CN109334258B - 一种适用于喷墨打印的墨液锥体检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于喷墨打印视觉检测技术领域，并公开了一种适用于喷墨打印的墨液锥体检测装置，其包括喷射模块、运动模块、机械辅助模块、视觉观测模块，其中机械辅助模块包括机架、竖直微调机构和倾斜微调机构；视觉观测模块包括倾斜布置的相机和光源，并通过基板反射采集镜像对称图像。本发明还公开了相应的检测方法，并用于实现包括喷嘴位置、倾角、喷嘴与基板间距检测，墨液锥体尺寸及轮廓变化检测，射流出现及喷射角度检测，射流形成相对于喷射信号的滞后时间及持续时间检测、喷射工艺参数反馈控制，以及射流在运动基板上的落点位置偏差等多方面的优化方案。通过本发明，能够高效率、高精度执行对喷墨打印的墨液锥体及喷嘴、射流进行在线检测。

Description

一种适用于喷墨打印的墨液锥体检测装置及方法

技术领域

本发明属于喷墨打印视觉检测技术领域，更具体地，涉及一种适用于喷墨打印的墨液锥体检测装置及方法。

背景技术

喷墨打印技术正应用于制造显示屏、柔性传感器等领域，相比于传统的蒸镀技术，具有工艺简单、打印分辨率高、材料浪费少等优点。喷墨打印过程中一般会产生墨液锥体，常见的喷墨打印技术包括压电喷印技术和电流体喷印技术，压电喷印技术是通过压电陶瓷在电压的作用下变形，将墨水从墨腔挤出并形成弯月面，电流体喷印技术通过高压电场将墨水拉出，在喷嘴尖端形成泰勒锥。在实际生产中，墨液锥体的形态，可以反映喷射效果，并指导工艺参数的设置，因而其检测具有重要的实际意义。

现有技术中已经提出了一些关于喷墨打印中的墨液锥体检测方案。例如，韩国学者在电纺丝工艺中通过视觉观测，提出了根据泰勒锥斜率判断是否喷射的方法，其仅适用于特定形态的锥体，且判断方法不够直观；国内有学者提出的泰勒锥侧面轮廓特征尺寸检测方法，需检测泰勒锥轮廓的切线，检测方法较复杂。此外，还有人提出了根据泰勒锥图像面积和高度对工艺参数进行反馈调节的控制方法。

然而，进一步的研究表明，上述现有技术仍具备以下的缺陷或不足：这类检测方法大多只检测墨液锥体的一部分特征，或者只定性观测锥体形态变化过程，因而无法获得更多准确描述喷射状态的工艺参数，相应在实际生产中对提高喷印效果的指导意义不强。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种适用于喷墨打印的墨液锥体检测装置及方法，其中通过对其视觉观测模块的整体组成尤其是布局方式和检测机理等多个方面进行重新设计，相应与现有方案相比能够更为精确地确定墨液锥体的位置，同时获得包含射流存在与否、射流滞后状况、锥体轮廓变化等更多检测参数，从而更有效地实现墨液落点位置的精确控制。

按照本发明的一个方面，提供了一种适用于喷墨打印的墨液锥体检测装置，其特征在于，它包括喷射模块、运动模块、视觉观测模块和机械辅助模块，其中：

所述喷射模块包括喷嘴和水平基板，其中该喷嘴用于向位于其下侧的所述水平基板执行喷射且在喷嘴尖端形成墨液锥体，该水平基板被设计为具备反光特征的表面，并作为承印对象接收墨液的落下；

所述运动模块包括运动平台，其中该运动平台将所述喷射模块承载其上，并带动所述水平基板相对于所述喷嘴实现水平横向方向及水平纵向方向上的运动自由度；

所述视觉观测模块包括相机和光源，其中该相机的镜头布置在所述喷嘴的一侧，且呈现与所述水平基板成一定夹角的倾斜布置；该光源布置在所述喷嘴的另外一侧，且呈现与所述水平基板呈相同夹角的对称倾斜布置，并确保在所述水平基板的反射作用下所述相机可采集到关于所述喷嘴的尖端的镜像对称图像，同时采集反映墨液锥体的锥体图像；

