CN112677487B - 3d打印的控制方法、控制系统及3d打印设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种3D打印的控制方法、控制系统、3D打印设备、计算机装置以及计算机可读存储介质；其中，所述3D打印的控制方法包括：在打印过程中获取实际打印构件的当前固化层图像以及对应所述当前固化层图像的切片图像，并对所述当前固化层图像、切片图像分别进行处理以获得目标对象、参照对象，通过在预设规则下比较目标对象与参照对象以获得匹配结果，所述匹配结果可表征当前固化层是否满足打印标准，即可实现对打印过程的监测，并可基于所述匹配结果控制打印作业；所述目标对象与参照对象由当前固化层图像与切片图像处理获得，由此确定匹配结果的过程中可有效减小错误率，提高匹配准确性、并减小计算量。

Description

3D打印的控制方法、控制系统及3D打印设备

技术领域

本申请涉及3D打印领域，具体的涉及一种3D打印的控制方法、控制系统、3D打印设备、计算机装置以及计算机可读存储介质。

背景技术

3D打印是快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属、塑料和树脂等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印设备通过执行该种打印技术制造3D物体。3D打印设备由于成型精度高在模具、定制商品、医疗治具、假体等领域具有广泛应用。

所述3D打印设备例如底曝光的DLP设备、LCD设备、顶曝光的SLA设备、DLP设备、LCD设备等。以底曝光的3D打印设备为例，其设置有具有透明底面的容器，用以盛放待成型材料；能量辐射系统面向透明的面将能量辐射到容器底面的材料上，使得位于容器底面的材料被固化成与所辐射形状相同的固化层；为了填充新的材料，在Z轴驱动机构的带动下，固化层附着在构件平台上以使材料填充到容器底面和固化层之间的缝隙处，重复上述过程以制造三维物体。在3D打印设备制造三维物体期间，其中的各装置、系统会出现衰退或异常，在打印过程中，可能出现固化层畸变、崩塌等不满足打印标准的情形，因此，需要对3D打印设备制造三维物体的过程进行监控，以避免固化过程中的打印失败造成的时间及成本损失。

发明内容

鉴于以上所述相关技术的缺点，本申请公开了一种3D打印的控制方法、控制系统、3D打印设备、计算机装置以及计算机可读存储介质，以解决现有技术中存在的3D打印中可能出现固化层畸变等导致打印时间损失及成本损失的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本申请公开的第一方面提供一种3D打印的控制方法，包括以下步骤：获取实际打印构件的当前固化层图像以及对应所述当前固化层图像的切片图像；其中，所述切片图像包括一个或多个切片轮廓；从所述当前固化层图像中确定目标对象，以及从所述切片图像中确定参照对象；其中，所述目标对象是对所述当前固化层图像中一个或多个固化轮廓进行处理获得的，所述参照对象是对所述切片图像包括的一个或多个切片轮廓进行处理获得的；基于预设的匹配规则确定所述参照对象与目标对象的匹配结果；基于所述匹配结果控制3D打印作业。

本申请公开的第二方面提供一种3D打印的控制系统，包括：接收单元，获取实际打印构件的当前固化层图像以及对应所述当前固化层图像的切片图像；其中，所述切片图像包括一个或多个切片轮廓；分析单元，从所述当前固化层图像中确定目标对象，以及从所述切片图像中确定参照对象；其中，所述目标对象是对所述当前固化层图像中一个或多个固化轮廓进行处理获得的，所述参照对象是对所述切片图像包括的一个或多个切片轮廓进行处理获得的；比较单元，基于预设的匹配规则确定所述参照对象与目标对象的匹配结果；输出单元，将所述比较单元确定的匹配结果输出以令打印设备基于所述匹配结果控制3D打印作业。

本申请公开的第三方面提供一种3D打印的控制系统，包括：获取模块，用于获取如本申请第一方面提供的任一实施方式所述的实际打印构件的当前固化层图像以及对应所述当前固化层图像的切片图像；处理模块，用于从所述当前固化层图像中确定目标对象，以及从所述切片图像中确定参照对象；其中，所述目标对象是对所述当前固化层图像中一个或多个固化轮廓进行处理获得的，所述参照对象是对所述切片图像包括的一个或多个切片轮廓进行处理获得的；以及基于预设的匹配规则确定所述参照对象与目标对象的匹配结果；接口模块，用于将依据所述匹配结果生成的控制指令传输至Z轴驱动机构和能量辐射系统。

本申请公开的第四方面提供一种控制系统，用于3D打印设备，该3D打印设备包括：成型室、能量辐射系统和构件平台，所述构件平台累积附着经所述能量辐射系统选择性固化的固化层。通常的，打印设备中构件平台的移动范围还被限制于成型室内，所述成型室内包括容器。

所述控制系统包括：拍摄装置，用于拍摄所述成型室内的影像获取实际打印构件的当前固化层图像；分析装置，与所述拍摄装置相连，用于从所述当前固化层图像中确定目标对象，以及从所述当前固化层图像对应的切片图像中确定参照对象，并基于预设的匹配规则确定所述参照对象与目标对象的匹配结果；其中，所述目标对象是对所述当前固化层图像中一个或多个固化轮廓进行处理获得的，所述参照对象是对所述切片图像包括的一个或多个切片轮廓进行处理获得的。

本申请公开的第五方面提供一种3D打印设备，包括：容器，用于盛放待成型的材料；能量辐射系统，用于根据所接收的切片图像的数据选择性固化材料以形成固化层；构件平台，位于所述容器中，用于累积附着所述固化层；Z轴驱动机构，与所述构件平台相连，用于调整所述构件平台至打印基准面的距离；如本申请第四方面提供的实施方式所述的控制系统，用于确定当前固化层图像中的目标对象与切片图像中的参照对象的匹配结果；控制装置，用于基于所述匹配结果控制所述Z轴驱动机构与能量辐射系统。

本申请公开的第六方面提供一种计算机装置，包括：存储装置，用于存储至少一个程序；处理装置，与所述存储装置相连，用于运行所述至少一个程序以执行并实现如本申请第一方面提供的任一实施方式所述的3D打印的控制方法。

本申请公开的第七方面提供一种计算机可读存储介质，存储有至少一程序，所述至少一程序在被处理器执行时实现如本申请第一方面提供的任一实施方式所述的3D打印的控制方法。

综上所述，本申请的3D打印的控制方法、控制系统、3D打印设备、计算机装置以及计算机可读存储介质，在一实施例中具有如下有益技术效果：

在打印过程中获取实际打印构件的当前固化层图像以及对应所述当前固化层图像的切片图像，并对所述当前固化层图像、切片图像分别进行处理以获得目标对象、参照对象，通过在预设规则下比较目标对象与参照对象以获得匹配结果，所述匹配结果可表征当前固化层是否满足打印标准，即可实现对打印过程的检测，并可基于所述匹配结果控制打印作业；其中，所述目标对象与参照对象由当前固化层图像与切片图像处理获得，在确定匹配结果的过程中可有效减小错误率，提高匹配准确性。

本领域技术人员能够从下文的详细描述中容易地洞察到本申请的其它方面和优势。下文的详细描述中仅显示和描述了本申请的示例性实施方式。如本领域技术人员将认识到的，本申请的内容使得本领域技术人员能够对所公开的具体实施方式进行改动而不脱离本申请所涉及发明的精神和范围。相应地，本申请的附图和说明书中的描述仅仅是示例性的，而非为限制性的。

附图说明

本申请所涉及的发明的具体特征如所附权利要求书所显示。通过参考下文中详细描述的示例性实施方式和附图能够更好地理解本申请所涉及发明的特点和优势。对附图简要说明书如下：

