的局部三维模型区块上贴合第一图样O，接着，从第一图样O的上下左右方向贴合第二图样L、U、D、R，在第一图样O与第二图样L、U、D、R的接合处不会有任何断口或者纹理不连续的情况；以及在局部三维模型上贴合纹理图样是以面积为贴合依据，例如纹理图样的大小为10x10mm2，但不以此为限制，因此，需从局部三维模型中找出能放入纹理图样的区块。
在本发明的即时三维建模之雷射飞行打标方法中，其步骤204包含以下步骤：计算出新局部三维模型的法向量、初始滑动方向及中心点座标；根据法向量、初始滑动方向及中心点座标，计算出新局部三维模型的轮廓；以及计算轮廓在中心点座标的切线向量，而所述的切线向量即为三维资讯撷取装置104及雷射刻印头102下一步的移动路径及方向。
请参阅图19，是本发明的估测三维资讯撷取装置及雷射刻印头的路径的示意图。如图19所示从新局部三维模型TM中得到法向量初始滑动方向及中心点座标x0后，利用法向量初始滑动方向及中心点座标x0得到新局部三维模型TM上的轮廓f(x0)，接着，计算轮廓f(x0)在中心点座标x0处的切线向量而所述的切线向量即为即时三维建模之雷射飞行打标系统10中的三维资讯截取装置104与雷射刻印头102下一步所要移动的路径及方向。需说明的是，三维资讯截取装置104是设置在前面，撷取工件的局部三维模型，而雷射刻印头102是设置于三维资讯截取维资讯撷取装置104后面，对工件进行雷射飞行打标，其移动路径会随着某一方向接近直线前进，直到所侦测到的资讯满足路径变换条件，例如遭遇原点或者侦测不到资讯。
在本发明的即时三维建模之雷射飞行打标方法中，其步骤205包含以下步骤：计算出新局部三维模型的法向量及中心点座标；以及根据法向量的反向向量及中心点座标，计算出雷射刻印头102的姿态。
请参阅图20，是本发明的估测雷射刻印头的姿态的示意图。如图20所示，从新局部三维模型TM中得到法向量及中心点座标x0后，利用法向量的反向向量及中心点座标x0得到雷射刻印头102的姿态。
虽然本发明以前述之较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习所属技术领域之技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，当可作些许之更动与润饰，因此本发明之专利保护范围须视本说明书所附之权利请求所界定者为准。

Claims (17)

1.一种即时三维建模之雷射飞行打标系统，其特征在于，包括:
雷射源，用以发射雷射光；
雷射刻印头，具有振镜模组，用以对工件进行雷射飞行打标；
振镜控制模组，电性连结至所述雷射刻印头，用以控制所述振镜模组；
三维资讯撷取装置，用以撷取所述工件的三维资讯；
视觉演算法运算模组，电性连接至所述三维资讯撷取装置，用以建构所述工件的三维模型并进行纹理贴合；
承载移动装置，用以承载及移动所述三维资讯撷取装置及所述雷射刻印头；
路径规划模组，电性连接至所述承载移动装置，用以计算所述雷射刻印头及所述三维资讯撷取装置的路径；以及
控制器，电性连结至所述雷射源、所述视觉演算法模组、所述路径规划模组及所述振镜控制模组，用以控制所述雷射源、所述视觉演算法模组、所述路径规划模组及所述振镜控制模组。
2.如权利要求1所述的即时三维建模之雷射飞行打标系统，其特征在于，所述承载移动装置是机械手臂或工具机其中任一。
3.如权利要求1所述的即时三维建模之雷射飞行打标系统，其特征在于，所述振镜控制模组、所述视觉演算法运算模组或所述路径规划模组其中任一以上是存在于所述控制器中。
4.如权利要求1所述的即时三维建模之雷射飞行打标系统，其特征在于，所述雷射刻印头与所述振镜控制模组是存在于雷射刻印系统中；或者所述三维资讯撷取装置与所述视觉演算法运算模组是存在于三维视觉系统中；或者所述承载移动装置与所述路径规划模组是存在于承载移动系统中。
5.如权利要求1所述的即时三维建模之雷射飞行打标系统，其特征在于，所述三维资讯撷取装置撷取所述工件的所述三维资讯及所述雷射刻印头打标所述工件是同时运作。
6.如权利要求1所述的即时三维建模之雷射飞行打标系统，其特征在于，所述视觉演算法运算模组建构所述工件的所述三维模型是采局部建模的方式，而不对所述工件进行完整建模。
7.如权利要求6所述的即时三维建模之雷射飞行打标系统，其特征在于，所述视觉演算法运算模组在所述局部建模后，即将所述局部建模的所述三维资讯附加至要打标的纹理图样上。
8.如权利要求1所述的即时三维建模之雷射飞行打标系统，其特征在于，所述视觉演算法运算模组在所述纹理贴合后，保留具所述三维资讯的新纹理图样，而不保留原始的所述三维资讯。
9.如权利要求1所述的即时三维建模之雷射飞行打标系统，其特征在于，所述路径规划模组更会计算所述雷射刻印头的姿态。
10.如权利要求1所述的即时三维建模之雷射飞行打标系统，其特征在于，所述路径规划模组更会计算所述雷射飞行打标时的位移偏移。
11.如权利要求1所述的即时三维建模之雷射飞行打标系统，其特征在于，所述雷射飞行打标是指所述雷射刻印头相对于所述工件的表面朝一方向移动，且所述方向会不断变化。
12.如权利要求1所述的即时三维建模之雷射飞行打标系统，其特征在于，所述三维资讯撷取装置在撷取所述工件的局部的所述三维资讯后，所述雷射刻印头才进行所述雷射飞行打标。
13.一种即时三维建模之雷射飞行打标方法，其特征在于，包括下列步骤：
撷取工件的三维资讯；
建构所述工件的三维模型并进行纹理贴合；
估测路径及估测姿态；以及
依照估测出的所述路径及所述姿态，对所述工件进行雷射飞行打标。
14.如权利要求13所述的即时三维建模之雷射飞行打标方法，其特征在于，所述建构所述工件的三维模型并进行纹理贴合，包含下列步骤：
根据撷取到的所述三维资讯，建构所述工件的局部三维模型；
计算出所述局部三维模型的所述三维资讯；
附加纹理图样至所述三维资讯中，获得新局部三维模型；以及
删除原始的所述局部三维模型。
15.如权利要求14所述的即时三维建模之雷射飞行打标方法，其特征在于，所述估测路径，包含下列步骤：
计算出所述新局部三维模型的法向量、初始滑动方向及中心点座标；
根据所述法向量、所述初始滑动方向及所述中心点座标，计算出所述新局部三维模型的轮廓；以及
计算所述轮廓在所述中心点座标的切线向量。
16.如权利要求14所述的即时三维建模之雷射飞行打标方法，其特征在于，所述估测姿态，包含下列步骤：
计算出所述新局部三维模型的法向量及中心点座标；以及
根据所述法向量的反向向量及所述中心点座标，计算出所述姿态。
17.如权利要求13所述的即时三维建模之雷射飞行打标方法，其特征在于，所述建构所述工件的三维模型及所述对所述工件进行雷射飞行打标是同时进行。
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