所述机械辅助模块包括机架、竖直微调机构和倾斜微调机构，其中该机架安装于所述运动平台上，并用于将所述喷嘴与所述视觉观测模块的相对位置固定；该竖直微调机构和该倾斜微调机构用于根据所述视觉观测模块的实时检测结果反馈，分别用于对所述喷嘴与所述水平基板之间的距离、所述镜头到所述喷嘴的尖端之间的距离进行调节。

作为进一步优选地，优选采用以下方式执行对所述喷嘴的位置快速检测：首先对采集的各个所述镜像对称图像进行自适应阈值分割，并进行腐蚀膨胀操作；接着在分割出的图像两侧边缘上分别取N对称点，将这些对称点彼此相连后取中点；将这些重点拟合后得到所述喷嘴的轴线，该轴线与各个所述镜像对称图像的相邻端交点即为喷嘴端点。

作为进一步优选地，优选采用以下方式确定所述喷嘴与所述水平基板之间的间距：基于所采集的镜像对称图像，计算两个所述喷嘴端点之间的距离d，则所述喷嘴与所述水平基本之间的间距为dsinα，其中α表示所述视觉观测模块与所述水平基板的夹角；此外，所述喷嘴的倾角β被表示为其与所述喷嘴的轴线之间的夹角。

作为进一步优选地，采用基于像素数量的原理来检测墨液锥体的最低点：首先在所述锥体图像的对称轴处定义一个宽度为t个像素、边界为l₁、l₂的区域，并对此区域从上到下逐行扫描；设定参考阈值g，设第i行中满足灰度值大于等于g的像素数量为k(i)，当k(i)小于等于设定值k时，所在行即为墨液锥体最低点。

作为进一步优选地，采用以下方式确定墨液锥体的尺寸及轮廓变化：首先在所获得的喷嘴端点下方定义一个感兴趣区域，并进行基于灰度梯度的边缘检测，获得墨液锥体边缘；接着根据墨液锥体的最低点和顶部边缘来建立特征三角形并计算它的宽度w和高度h；然后将所述锥体图像离散为n个圆台微元叠加，按体积分法计算墨液锥体的体积其中a_i表示各个编号为i的圆台的直径，△h表示各圆台的高；最后，连续观测锥体图像并分别计算其对应的体积，使用帧间差分法表示锥体轮廓的变化。

作为进一步优选地，优选采用以下方式确定射流的出现及所述喷嘴的喷射角度：首先对所采集的所述镜像对称图像进行滤波、自适应阈值分割，然后通过竖直直方图统计每行中满足阈值的像素数量，并且当除喷嘴及墨液锥体图像以外位置直方图不为零时，则判断存在射流由此实现射流的快速判断；此外，通过竖直直方图定位射流的竖直位置，并采用最小二乘法拟合射流轴线，计算其与两个所述喷嘴端点连线的夹角，即为射流喷射角度。

作为进一步优选地，优选采用以下方式估算射流相对于喷射信号的滞后时间及射流持续时间：设开始采集所述镜像对称图像的触发信号与喷射信号同步产生，信号传输延迟为△t，采图周期为T，设第m帧中射流恰好开始出现，第n帧中射流恰好消失，则射流产生的滞后时间为t_d＝(m-1)T+△t，射流持续时间为t_w＝(n-m)T。

作为进一步优选地，优选采用采用以下方式估算射流在所述水平基板上的落点位置偏差：设所述水平基板的运动速度为设射流由于抛体运动产生的水平位移为抛体运动期间所述水平基板的运动位移为则总位置偏差