图1显示为本申请的3D打印的控制方法在一实施例中打印幅面范围以及其中的与固化层相对应的切片图像的示意图。

图2显示为本申请的3D打印的控制方法在一实施例中的流程图。

图3显示为本申请的3D打印设备在一实施例中的简化示意图。

图4显示为本申请的3D打印的控制方法在一实施例中确定目标对象的流程图。

图5显示为本申请的3D打印的控制方法在一实施例中对当前固化层图像去噪处理的流程示意图。

图6显示为本申请的3D打印的控制方法在一实施例中确定映射关系的流程图。

图7显示为本申请的3D打印的控制方法在一实施例中确定目标对象的流程图。

图8显示为本申请的3D打印的控制方法在一实施例中确定参照对象的流程图。

图9显示为在一实施例中从图1所示的图像中确定了参照对象后的示意图。

图10显示为本申请的3D打印的控制方法在一实施例中基于参照对象与目标对象生成匹配结果的流程图。

图11显示为本申请的3D打印的控制系统在一实施例中的简化框图。

图12显示为本申请的3D打印的控制系统在一实施例中的简化框图。

图13显示为本申请的3D打印设备在一实施例中的简化示意图。

图14显示为本申请的计算机装置在一实施例中的简化框图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本申请的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点及功效。

在下述描述中，参考附图，附图描述了本申请的若干实施例。应当理解，还可使用其他实施例，并且可以在不背离本公开的精神和范围的情况下进行模块或单元组成、电气以及操作上的改变。下面的详细描述不应该被认为是限制性的，并且本申请的实施例的范围仅由公布的专利的权利要求所限定。这里使用的术语仅是为了描述特定实施例，而并非旨在限制本申请。

虽然在一些实例中术语第一、第二等在本文中用来描述各种元件、信息或参数，但是这些元件或参数不应当被这些术语限制。这些术语仅用来将一个元件或参数与另一个元件或参数进行区分。例如，第一元件可以被称作第二元件，并且类似地，第二元件可以被称作第一元件，而不脱离各种所描述的实施例的范围。第一元件和第二元件均是在描述一个元件，但是除非上下文以其他方式明确指出，否则它们不是同一个元件。取决于语境，比如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”。

再者，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解，术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。因此，“A、B或C”或者“A、B和/或C”意味着“以下任一个：A；B；C；A和B；A和C；B和C；A、B和C”。仅当元件、功能、步骤或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。

一般来说，3D打印设备包括容器、能量辐射装置、Z轴驱动机构、构件平台与控制装置，通过对光固化材料进行能量辐射以固化得到3D打印物件如模具、医疗治具、定制商品等。在确定需打印的构件模型的结构参数后，将构件模型通过前处理生成可实现逐层固化的打印过程的至少包括层高与切片图形或扫描路径切片数据，后基于每一切片数据进行打印，固化层逐层累积得到结构完整的3D打印物件。

所述能量辐射装置为基于面投影的能量辐射装置或基于扫描辐射的能量辐射装置。常见的3D打印设备如基于底面曝光的DLP(Digital Light Procession，数字光处理，简称DLP)设备中，其能量辐射装置为基于面投影的投影装置，包括DMD芯片、控制器和存储模块等。其中，所述存储模块中存储将3D物件模型分层的分层图像。所述DMD芯片在接受到控制器的控制信号后将对应分层图像上各像素的光源照射到容器底面。其中，DMD芯片外观看起来只是一小片镜子，被封装在金属与玻璃组成的密闭空间内，事实上，这面镜子是由数十万乃至上百万个微镜所组成的，每一个微镜代表一个像素，所投影的图像就由这些像素所构成。DMD芯片可被简单描述成为对应像素点的半导体光开关和微镜片，所述控制器通过控制DMD芯片中各光开关来允许/禁止各微晶片反射光，由此将相应分层图像经过容器的透明底部照射到光固化材料上，使得对应图像形状的光固化材料被固化，以得到图案化的固化层。

又或常见的SLA(Stereo lithography Apparatus，立体光固化成型)设备，对于底面曝光或顶面曝光的SLA设备来说，其能量辐射装置为基于扫描辐射的能量辐射装置，包括激光发射器、位于所述激光发射器射出光路上的透镜组和位于所述透镜组出光侧的振镜组、以及控制振镜的电机等，其中，所述激光发射器受控的调整输出激光束的能量，例如，所述激光发射器受控的发射预设功率的激光束以及停止发射该激光束，又如，所述激光发射器受控的提高激光束的功率以及降低激光束的功率。所述透镜组用以调整激光束的聚焦位置，所述振镜组用以受控的将激光束在所述容器底面或顶面的二维空间内扫描，经所述光束扫描的光固化材料被固化成对应的图案固化层，所述振镜组振镜的摆幅决定SLA设备的扫描尺寸。

又或常见的例如基于底面曝光的LCD(Liquid Crystal Display，液晶面光源固化)设备，其能量辐射系统为LCD液晶屏光源系统。所述LCD包括位于所述容器下方的LCD液晶屏、在LCD液晶屏下方对正设置的光源。能量辐射装置中的控制芯片将待打印切片的分层图像通过LCD液晶屏投影到打印面，利用LCD液晶屏所提供的图案辐射面将容器中的待固化材料固化为相应的图案固化层。

常见的，在底曝光的设备(例如DLP或LCD设备)中所述构件平台悬设于打印基准面的上部，在顶曝光的设备(例如DLP或SLA设备)中，所述构件平台悬设于打印基准面(通常指树脂槽的液面)的下部，用于附着并积累经照射固化的图案固化层。通常，所述构件平台的材料与光固化材料不同。构件平台受3D打印设备中Z轴驱动机构的带动，沿Z轴(竖直)方向移动以便于待固化材料填充到构件平台与打印基准面之间，使得3D打印设备中的能量辐射系统可通过能量辐射照射待固化材料，使得经照射的材料固化并累积的附着在所述构件平台上。为了精准的对每层固化层的照射能量进行控制，构件平台及所附着的已制造的3D物体部分需移动至与所述打印基准面之间间距最小值为待固化的固化层的层厚的位置，以及由所述Z轴驱动机构带动所述构件平台上升以使所述固化层与所述容器的底部分离。

以底曝光的设备(例如DLP或LCD设备)为例，当所述Z轴驱动机构带动构件平台下降时，通常是为了将所述构件平台或附着在构件平台上的图案化固化层下降到相距容器底部一固化层层高的间距，以便照射填充在所述间距内的光固化材料。当所述Z轴驱动机构带动构件平台上升时，通常是为了将图案固化层自容器底部分离。

所述控制装置与所述Z轴驱动机构和能量辐射装置相连，用于控制所述Z轴驱动机构和能量辐射装置打印所述三维物体。所述控制装置可包括：存储单元、处理单元、和接口单元等。

所述存储单元包括高速随机存取存储器，并且还可包括非易失性存储器，例如一个或多个磁盘存储设备、闪存设备或其他非易失性固态存储设备。在某些实施例中，存储单元还可以包括远离一个或多个处理器的存储器，例如经由RF电路或外部端口以及通信网络(未示出)访问的网络附加存储器，其中所述通信网络可以是因特网、一个或多个内部网、局域网(LAN)、广域网(WLAN)、存储局域网(SAN)等，或其适当组合。存储器控制器可控制设备的诸如CPU和外设接口之类的其他组件对存储器的访问。

所述处理单元包含一个或多个通用微处理器、一个或多个专用处理器(ASIC)、一个或多个现场可编程逻辑阵列(FPGA)、或它们的任何组合。所述处理单元可操作地与存储器和/或非易失性存储设备耦接。更具体地，处理器可执行在存储器和/或非易失性存储设备中存储的指令以在计算设备中执行操作，诸如生成图像数据和/或将图像数据传输到电子显示器。所述处理单元一方面成为控制各装置依时序执行的工控单元，例如，所述处理单元在控制Z轴驱动机构将构件平台下降至相距容器底部一间距的位置后，向能量辐射装置传递分层图像，待能量辐射装置完成图像照射并将容器底的光固化材料图案化固化后，再控制Z轴驱动机构带动构件平台上升以将对应的图案固化层自容器底部分离。另一方面，所述处理单元在分离时，还计算分离操作中对Z轴驱动机构所施加的操作参数。以Z轴驱动机构包含驱动电机为例，驱动电机的转速越快，所述分离操作及构件平台上升速度越快，反之，转速越慢，所述分离操作及构件平台上升速度越慢。

所述接口单元包含多个接口，各接口分别连接能量辐射系统、构件平台和Z轴驱动机构。各接口根据实际数据传输协议而被配置在控制装置上，所述处理单元与各接口可操作地耦接，以便于所述控制装置能够与上述连接能量辐射系统、构件平台和Z轴驱动机构进行交互。

在打印期间，所述控制装置控制Z轴驱动机构和能量辐射系统对光固化层进行逐层固化。所述控制装置依据预设的打印顺序逐个的将分层图像发送给能量辐射系统，由所述能量辐射系统将所述图像照射到容器的透明底部或容器顶部，所照射的能量将容器底部或顶部的光固化材料固化成对应的图案固化层。所述控制装置还用于在照射间隙向所述Z轴驱动机构发出控制指令，例如，所述控制装置在控制曝光装置照射完成后，向Z轴驱动机构发送上升方向和转速的控制指令，所述Z轴驱动机构基于所述控制指令上升至相距容器底的预设高度，再由所述控制装置向Z轴驱动机构发送包含下降方向和转速的控制指令，使得所述Z轴驱动机构带动构件平台向容器底部移动。在整个上升和下降期间，所述控制装置通过监测所述Z轴驱动机构的运动来确定构件平台相对于容器底部的间距，并在所述构件平台达到对应间距时，输出包含停止的控制指令。控制装置通过判断3D物件模型是否完成了所有分层图像的照射，若是，则打印完毕，若否，则重复执行上述打印过程直至打印完毕。

所述容器用于盛放所述待固化材料，所述光固化材料包括任何易于光固化的液态材料，其液态材料举例包括：光固化树脂液，或掺杂了粉末、颜色添加剂等混合材料的树脂液等。所掺杂的粉末材料包括但不限于：陶瓷粉末、颜色添加粉末等。

在基于底面曝光的3D打印设备中，所述容器可以是整体透明或仅容器底透明，例如，所述容器为玻璃容器，且容器壁贴设吸光纸(如黑色薄膜、或黑色纸等)，以便减少在投影期间由于光散射对光固化材料的固化干扰。在所述容器底部表面铺设有便于剥离的透明柔性膜(未予图示)。

诚如背景技术所述，在实际打印中，与打印关联各装置、系统可能会出现衰退或异常，又或由于参数的设置例如能量辐射系统的辐射强度、Z轴驱动机构的驱动控制、乃至打印构件的属性参数例如构件几何形态等设置不当均可能造成打印中固化层畸变、崩塌等不符合预期的打印标准的情形。当在打印中固化层出现打印错误后，若不能及时打印错误则打印设备会继续后续的打印过程，如此可能导致因固化层打印错误导致的构件成品失败，并延伸了打印时间、打印成本的不必要损耗；因此，有必要对打印过程进行监控并确定实际打印的固化层是否满足合格标准，为此，本申请即提供了一种3D打印的控制方法、控制系统、3D打印设备、计算机装置以及计算机可读存储介质。

为便于说明本申请在所提供的具体实现方式，在此对本申请涉及的以下术语进行解释：

在本申请提供的任一实施例中，术语“打印基准面”(打印面)即为接收能量辐射系统辐射的能量以将打印材料固化为依据切片数据对应的图案固化层的固化位置；通常情况下，在以底曝光的DLP设备的实施例中，其打印基准面位于容器(树脂槽)的底面；在以顶曝光的SLA设备或DLP设备为例，其打印基准面可以为容器内打印材料例如树脂的液面；应理解的，在其他特定的实施例中，例如为以LCD为能量辐射系统的实施例中，所述打印基准面为容器内打印材料例如树脂的液面、容器底面或树脂液的某一高度的水平面。

在本申请提供的任一实施例中，所述打印构件为藉由所述能量辐射装置向打印基准面辐射能量以逐层固化的三维物件，应当说明的是，在打印基准面可同时实现对一个或多个三维物件的逐层固化，例如，当容器(树脂槽)确定的打印幅面可实现同时进行多个三维物件摆件时，本申请所述的打印构件即为打印幅面内的多个三维物件；相应的，本申请的控制方法可以为对打印幅面内一个或多个三维物件的打印控制方法。

在本申请提供的任一实施例中，所述的“当前固化层图像”也可称为“当前时刻的固化层图像”，均是用于说明在当前时刻能量辐射装置对处于打印基准面的光固化材料辐射能量，光固化材料被固化成型并由拍摄装置摄取的图像；例如在底曝光的DLP设备的实施例中，所述当前固化层的图像为由DLP光机辐射固化位于容器(树脂槽)底部的固化层的图像；再例如在顶曝光的SLA或DLP设备中，所述当前固化层的图像为SLA激光器或DLP光机辐射固化位于树脂槽液面的固化层的图像。

在本申请提供的任一实施例中，切片图像是用于说明对打印构件的三维模型分层处理(亦称切片处理)获得的同一层内的截面图形。在对三维模型分层处理后可获得切片数据，其包括完整的打印构件的分层处理方法如每一层配置的层高与每一层的分层(切片)图形，也就本申请所述的切片图像。所述切片图像是预先基于3D构件模型沿Z轴方向(即沿高度方向)进行横截划分而得到的。在每相邻横截划分所形成的横截面层上形成由打印构件的三维模型的轮廓所勾勒的切片图像，在所述横截面层足够薄的情况下，可认定所述横截面层上横截表面和下横截表面的轮廓线一致。通常，对基于面投影的3D打印设备，各切片图像需描述成分层图像。对基于扫描照射的3D打印设备，各切片图像用扫描路径上的坐标数据描述。

其中，所述切片数据可以是任何已知的格式，包括但不限于标准镶嵌语言(Standard Tessellation Language，STL)或立体光刻轮廓(Stereo LithographyContour，SLC)格式、虚拟现实建模语言(Virtual Reality Modeling Language，VRML)、积层制造档案(Additive Manufacturing File，AMF)格式，绘图交换格式(Drawing ExchangeFormat，DXF)、多边形档案格式(Polygon File Format，PLY)的形式或适用于计算机辅助设计(Computer-Aided Design，CAD)的任何其他格式。

在本申请提供的任一实施例中，固化层图像所对应的切片图像为打印基准面处的打印幅面内所有三维物件在该固化层对应的高度位置的切片图像；例如，当打印幅面(或打印基准面)内具有多个打印构件，则在打印过程中所述当前固化层图像可能包括了多个实际打印构件的固化层图像，而对应当前固化层图像的切片图像为该多个实际打印构件的切片数据对应的切片图像。所述的打印幅面是为最大可打印范围，举例来说，对于SLA设备，其打印幅面通常由打印设备的用于盛放打印材料的容器确定；对于DLP或LCD设备，其打印幅面通常由能量辐射系统的可投影范围确定。

在本申请提供的任一实施例中，切片轮廓是用于说明所述切片图像中的独立轮廓，例如一封闭的圆轮廓为一所述切片轮廓，两个相独立的圆轮廓即为两个本申请所述的切片轮廓；因此，本申请所定义的同一切片图像内的任意两个切片轮廓之间相独立(无交叠)。应理解的，所述切片轮廓也为对实际打印构件区域的理论轮廓。举例来说，当打印幅面同时置放了多个打印构件，则不同的打印构件的切片轮廓当然为相独立的轮廓；又或，对于同一打印构件，其在某一高度位置的横截层图像中可以存在多个相独立的轮廓。请参阅图1，显示为一实施例中打印幅面范围以及其中的与固化层相对应的切片图像，图中外层矩形框线即为打印幅面范围，切片图像为打印幅面内的轮廓a、轮廓b、轮廓c、轮廓d、轮廓e、轮廓f、轮廓g、以及轮廓h；其中，各轮廓间相互独立，即轮廓a、轮廓b、轮廓c、轮廓d、轮廓e、轮廓f、以及轮廓g中的任一轮廓即可视为本申请所述的一切片轮廓，且轮廓a、轮廓b、轮廓c、轮廓d、轮廓e、轮廓f、轮廓g、以及轮廓h可以为同一打印构件形成的轮廓，又或分属于打印幅面内的多个打印构件形成的轮廓。