作为进一步优选地，上述装置优选采用以下方式执行喷射工艺参数的反馈控制过程：先在预设工艺条件下测得喷射状态良好时的锥体体积V₀作为模板，后续喷射时测量锥体实际体积V与之对比，并设定两个系数λ₁和λ₂，其中λ₁<λ₂，将与此系数分别相比较来确定对应的控制动作，从而实现对喷射工艺参数的反馈调节。

按照本发明的另一方面，还提供给了相应的墨液锥体检测方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：

(a)采用所述视觉观测模块完成对所述喷嘴和墨液锥体的图像采集及预处理；

(b)基于所采集的镜像对称图像，执行所述喷嘴轴线的检测，并将该轴线与各个镜像对称图像的相邻端交点确定为喷嘴端点；

(c)基于所采集的镜像对称图像，继续执行对所述喷嘴的倾角、以及它与所述水平基板之间间距的检测；

(d)在所获得的喷嘴端点下方定义一个兴趣区域，然后检测获得反映墨液锥体尺寸、墨液锥体最低点和墨液锥体轮廓变化的参数；

(e)基于所采集的镜像对称图像，确定射流的存在，然后进一步执行有关射流喷射角度、射流形成滞后时间、射流持续时间及射流落点位置偏差这些参数的检测。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：

1、本发明设计的视觉观测系统，相机、镜头、光源倾斜布置，借助基板反射作用，可得到观测对象的镜像对称图像，根据对称关系便于确定基板位置，从而确定喷嘴倾角及与基板间距，便于墨液锥体和射流的检测；

2、本发明提出的检测方法，按照喷嘴、墨液锥体、射流的顺序进行检测，检测内容全面，且检测过程易实现，通过检测多个参数，便于对喷射状态进行更准确的描述；

3、本发明进一步提出的墨液锥体尺寸检测方法，提供了锥体最低点检测方法，并定义了特征三角形，便于对锥体轮廓进行定量描述；

4、本发明以墨液锥体体积为输入参数，进行喷射工艺参数的反馈控制，有利于保持喷射稳定，将射流形成相对于喷射信号的滞后时间引入到落点误差计算中，可以实现对墨液落点的准确控制。

附图说明

图1是按照本发明所构建的墨液锥体检测装置的整体构造示意图；

图2是用于示范性显示本发明的倾斜式视觉检测模块的原理示意图；

图3是按照本发明的一个优选实施方式，用于执行喷嘴轴线、倾角、喷嘴基板间距的检测方式示意图；

图4是按照本发明的另一优选实施方式，用于检测墨液锥体最低点及尺寸的过程示意图；

图5是按照本发明的另一优选实施方式，用于解释说明射流检测过程的示意图；

图6是按照本发明的又一优选实施方式，用于解释说明喷射工艺参数反馈控制的流程示意图；

图7是按照本发明的又一优选实施方式，用于解释说明执行整个墨液锥体检测的工艺流程图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：

10-喷嘴，11-水平基板；20-运动平台；30-机架，31-竖直微调机构，32-倾斜微调机构；40-相机，41-镜头，42-光源。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

图1是按照本发明所构建的墨液锥体检测装置的整体构造示意图。如图1所示，该液锥体检测装置主要包括喷射模块、运动模块、视觉观测模块和机械辅助模块等组件，下面将对其逐一进行具体解释说明。

对于喷射模块而言，它包括喷嘴和水平基板，其中该喷嘴用于向位于其下侧的所述水平基板执行喷射且在喷嘴尖端形成墨液锥体，该水平基板被设计为具备反光特征的表面，并作为承印对象接收墨液的落下.