在本申请提供的任一实施例中，打印构件轮廓是用于说明在所述当前固化层图像中描述打印构件在该固化层位置的截面轮廓。当前固化层图像是借由拍摄装置拍摄实际打印环境以形成的图像，因此，所述当前固化层图像的范围通常包括打印幅面以及幅面内的打印构件，所述打印构件轮廓是通过对当前固化层图像处理(分析)获得的。所述当前固化层图像是拍摄获得的反映打印构件真实形态的图像，因此，在一些实施例中，所述当前固化层图像例如还包括为打印构件配置的支撑结构。

在本申请提供的任一实施例中，固化轮廓是用于说明在所述当前固化层图像中的属于打印构件轮廓的独立轮廓，所述打印构件轮廓是能量辐射系统依据切片图像辐射能量获得打印构件的固化层以形成，因此，在理想状态下打印构件轮廓与切片图像的切片轮廓具有对应关系。通常，所述当前固化层图像是由拍摄装置摄取的图像，所述固化轮廓需从通过拍摄获取的当前固化层图像中提取；在实现方式中，例如从所述当前固化层图像中确定属于打印构件的轮廓，如上述定义，所述打印构件轮廓可能包括一个或多个独立的轮廓，本申请将基于当前固化层图像进行图像处理(分析)获取的打印构件轮廓中的每一独立轮廓称为一固化轮廓。所述固化轮廓也为通过拍摄装置反应的实际打印构件轮廓。举例来说，当打印基准面的打印幅面内同时置放了多个打印构件，则不同的打印构件的固化轮廓当然为相独立的轮廓；又或，对于同一打印构件，其在某一高度位置的横截层图像中可以存在多个相独立的固化轮廓。在此，对于固化轮廓间相独立的定义还可参照图1所示示例对切片轮廓的描述。

本申请在第一方面提供了一种3D打印的控制方法，包括以下步骤：获取实际打印构件的当前固化层图像以及对应所述当前固化层图像的切片图像；其中，所述切片图像包括一个或多个切片轮廓；从所述当前固化层图像中确定目标对象，以及从所述切片图像中确定参照对象；其中，所述目标对象是对所述当前固化层图像中一个或多个固化轮廓进行处理获得的，所述参照对象是对所述切片图像包括的一个或多个切片轮廓进行处理获得的；基于预设的匹配规则确定所述参照对象与目标对象的匹配结果；基于所述匹配结果控制3D打印作业。

在此，本申请提供的3D打印的控制方法，在打印过程中获取实际打印构件的当前固化层图像以及对应所述当前固化层图像的切片图像，并对所述当前固化层图像、切片图像分别进行处理以获得目标对象、参照对象，即可避免当前固化层图像与切片图像直接对比可能存在的对比不准确、导致误判等问题，同时，通过确定目标对象与参照对象，有益于减小后续的匹配过程的计算量。所述参照对象是对所述切片图像包括的一个或多个切片轮廓进行处理获得的，所述目标对象是对所述当前固化层图像中一个或多个固化轮廓进行处理获得的，如前述定义，所述切片轮廓可以为同一打印构件在某一横截层的一个或多个独立轮廓，又或为分属不同打印构件的轮廓，相应的，本申请的3D打印的控制方法可实现对不同几何形态的打印构件的打印控制，还可用于对同时打印多构件的场景的打印控制。

在预设规则下比较目标对象与参照对象以获得匹配结果，所述匹配结果可表征当前固化层是否满足打印标准，即可实现对打印过程的监测，并可基于监测获得的所述匹配结果控制打印作业；其中，所述目标对象与参照对象由当前固化层图像与切片图像处理获得，在确定匹配结果的过程中可有效减小错误率，提高匹配准确性。

请参阅图2，显示为本申请的3D打印的控制方法在一实施例中的流程示意图。

在步骤S100中，获取实际打印构件的当前固化层图像以及对应所述当前固化层图像的切片图像；其中，所述切片图像包括一个或多个切片轮廓。

应理解的，本申请的控制方法藉由对实际打印构件的固化层与理论固化层的图像处理(分析)实现，因此，在实现方式中，获取实际打印构件的当前固化层图像以及对应所述当前固化层图像的切片图像。应当理解，打印过程藉由能量辐射系统基于切片图像辐射能量以在打印基准面处将打印材料固化为相应的固化层图案，因此，所述当前固化层图像对应的切片图像也即能量辐射系统用于辐射能量的以获得当前固化层的切片图像。

所述当前固化层图像的获取方式例如为在打印过程中由拍摄装置拍摄成型室内的图像。所述成型室包括打印设备中的容器，通常可用于隔离外部环境以形成一打印作业空间。

所述拍摄装置包括但不限于：照相机、摄像机、集成有镜头和CCD的摄像模块、或集成有镜头和CMOS的摄像模块等。其中，根据3D打印设备的结构，所述拍摄装置例如可安装在容器底部或容器的开口上侧。例如，3D打印设备为顶面曝光的3D打印设备，所述拍摄装置安装在容器开口上侧且面向容器的开口拍摄检测图像。

又如，请参阅图3，其显示为用于实现本申请的控制方法的为底曝光的打印设备在一实施方式中的结构示意图。其中，所述打印设备还配置有拍摄装置21，所述拍摄装置21安装在容器11之外。在一些具体示例中，所述拍摄装置21安装在容器底部且不影响能量辐射系统14执行固化操作的位置。例如，容器11的侧底部也为透明结构，所述拍摄装置21可被支撑在该侧底部附近。又如，所述拍摄装置21被支撑在容器的透明底面之下且不影响能量辐射系统14照射能量的位置。所述拍摄装置21面向容器11拍摄。在图2所示实施例中，为了能够满足对3D打印设备的打印基准面处固化层的图像获取，所述拍摄装置21可被安装在容器11底部下方。

对于所述拍摄装置被安装的位置可基于获取当前固化层图像的需要确定，在一些示例中，可将所述拍摄装置朝向打印基准面以一定的倾斜度安装，由此提高拍摄装置拍摄幅面的利用率。

用于获取固化层图像的所述拍摄装置还可被配置为连接用于执行控制方法中后续步骤的设备或装置，其具体的连接方式可以为有线连接或无线连接(通信连接)；例如，可通过数据线连接拍摄装置与可基于固化层图像进行数字计算和逻辑运算的电子设备，所述电子设备包括但不限于：嵌入式电子设备、包含一个或多个处理器的计算机设备(计算机装置)、包含处理器的单片机等。在实现方式中，用于在固化层图像中获取参照对象的装置可与打印设备的控制装置共用一个电子设备或被单独配置，两者间可通过数据线或程序接口实现数据连通。

在一些具体示例中，所述拍摄装置可受3D打印设备中的控制装置控制拍照时机。其中，所述控制装置可与Z轴驱动机构和能量辐射系统相连，用以协调控制Z轴驱动机构和能量辐射系统执行逐层固化操作。当控制装置控制能量辐射系统得到固化层且尚未控制Z轴驱动机构进行剥离时，或者当控制装置控制Z轴驱动机构将构件平台移动以在与容器的打印基准面相距一定间隔时，向所述拍摄装置发出拍照指令，所述拍摄装置拍摄容器内的影像以得到一当前固化层图像。例如，所述控制装置在检测到切片图像的数据辐射完成时，向拍摄装置发出拍照指令。又如，当所述控制装置控制Z轴驱动机构移动至相距容器的打印基准面一定距离时，向拍摄装置发出拍照指令。

需要说明的是，上述拍照指令的发出时机仅为举例而非对本申请的限制。事实上发出所述拍照指令的目的在于控制拍摄装置拍摄获取包含最接近当前的已固化的固化层轮廓的影像并提供用于获取目标对象。同时，用于控制所述拍摄装置拍照时机的装置或功能模块也不以打印设备的控制装置为限。

所述切片图像的获取方式例如为获取与当前固化层图像对应的切片数据中的切片图像，通常的，所述切片数据例如可存储于打印设备中，又或与打印设备连接的其他具有存储器或存储介质的设备中，由此打印设备的能量辐射系统获取切片图像以基于切片图像辐射能量。在实现方式中，可将被存储的所述切片数据或切片数据中的切片图像传输至用于执行在切片图像中确定参照图像的功能模块或装置、设备，其传输方式例如为有线连接或无线连接实现的数据传输。其中，所述分层图像的例如由图像的像素数据或用于指示能量束扫描的矢量数据来描述。

在获取所述当前固化层图像以及对应所述当前固化层图像的切片图像后，在步骤S11中，从所述当前固化层图像中确定目标对象，以及从所述切片图像中确定参照对象。

应当理解的是，所述当前固化层图像是通过对实际打印环境中成型室拍摄获得，通常的，所述当前固化层图像的图像范围至少包括了容器的打印幅面，又或可在拍摄方向上包括容器以及处于容器内的部件如构件平台整体。所述目标对象是对所述当前固化层图像中一个或多个固化轮廓进行处理获得的，即，所述目标对象是从所述固化层图像中确定属于打印构件轮廓的固化轮廓获得的。

通常而言，所述固化层图像表现为确定了拍摄范围大小及像素的图像，所述固化层图像中打印构件轮廓例如是基于打印构件对应的像素点处灰度值(又或RGB值、R值、G值、B值、YUV值)与打印构件之外的像素点例如未被固化的打印材料处的灰度值(又或RGB值、R值、G值、B值、YUV值)之间的差异形成的。

在此，本申请还提供了如何从所述当前固化层图像中获取固化轮廓的实现方式，以获得对参照对象与目标对象更准确的匹配结果。

在步骤S110中，从所述当前固化层图像中确定目标对象，以及从所述切片图像中确定参照对象，在某些实施方式中，从所述当前固化层图像中确定目标对象的方式包括以下步骤：

请参阅图4，显示为本申请的3D打印的控制方法在一实施例中确定目标对象的流程示意图。

在步骤S111中，对所述当前固化层图像去噪处理以获得打印构件轮廓图像；

在步骤S112中，在所述打印构件轮廓图像中确定目标对象。

通常，在令所述拍摄装置拍摄成型室内的影像时，图像范围需至少包括打印幅面，则当前固化层图像中可能还包括了容器边沿以及其他在打印幅面区域外的部件，在此状态下所述当前固化层图像中的轮廓可能包括了打印构件轮廓之外的其他轮廓；同时，在打印幅面内的非打印构件的图像也可能对确定打印构件轮廓造成干扰，又或受拍摄装置成像质量的限制使得当前固化层图像中打印构件轮廓不清晰等。因此，在步骤S111中对当前固化层图像去噪处理，以获得打印构件轮廓图像。举例来说，获取当前固化层图像后，执行步骤111的功能模块例如为配置于打印设备的控制装置或其他与控制装置相关联的设备中的模块。

请参阅图5，显示为本申请的3D打印的控制方法在一实施例中对当前固化层图像去噪处理的流程示意图。在某些实施方式中，对所述当前固化层图像去噪处理的方式包括以下步骤：

在步骤S1111中，获取一实际打印环境中的打印背景图像，所述打印背景图像包括固化开始前拍摄的成型室内的影像。

所述打印背景图像即在未开始固化前由拍摄装置向成型室内拍摄的图像，例如，对于顶曝光的打印设备而言，所述打印背景图像为拍摄装置在构件平台上未附着有固化层时自容器底部拍摄获取的图像，又如对顶曝光的打印设备，所述打印背景图像为拍摄装置在构件平台上未附着有固化层时自打印基准面上方拍摄获取的图像。所述打印背景图可用于确定在固化过程中打印构件外区域对应的图像，也可理解为打印构件外区域的各像素位置对应的灰度值或RGB值、R值、G值、B值、YUV值等，基于所述打印背景图，即可对当前固化层图像进行背景矫正以实现去噪处理。

在实际打印中，构件平台用于累积逐层固化层，在对成型室内拍摄当前固化层时，其中可能包括了构件平台形成的轮廓。构件平台的平面通常呈多孔状，同时由构件平台本身的结构需求其材料通常为非透明材料，在当前固化层图像中可能造成确定打印构件轮廓的干扰。因此，本申请还提供了以下实施方式。

在某些实现方式中，获取所述打印背景图像的步骤包括：确定打印设备中构件平台与拍摄装置之间的距离以令拍摄装置获取的成型室内的影像中所述构件平台呈模糊状态。当所述构件平台在拍摄装置获取的图像中呈模糊状态(虚化状态)，则可避免或减小构件平台形成的轮廓对当前固化层进行背景矫正的干扰。

在实现方式中，确定所述构件平台与拍摄装置之间的距离，可基于打印环境中的具体参数确定；例如，当打印设备是为底曝光设备，所述拍摄装置为获取打印基准面图像被设置在容器底部，所述拍摄装置可在出厂前被定位在3D打印设备上的安装位置，例如被安装在距离容器底部预设距离的固定位置，通过调整构件平台至容器底的打印基准面的距离，即可调节构件平台与拍摄装置的距离。同时，确定拍摄装置获取的图像中构件平台的清晰度，还与打印环境中的材料属性相关，举例来说，构件平台由Z轴驱动机构驱动移动，则构件平台与打印基准面间填充的打印材料高度被改变，打印材料的属性如材料透明度则会影响构件平台被拍摄后的成像效果。

在某些实施方式中，确定所述构件平台与拍摄装置之间的距离的方式包括以下至少一种：

在一实施方式中，当确定打印材料的透明度在预设阈值以上时，将所述构件平台调整至拍摄装置的景深之外。当容器内的打印材料为透明材料(也即透明度在预设阈值以上)的材料，打印材料透明度越高，通常的打印基准面与构件平台之间的打印材料对构件平台所呈图像的影响越小，所述的预设阈值可自定义。

应当理解，拍摄装置例如被安装在距容器一定距离，则拍摄装置对应的景深(Depth of Field)可被确定，即拍摄装置的镜头或其他成像器前沿能够取得清晰图像的成像所测定的被摄物体前后距离范围。令所述构件平台移动至拍摄装置的景深之外，即可使得拍摄装置获取的构件平台图像呈模糊状。

在一实施场景中，在逐层固化过程中拍摄装置需获取打印基准面处的当前固化层图像，为获得打印构件的影像，打印基准面被设置为在拍摄装置的景深之内，相应的，在获取打印背景图像时，可令构件平台被移动至远离打印基准面以至拍摄装置景深之外。

在一实施方式中，当确定打印材料的透明度小于预设阈值时，调整所述构件平台至打印基准面的距离以令拍摄装置获取的成型室内的影像中所述构件平台呈模糊状态。

当所述打印材料的透明度较低时，构件平台与打印基准面之间填充的打印材料会影响构件平台在拍摄装置中的成像效果，在此状态下，既可令构件平台移动至拍摄装置的景深以外以获得模糊的成像效果，也可通过调节构件平台与打印基准面之间的距离以令其中填充打印材料，如此令拍摄装置获取的构件平台图像呈模糊状态。