更具体而言，如图1所示，喷射模块可包括喷嘴10和水平基板11，水平基板11具有一定的反光特性，可反射成像，优选地可使用硅片，或其他表面光滑物体。

对于运动模块而言，它包括运动平台，其中该运动平台将所述喷射模块承载其上，并带动所述水平基板相对于所述喷嘴实现水平横向方向及水平纵向方向上的运动自由度。

更具体而言，如图1所示，该运动模块包括运动平台20，运动平台20具有x、y运动自由度也即前面提及的水平横向和水平纵向运动自由度，带动水平基板11与喷嘴10进行相对运动，避免喷射过程中的墨液累积。

作为本发明的关键改进之一，视觉观测模块包括相机和光源，其中该相机的镜头布置在所述喷嘴的一侧，且呈现与所述水平基板成一定夹角的倾斜布置；该光源布置在所述喷嘴的另外一侧，且呈现与所述水平基板呈相同夹角的对称倾斜布置，并确保在所述水平基板的反射作用下所述相机可采集到关于所述喷嘴的尖端的镜像对称图像，同时采集反映墨液锥体的锥体图像。

更具体而言，如图1所示视觉观测模块可包括相机40和光源42，相机40的镜头41倾斜布置，与水平基板10成一定夹角，光源42在喷嘴10另一侧以相同夹角倾斜布置，采用背光照明形式，所述夹角，满足在基板11反射作用下，视觉观测模块可以采集到喷嘴10尖端的镜像对称图像，在镜头41不与水平基板11干涉的前提下，夹角应尽可能小，减小倾斜观测因投影而造成的误差。

对于机械辅助模块而言，它包括机架、竖直微调机构和倾斜微调机构，其中该机架安装于所述运动平台上，并用于将所述喷嘴与所述视觉观测模块的相对位置固定；该竖直微调机构和该倾斜微调机构用于根据所述视觉观测模块的实时检测结果反馈，分别用于对所述喷嘴与所述水平基板之间的距离、所述镜头到所述喷嘴的尖端之间的距离进行调节。

更具体而言，同样如图1所示，机械辅助模块可包括机架30，以及竖直微调机构31和倾斜微调机构32，竖直微调机构31可调节喷嘴10与水平基板11之间的距离，保证距离满足喷射的条件，倾斜微调机构32可调节镜头41到喷嘴10尖端的距离，便于镜头41对焦，机架30将喷嘴10与视觉观测模块的相对位置固定，微调机构31和32优选地可选择手动位移平台。

通过以上构思，本发明设计了一种新型的倾斜观测系统，即相机40、镜头41、光源42与基板11成一定夹角，借助基板反射作用采集到观测目标的镜像对称图像。其观测原理如图2所示，线段EF表示观测目标，比如喷嘴10，PQ表示基板11，F点在基板11上的投影点为D，设视觉系统与基板11的夹角为α，经反射得到图像E₁F₁和E₂F₂，二者镜像对称。

按照本发明的一个优选实施方式，优选采用以下方式执行对所述喷嘴的位置快速检测：首先对采集的各个所述镜像对称图像进行自适应阈值分割，并进行腐蚀膨胀操作；接着在分割出的图像两侧边缘上分别取N对称点，将这些对称点彼此相连后取中点；将这些重点拟合后得到所述喷嘴的轴线，该轴线与各个所述镜像对称图像的相邻端交点即为喷嘴端点。

更具体地，可以先对图像进行预处理，包括滤波去噪等，然后进譬如行OTSU自适应阈值分割的操作，并进行腐蚀膨胀操作，去除孤立像素并填充缺失图像。如图3所示，在分割出的喷嘴10图像两侧边缘上分别取N个点A₁、A₂…A_N和B₁、B₂…B_N，取线段A₁B₁、A₂B₂…A_NB_N中点C₁、C₂…C_N，通过最小二乘法拟合得到喷嘴10轴线，为保证拟合效果，点数不应太少，例如可取N＝10。轴线与二值图像边缘的交点，即为喷嘴10端点F₁或F₂。