在获得所述打印背景图像后，在步骤S1112中，基于所述打印背景图像对所述当前固化层图像进行背景矫正以实现去噪处理。

所述打印背景图像可用于表征当前固化层图像中打印构件之外的其他区域，即可协助实现从当前固化层图像中确定打印构件轮廓。

在某些实施方式中，基于所述打印背景图像对所述当前固化层图像进行背景矫正的方式包括以下任一种：

在一实现方式中，将所述当前固化层图像在各像素点处的灰度值减去所述打印背景图像在各像素点处的灰度值。

通常的，拍摄装置相对容器的位置确定后，在对逐层固化的打印过程中对每一当固化层拍摄影像时，拍摄装置的位置不再改变；则在拍摄装置的拍摄范围内打印构件与构件平台之外的区域中图像趋于相同，且在前述示例中提供了令构件平台呈模糊状态的实现方式，因此，通过将所述当前固化层图像在各像素点处的灰度值减去所述打印背景图像在各像素点处的灰度值，即可获得更清晰的打印构件轮廓，即实现对当前固化层图像的背景矫正。

在此过程中，所述当前固化层图像与打印背景图像中的重叠图像可被去噪，例如相同像素位置处的灰度数值相减，前固化层图像中打印构件区域外的图像的整体灰度值产生较大的下降，则实现了对打印构件轮廓的去噪。

在又一实现方式中，将所述当前固化层图像在各像素点处的RGB值减去所述打印背景图像在各像素点处的RGB值。

应理解的，所述当前固化层图像与打印背景图像的在各像素位置处也可表现为其他颜色数据，例如为RGB值，在具体实现方式上可参照上述的以灰度值表征的当前固化层图像与打印背景图像相减；应理解的，仅当令当前固化层图像与打印背景图像在各像素位置是以相同类型的颜色或灰度属性表征即可，例如，还可以为将当前固化层图像与打印背景图像在各像素位置的R值、G值、B值、YUV值相减。

考虑到所述当前固化层图像与打印背景图像均是由拍摄装置获取，其对实际固化层与实际打印背景的反映是否准确，还受到拍摄装置、拍摄环境、拍摄时机等因素的影响，因此，本申请还提供了以下实施例，以说明如何获取当前固化层图像与打印背景图像。

在某些实施方式中，获取所述当前固化层图像的获取方式包括：

在一实现方式中，在当前固化层贴近或位于成型室中的打印基准面时，拍摄一张所述成型室内的影像以确定当前固化层图像。所述的成型室中的打印基准面即容器内的打印基准面。

所述当前固化层图像是用于确定打印中当前固化层的形态，每一固化层在打印基准面由打印材料接收辐射能量固化形成；对于底面曝光的3D打印设备来说，其打印基准面为容器底面，对顶曝光的3D打印设备来说，其打印基准面例如为容器内打印材料的上表面或自由面；在实现方式中，例如可在当前固化层粘接于容器底面或位于打印材料上表面时拍摄当前固化层图像；在某些实施方式中，还可由Z轴驱动机构带动构件平台移动至与打印基准面相贴近的位置以获取当前固化层图像，例如，对于打印材料为透明树脂的场景中，可将构件平台驱动移动以令当前固化层高出打印基准面以获得打印构件的当前固化层图像。

在另一实现方式中，在当前固化层贴近或位于成型室中的打印基准面时，拍摄多张所述成型室内的影像并对多张影像进行平均法降噪获得当前固化层图像。

在此示例中，对同一当前固化层，可获取多张当前固化层的影像并对多张影像平均法降噪以获得用于获得后续的目标对象的当前固化层图像，如此可避免或减小单张影像因拍摄时机或环境因素等对形成图像中的噪声干扰，例如可获得消除图像中部分杂点的效果。所述的平均法降噪例如为将多张影像在同一像素位置处的颜色数据或灰度数据取平均值。

在某些实施方式中，所述打印背景图像的获取方式包括：

在一实现方式中，在固化开始前拍摄一张所述成型室内的影像以确定打印背景图像。在此，拍摄成型室内的影像以确定打印背景图像的方式可参照前述实施例，例如为将构件平台移动至拍摄装置所成影像内构件平台呈模糊状态的位置，此处不再赘述。

在另一实现方式中，在固化开始前拍摄多张所述成型室内的影像并对多张影像进行平均法降噪以获得打印背景图像。

通过获取多张固化前的打印环境中成型室内的影像以平均法降噪，获得可用于当前固化层图像进行背景矫正的打印背景图像，如此可避免或减小单张影像因拍摄时机或环境因素等对背景图像中的噪声干扰，例如可获得消除背景图像中部分杂点的效果。所述的平均法降噪例如为将多张影像在同一像素位置处的颜色数据或灰度数据取平均值。

在某些实施方式中，对所述当前固化层图像去噪处理的方式包括：对所述当前固化层图像进行滤波、二值化、以及腐蚀中的至少一种处理以提高当前固化层图像中的打印构件轮廓清晰度。

本申请在前述示例中提供了通过打印背景图像对当前固化层图像去噪的方式，在此，当前固化层图像去噪处理的方式还可以为对图像进行滤波、二值化、以及腐蚀处理中的至少一种处理，同时，对图像的滤波等处理与基于打印背景图像的背景矫正不相互排斥，例如，在一实施例中，可先基于打印背景图对当前固化层图像进行背景矫正，并对矫正后的当前固化层图像进行滤波、二值化等处理。当然，对当前固化层图像的具体处理方式不以前述例举为限，应理解的，对图像的滤波、二值化、以及腐蚀等处理均是为了获取更清晰的打印构件轮廓，因此，本领域技术人员也可采用其他图像处理方式以获得打印构件轮廓，例如图像增强、霍夫变换等。

在确定用于获取目标对象的当前固化层图像后，通过对当前固化层进行分析以确定其中的目标对象，以及从对应所述当前固化层图像的切片图像中确定参照对象，即可对参照对象与目标对象进行对比以用于确定当前固化层的打印质量。

请继续参阅图2，如图所示，在步骤S110中，从所述当前固化层图像中确定目标对象，以及从所述切片图像中确定参照对象。

如前述各示例，所述当前固化层图像是借由拍摄装置拍摄获得，所述切片图像是为用于供能量辐射系统依照其图案形态辐射能量的切片数据中的切片图像，因此，所述当前固化层图像是拍摄装置确定的光学坐标系表征的图像，所述切片图像是适配于能量辐射系统的投射坐标系的图像。在此，本申请还提供了将所述当前固化层图像与切片图像转换至同一坐标系的实施方式，以获得目标对象与参照对象的更准确的比较结果。

在某些实施方式中，所述3D打印的控制方法还包括对所述当前固化层图像或所述切片图像进行透视变换处理的步骤，以获得以同一坐标系表征的目标对象与参照对象。所述同一坐标系例如为打印设备中能量辐射系统的投射坐标系或拍摄装置的光学坐标系。当然，在其他可实现方式中，也可将当前固化层图像与切片图像转换为同一其他的坐标系下。

在将所述当前固化层图像或所述切片图像进行透视变换处理的过程中，需确定所述当前固化层图像与切片图像之间的映射关系，如此对其中任一者做透视变换处理即可令当前固化层图像与切片图像统一坐标系。在其他可实现方式中，也可分别确定当前固化层图像与切片图像所对应的光学坐标系与投射坐标系与第三坐标系之间的投影关系，以将当前固化层图像与切片图像均透视变换至以第三坐标系表征。

请参阅图6，显示为本申请的3D打印的控制方法在一实施例中确定映射关系的流程示意图。

在某些实施方式中，所述同一坐标系为打印设备中能量辐射系统的投射坐标系或拍摄装置的光学坐标系，通过确定当前固化层图像与所述切片图像的映射关系以对当前固化层图像或切片图像进行透视变换处理，确定所述映射关系的方式包括以下步骤：

在步骤S1131中，在打印基准面上投射多个标定点，以及记录多个标定点在能量辐射系统的投射坐标系中的投射坐标；

在步骤S1132中，令拍摄装置获取打印基准面的影像以确定多个标定点在拍摄装置的光学坐标系中的影像坐标；

在步骤S1133中，基于所述投射坐标与影像坐标计算确定所述当前固化层图像与所述切片图像的映射关系。

基于能量辐射系统在打印基准面上投射(投影)一系列标定点，并预存能量辐射系统所投射的标定点在其投射坐标系下的投射坐标，由拍摄装置拍摄获取打印基准面上的能量辐射系统投射的标定点的图像，即可确定能量辐射系统的投射坐标系与拍摄装置成像的光学坐标系的关系。

应当理解，当在打印基准面上投射(投影)形成标定点，即可获得所述能量辐射系统用于投射该标定点的投射坐标，例如，当对所述映射关系的计算是借由一具有计算能力的处理模块执行，可将能量辐射系统用于投射标定点的投射坐标传输至所述处理模块；令拍摄装置获取设有多个标定点的打印基准面的影像，即可基于获取的影像计算标定点在拍摄装置中所成图像中的光学坐标系下的坐标；如此即获得了标定点分别在能量辐射系统的投射坐标系中与拍摄装置的光学坐标系中的影像坐标，基于投射坐标与影像坐标即可计算获得投射坐标系与光学坐标系的映射关系。所述映射关系例如为基于投射坐标与影像坐标相比获得的矩阵。

应当理解的，所述的标定点并非为数学意义上的点，例如为相对打印幅面面积较小的图形，设置标定点为3D打印中常用的操作，此处不做赘述。

在某些实施场景中，为确保标定点的成像效果，可在构件平台上设置一平整的漫反射层，例如为在构件平台上铺设一张白纸，以确定标定点可由拍摄装置获取。同时，可调整构件平台的位置以使得标定点的图像与后续打印中固化层的图像高度一致，如此打印中将当前固化层图像与切片图像中任一者进行透视变换时所采用的映射关系是正确的。

所述标定点设置的数量与位置本申请不做限制，应当说明的是，为计算映射关系，则标定点应当形成平面，因此通常至少设置三个可确定一平面的标定点。

所述标定点的位置还可能影响基于标定点计算的映射关系精度或能量辐射系统的投射成像精度，在某些实施方式中，确定在打印基准面上投射的多个标定点位置的方式包括以下至少一种：

基于标定点位置与所述能量辐射系统投射的标定点图像精度的关系确定在打印基准面上投射的多个标定点位置；

基于标定点位置与映射关系的计算精度的关系确定在打印基准面上投射的多个标定点位置。

通常的，令标定点之间的跨距(距离)增加，对应的可减小计算映射关系的相对误差，即可提高计算精度；在另一方面，能量辐射系统的投射图像存在边缘能量损失导致图像边缘模糊、变形等问题，在接近打印幅面边缘处，前述的图像模糊、变形通常更为明显，因此，为控制投射的图像精度，标定点需避免设置在打印幅面边缘。在一示例中，本申请的标定点例如为四个位于打印基准面四角的点，且将每一标定点设置为与打印基准面的边界具有一定的预设距离；如此在尽量增加标定点之间距离的情形下避免或减小标定点的图像变形。

在某些实施方式中，本申请的3D打印的控制方法还包括确定所述当前固化层图像的ROI区域的步骤，以在当前固化层图像的ROI区域中确定所述目标对象。

在一些场景中，由拍摄装置获取的当前固化层图像中除包括打印基准面外，还包括打印基准面外的其他区域例如容器外的装置或外部环境图像，对此，还可通过对当前固化层图像提取ROI区域(Region Of Interest，感兴趣区域)以在后续处理中在ROI区域中确定所述目标对象，如此可减小计算量。举例来说，在一实施例中，为减小对图像的处理计算量，在获取当前固化层图像(或已经进行背景矫正的当前固化层图像)后，对图像取ROI区域以将其范围限定为对打印构件轮廓有用的区域，而后在所述ROI区域中确定目标对象。

所述的ROI区域应当设置为至少包括了打印构件轮廓、以及尽量滤除了与打印构件无关区域的范围，在一实施场景中，所述ROI区域为打印基准面的幅面区域，又或，为确保ROI区域至少包括打印基准面，可将ROI区域设置为大于打印幅面区域且其边界与打印幅面的边界保持一定间距。用于执行对当前固化层图像确定ROI区域的功能模块例如为拍摄装置所关联的电子设备，又或例如为控制装置所配置的控制软件中的功能模块，又或与打印设备关联的其他设备中配置的功能模块。

在确定所述当前固化层图像与对应的切片图像后，从其中分别确定目标对象与参照对象。如前述定义，所述切片图像为打印基准面内所有打印构件在对应的高度位置的一个或多个切片轮廓，所述的高度位置可以为切片数据中的高度数据确定；所述当前固化层图像是为能量辐射系统依据切片图像辐射能量固化打印材料获得的固化层的图像的，相应的，其中包括一个或多个切片轮廓。

在实际打印场景中，当前固化层图像是由拍摄装置获取的影像对当前固化层的反映，由此存在拍摄装置精度、拍摄环境等因素造成的限制使得当前固化层图像不能完全反映当前固化层的真实形态，由此对后续的固化层的打印质量判断可能造成误判以使得对打印进程的控制收到影响。

本申请在此提供了在当前固化层图像中确定目标对象，以及在切片图像中确定参照对象，以基于目标对象与参照对象的对比确定当前固化层打印质量的实施方式，如此可有效减小图像对比的计算量并减小对匹配结果的误判，有益于实际生产。

请继续参阅图2，在步骤S110中，从所述当前固化层图像中确定目标对象，以及从所述切片图像中确定参照对象；其中，所述目标对象是对所述当前固化层图像中一个或多个固化轮廓进行处理获得的，所述参照对象是对所述切片图像包括的一个或多个切片轮廓进行处理获得的。

在某些实施方式中，对所述一个或多个固化轮廓进行处理包括：对一个或多个固化轮廓进行判断并基于判断结果确定对固化轮廓的删减操作；对一个或多个切片轮廓进行处理包括：对一个或多个切片轮廓进行判断并基于判断结果确定对切片轮廓的删减操作。

在本申请提供的实施例中，所述当前固化层图像中一个或多个固化轮廓为几何形态相独立的固化轮廓，此处所述的删减操作即通过对每一固化轮廓进行判断以确定是否删减固化轮廓；本申请在前述示例中提供了对当前固化层图像去噪处理的实施例，一般的，对图像去噪也会删除图像中的细节(即为噪声的细节)；应当理解的是，此处所述的删减处理不同于前述去噪处理中对图像细节的删除，所述固化轮廓为在前置阶段的图像处理中需保留的打印构件轮廓；所述删减处理是为后续匹配基于固化轮廓本身的特征确定对其的删减操作，而并非图像去噪中的为提高清晰度等原因进行的噪声删除。

所述切片图像中的一个或多个切片轮廓为几何形态相独立的切片轮廓，对切片轮廓所述的删减操作即通过对每一切片轮廓进行判断以确定是否删减切片轮廓。通常的，切片图像为理论图像，即图像本身满足清晰度需求，而本申请在此提供了对切片图像进行处理以获得参照对象的实施方式，由此可使得目标对象与参照对象的匹配结果的准确性提高。

请参阅图7，显示为本申请的3D打印的控制方法在一实施例中确定目标对象的流程示意图。

在某些实施方式中，在步骤S110中，确定所述目标对象的方式包括以下步骤：

在步骤S1141中，在所述当前固化层图像中确定打印构件轮廓包括的一个或多个固化轮廓。

藉由拍摄装置拍摄成型室内的影像以获得所述当前固化层图像后，从其中确定打印构件轮廓，通常的，打印构件轮廓可由打印构件区域与打印基准面内其他区域间的灰度值差或颜色值差形成。在此，确定打印构件轮廓的方式还可参照本申请在前述实施例中提供的实现方式，此处不再赘述。