按照本发明的另一优选实施方式，优选采用以下方式确定所述喷嘴与所述水平基板之间的间距：基于所采集的镜像对称图像，计算两个所述喷嘴端点之间的距离d，则所述喷嘴与所述水平基本之间的间距为dsinα，其中α表示所述视觉观测模块与所述水平基板的夹角；此外，所述喷嘴的倾角β被表示为其与所述喷嘴的轴线之间的夹角。

参看图2，反光基板11使相机40采集到喷嘴10的镜像对称图像E₁F₁和E₂F₂，考虑到夹角α，喷嘴10到基板11距离DF＝F₁F₂sinα，设经图像处理得到F₁F₂对应距离为d，则喷嘴10与基板11间距为dsinα。接着参见图3，由于镜像对称关系，两喷嘴10轴线端点F₁与F₂连线垂直于基板11，故F₁F₂与喷嘴10轴线E₁F₁的夹角β即为喷嘴10的倾角。

按照本发明的另一优选实施方式，优选采用基于像素数量的原理来检测墨液锥体的最低点：如图4所示，首先在所述锥体图像的对称轴处定义一个宽度为t个像素、边界为l₁、l₂的区域，并对此区域从上到下逐行扫描；设定参考阈值g，设第i行中满足灰度值大于等于g的像素数量为k(i)，当k(i)小于等于设定值k时，所在行即为墨液锥体最低点。此外，优选采用以下方式确定墨液锥体的尺寸及轮廓变化：首先在所获得的喷嘴端点下方定义一个感兴趣区域ROI，并进行基于灰度梯度的边缘检测，如Canny算子边缘检测等，由此获得墨液锥体边缘；接着，根据墨液锥体的最低点和顶部边缘来建立特征三角形并计算它的宽度w和高度h；将所述锥体图像离散为n个圆台微元叠加，按体积分法计算墨液锥体的体积其中a_i表示各个编号为i的圆台的直径，△h表示各圆台的高；最后，连续观测锥体图像并分别计算其对应的体积，使用帧间差分法表示锥体轮廓的变化。当然，在其他实施方式中，也可采用背景减除法，去除背景仅保留锥体图像。

按照本发明的又一优选实施方式，首先对所采集的所述镜像对称图像进行滤波、自适应阈值分割，然后通过竖直直方图统计每行中满足阈值的像素数量，并且当除喷嘴及墨液锥体图像以外位置直方图不为零时，则判断存在射流由此实现射流的快速判断；此外，通过竖直直方图定位射流的竖直位置，并采用最小二乘法拟合射流轴线，计算其与两个所述喷嘴端点连线的夹角，即为射流喷射角度。

此外，按照本发明的又一优选实施方式，优选采用以下方式估算射流相对于喷射信号的滞后时间及射流持续时间：设开始采集所述镜像对称图像的触发信号与喷射信号同步产生，信号传输延迟为△t，采图周期为T，设第m帧中射流恰好开始出现，第n帧中射流恰好消失，则射流产生的滞后时间为t_d＝(m-1)T+△t，射流持续时间为t_w＝(n-m)T。

更具体而言，优选以微秒级的时间分辨率对喷射过程进行连续观测，并检测射流是否存在，譬如可选用超高速相机，采图帧率可达数万帧，在其他实施方式中，也可使用普通工业相机，使用外部触发模式，触发信号与喷射信号同频且存在一定的滞后，准确控制滞后时间，对锥体变化的各个阶段进行采图。开始采集的触发信号与喷射信号同步产生，信号传输延迟为△t，采图周期为T，设第m帧中射流恰好开始出现，第n帧中射流恰好消失，则射流产生的滞后时间为t_d＝(m-1)T+△t，射流持续时间为t_w＝(n-m)T。

按照本发明的又一优选实施方式，优选采用采用以下方式估算射流在所述水平基板上的落点位置偏差：设所述水平基板的运动速度为设射流由于抛体运动产生的水平位移为抛体运动期间所述水平基板的运动位移为则总位置偏差

图6是用于解释说明喷射工艺参数反馈控制的流程示意图，如图6所示，可以先在预设工艺条件下测得喷射状态良好时的锥体体积V₀作为模板，后续喷射时测量锥体实际体积V与之对比，并设定两个系数λ₁和λ₂，其中λ₁<λ₂，将与此系数分别相比较来确定对应的控制动作，从而实现对喷射工艺参数的反馈调节。更具体地，当时，说明电压偏大导致过多墨液被拉下，故减小电压，当时,说明电压偏小导致墨液累积，故增大电压，否则保持喷射参数不变，λ₁和λ₂可通过实验数据分析得出，例如取λ₁＝0.8，λ₂＝1.2；通过PID算法将电压参数调整量添加驱动电压中。

图7是按照本发明的又一优选实施方式，用于解释说明执行整个墨液锥体检测的工艺流程图。如图7所示，该方法包括下列步骤：

首先，采用所述视觉观测模块完成对所述喷嘴和墨液锥体的图像采集及预处理；

接着，基于所采集的镜像对称图像，执行所述喷嘴轴线的检测，并将该轴线与各个镜像对称图像的相邻端交点确定为喷嘴端点；

接着，基于所采集的镜像对称图像，继续执行对所述喷嘴的倾角、以及它与所述水平基板之间间距的检测；

接着，在所获得的喷嘴端点下方定义一个兴趣区域，然后检测获得反映墨液锥体尺寸、墨液锥体最低点和墨液锥体轮廓变化的参数；

最后，基于所采集的镜像对称图像，确定射流的存在，然后进一步执行有关射流喷射角度、射流形成滞后时间、射流持续时间及射流落点位置偏差这些参数的检测。

综上所述，按照本发明的喷墨打印墨液锥体检测方法，通过倾斜布置的观测系统，可以实现对喷嘴10、墨液锥体、射流的多个参数的快速测量，相比于现有的检测技术，测量更全面，且检测方法较简单，便于实现在线自动检测，此外提出了根据锥体体积对喷射工艺参数进行反馈调节的方法，有助于保持喷射状态稳定，还对射流形成相对于喷射信号的滞后时间进行了测量，并引入到射流在运动基板上的落地位置偏差计算中，从而便于对射流落点位置进行精确控制。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种适用于喷墨打印的墨液锥体检测装置，其特征在于，它包括喷射模块、运动模块、视觉观测模块和机械辅助模块，其中：

所述喷射模块包括喷嘴(10)和水平基板(11)，其中该喷嘴用于向位于其下侧的所述水平基板执行喷射且在喷嘴尖端形成墨液锥体，该水平基板被设计为具备反光特征的表面，并作为承印对象接收墨液的落下；

所述运动模块包括运动平台(20)，其中该运动平台将所述喷射模块承载其上，并带动所述水平基板相对于所述喷嘴实现水平横向方向及水平纵向方向上的运动自由度；

所述视觉观测模块包括相机(40)和光源(42)，其中该相机的镜头(41)布置在所述喷嘴的一侧，且呈现与所述水平基板成一定夹角的倾斜布置；该光源布置在所述喷嘴的另外一侧，且呈现与所述水平基板呈相同夹角的对称倾斜布置，并确保在所述水平基板的反射作用下所述相机可采集到关于所述喷嘴的尖端的镜像对称图像，同时采集反映墨液锥体的锥体图像；

所述机械辅助模块包括机架(30)、竖直微调机构(31)和倾斜微调机构(32)，其中该机架安装于所述运动平台上，并用于将所述喷嘴与所述视觉观测模块的相对位置固定；该竖直微调机构和该倾斜微调机构用于根据所述视觉观测模块的实时检测结果反馈，分别用于对所述喷嘴与所述水平基板之间的距离、所述镜头到所述喷嘴的尖端之间的距离进行调节。

2.如权利要求1所述的墨液锥体检测装置，其特征在于，采用以下方式执行对所述喷嘴的位置快速检测：首先对采集的各个所述镜像对称图像进行自适应阈值分割，并进行腐蚀膨胀操作；接着在分割出的图像两侧边缘上分别取N对称点，将这些对称点彼此相连后取中点；将这些重点拟合后得到所述喷嘴的轴线，该轴线与各个所述镜像对称图像的相邻端交点即为喷嘴端点。

3.如权利要求2所述的墨液锥体检测装置，其特征在于，采用以下方式确定所述喷嘴与所述水平基板之间的间距：基于所采集的镜像对称图像，计算两个所述喷嘴端点之间的距离d，则所述喷嘴与所述水平基板之间的间距为dsinα，其中α表示所述视觉观测模块与所述水平基板的夹角；此外，所述喷嘴的倾角β被表示为其与所述喷嘴的轴线之间的夹角。

4.如权利要求3所述的墨液锥体检测装置，其特征在于，采用基于像素数量的原理来检测墨液锥体的最低点：首先在所述锥体图像的对称轴处定义一个宽度为t个像素、边界为l₁、l₂的区域，并对此区域从上到下逐行扫描；设定参考阈值g，设第i行中满足灰度值大于等于g的像素数量为k(i)，当k(i)小于等于设定值k时，所在行即为墨液锥体最低点。

5.如权利要求4所述的墨液锥体检测装置，其特征在于，采用以下方式确定墨液锥体的尺寸及轮廓变化：首先在所获得的喷嘴端点下方定义一个感兴趣区域，并进行基于灰度梯度的边缘检测，获得墨液锥体边缘；接着根据墨液锥体的最低点和顶部边缘来建立特征三角形并计算它的宽度w和高度h；然后将所述锥体图像离散为n个圆台微元叠加，按体积分法计算墨液锥体的体积其中a_i表示各个编号为i的圆台的直径，△h表示各圆台的高；最后，连续观测锥体图像并分别计算其对应的体积，使用帧间差分法表示锥体轮廓的变化。

6.如权利要求5所述的墨液锥体检测装置，其特征在于，采用以下方式确定射流的出现及所述喷嘴的喷射角度：首先对所采集的所述镜像对称图像进行滤波、自适应阈值分割，然后通过竖直直方图统计每行中满足阈值的像素数量，并且当除喷嘴及墨液锥体图像以外位置直方图不为零时，则判断存在射流由此实现射流的快速判断；此外，通过竖直直方图定位射流的竖直位置，并采用最小二乘法拟合射流轴线，计算其与两个所述喷嘴端点连线的夹角，即为射流喷射角度。

7.如权利要求6所述的墨液锥体检测装置，其特征在于，采用以下方式估算射流相对于喷射信号的滞后时间及射流持续时间：设开始采集所述镜像对称图像的触发信号与喷射信号同步产生，信号传输延迟为△t，采图周期为T，设第m帧中射流恰好开始出现，第n帧中射流恰好消失，则射流产生的滞后时间为t_d＝(m-1)T+△t，射流持续时间为t_w＝(n-m)T。

8.如权利要求6或7所述的墨液锥体检测装置，其特征在于，采用采用以下方式估算射流在所述水平基板上的落点位置偏差：设所述水平基板的运动速度为设射流由于抛体运动产生的水平位移为抛体运动期间所述水平基板的运动位移为则总位置偏差

9.如权利要求8所述的墨液锥体检测装置，其特征在于，上述装置采用以下方式执行喷射工艺参数的反馈控制过程：先在预设工艺条件下测得喷射状态良好时的锥体体积V₀作为模板，后续喷射时测量锥体实际体积V与之对比，并设定两个系数λ₁和λ₂，其中λ₁<λ₂，将与此系数分别相比较来确定对应的控制动作，从而实现对喷射工艺参数的反馈调节。