在步骤S1142中，确定每一所述固化轮廓的形态是否符合预设规范。

在打印中固化层是藉由能量辐射提供依照切片图像辐射能量形成，在一些实施例中，当所述切片图像中的轮廓为精细轮廓或复杂轮廓，基于对当前固化层拍摄以形成的当前固化层轮廓中可能存在精细轮廓不能被获取或成像后被辨识错误的问题，因此本申请提供了对每一固化轮廓判断是否满足预设规范的实施例。

在一些场景中，当打印构件为需支撑结构辅助打印的几何结构，则在当前固化层图像中可能还包括了支撑结构在当前固化层的分层高度对应的横截图像；通常的，支撑结构为实现支撑功能并为便于去除设置为柱状、网状或片状，对应的横截图像呈现为细小、细长的轮廓或零散的多个轮廓，因此在当前固化层图像中往往会形成干扰，例如：受到拍摄的成像精度的限制支撑结构不能表现为真实的形态，多个零散的轮廓在当前固化层图像中表现为一片相连的轮廓或非闭合的轮廓又或无法被拍摄到等。如此，支撑结构对当前固化层图像中的打印构件轮廓的真实形态存在影响，通过本申请提供的依照预设规范对固化轮廓进行判断，即可获得可更好的反映实际打印构件形态的图像。在打印构件需支撑结构辅助打印的实施例中，本申请所述的固化轮廓也包括支撑结构在当前固化层图像中所呈的轮廓。

在现有的对打印过程的监控方式中，通常是以固化层图像与切片图像进行对比以确定是否存在打印畸变等，在此本申请提供了预先对当前固化层图像进行处理，对固化轮廓定义特征从而确定用于与切片图像进行对比的目标对象，即可依据目标对象进行与参照对象的比较从而实现打印控制。通过对当前固化层图像定义特征以获取目标对象的方式可有效减小确定当前固化层图像的打印质量所需的计算量，并可有效提高对打印质量判断的准确率，有效实现打印控制。

所述的预设规范可依据对可目标对象的需求而确定，例如，当所述目标对象需设置为打印构件本身的轮廓而不包括支撑结构轮廓，可依据支撑结构的轮廓特性确定所述预设规范以在当前固化层图像的固化轮廓中辨识出支撑结构形成的轮廓。所述预设规范是用于对固化轮廓进行特征的获取(或定义)并依据特征检测固化轮廓以形成判断结果，因此，具体的选取特征的方式可基于对目标对象的需求自定义。所述目标对象是用于与参照对象比较以确定当前固化层的打印质量，基于此以控制打印作业，相应的，目标对象需用于反映当前固化层的打印质量，依据对目标对象的定义方式，即可配置相应的预设规范。

在某些实施方式中，所述预设规范是通过轮廓尺寸、轮廓面积、轮廓几何形状、轮廓长宽比以及轮廓周长面积比中的至少一者确定的。

即，一些实施方式中，可将所述固化轮廓的轮廓尺寸、轮廓面积、轮廓几何形状、轮廓长宽比以及轮廓周长面积比中的至少一者确定为固化轮廓的特征，并依据所确定的特征判断各个固化轮廓以确定对固化轮廓的删减操作。

所述轮廓几何形状为轮廓的几何图形形状，例如为圆形、方形、星型等；在一些示例中，所述轮廓几何形状还包括被识别为开环轮廓的轮廓线条的形态，通常的，开环轮廓是由于算法错误等形成，在实施方式中，可将识别为开环轮廓的固化轮廓认定为不符合规范。

所述轮廓尺寸可用于确定轮廓的几何图形以及几何图形的尺度，例如为轮廓的长、宽、半径等参数的数值，通过确定轮廓尺寸，可确定轮廓形状及大小，由此判断轮廓是否满足目标对象的需求。

在一些示例中，可基于所述轮廓面积确定对轮廓的删减操作，例如，当固化轮廓的面积小于一定阈值时，面积过小的固化轮廓在识别中容易错误，即可认为该固化轮廓为不需进行评估的轮廓，即无需作为目标对象；此时所述的预设规范例如为轮廓面积的阈值。在基于轮廓面积确定轮廓是否满足规范的实现方式中，以面积作为进行判断的特征，可减小对复杂轮廓确定几何形状的计算量。在一些示例中，所述轮廓面积还可用于确定开环轮廓，应当理解，在正常打印状态下，每一固化应当为一封闭轮廓，当出现识别错误或算法错误时，图像可能包括开环轮廓，对于不能形成封闭图像的开环轮廓，其轮廓面积为0或在确定轮廓面积时即可被检测到不符合规范。

所述轮廓长宽比可作为一种用于评价轮廓几何形状的特征，通常的，打印中呈现为细长型结构的轮廓，当其长宽比大于预设的阈值时，可确定轮廓为打印中容易识别错误的部位或为支撑结构形成的轮廓，此时所述的预设规范例如为轮廓长宽比的阈值，如此可将轮廓长宽比作为固化轮廓的特征以辨识将其可作为目标对象的固化轮廓。

所述轮廓周长面积比可用于评价轮廓的几何形状，例如，当轮廓周长面积比较大时，可确定该轮廓呈细长型结构或线型结构，此类结构在打印后容易识别错误或为支撑结构形成的轮廓，且通常不是打印构件的主体结构，如此可通过将轮廓周长面积比作为固化轮廓的特征以在其中筛除无需关注的固化轮廓。

在步骤S1143中，删除确定为不符合所述预设规范的固化轮廓，保留确定为符合所述预设规范的固化轮廓以获得目标对象。

在步骤S1142中，基于预设规范对各个固化轮廓进行判断，在步骤S1143中，基于判断结果将不符合规范的固化轮廓删除，保留符合所述预设规范的固化轮廓，如此即确定了可用于后续评价当前固化层打印质量的目标对象。所述目标对象中至少保留了可用于确定打印构件主要结构的轮廓，将容易发生错误的轮廓删除，后续的评价过程(即匹配过程)的计算量可减小，并可提高结果的准确性。

在此，步骤S1141、S1142、S1143可以为对单个固化轮廓分别进行或依次进行，也可为同时对多个固化轮廓进行，本申请不做限制。

在某些示例中，所述目标对象也可间接评价打印构件的支撑结构对固化层质量的影响；举例来说，当打印构件中仅发生了支撑结构的形变时，当该形变未影响到后续作为产品的打印构件本身，则在对当前固化层的打印质量判断中可认定无打印错误；当支撑结构的打印错误如畸变对当前固化层产生影响时，可通过对目标对象的分析确定当前固化层出现打印错误，如此本申请提供的3D打印的控制方法即可避免单独的支撑结构错误造成的对打印进程的影响。

应当说明的是，在所述当前固化层图像中确定目标对象的过程还包括了确定固化轮廓是否存在的过程；所述当前固化层图像是由拍摄获得，则除了固化层本身的质量外，还受到拍摄精度、拍摄时机等因素影响最终的图像状态。在一些示例中，从当前固化层图像中确定固化轮廓时，若在其中未获取到固化轮廓，则可认定为当前固化层存在错误，该错误例如为拍摄装置故障、拍摄时机故障、能量辐射系统故障等，如此可确定可进行相应的打印控制作业，例如错误核查、参数调节等。

所述目标对象是用于与参照对象进行匹配，在此，本申请还提供了如何从切片图像中确定参照对象的实现方式。

切片图像是为预期获得的打印构件的理论图像，在一些示例中，切片图像中存在例如为算法错误造成的开环轮廓(例如图1所示实施例中的轮廓g)又或如并非打印构件主体的窄小的轮廓(例如图1所示实施例中的轮廓h)，而窄小的切片轮廓在用于固化形成固化轮廓后易识别错误，相应的，可对切片图像中的一个或多个切片轮廓进行判断以删减其中不符合规范的切片轮廓，即可简化目标对象与参照对象的匹配过程并获得匹配结果。

请参阅图8，显示为本申请的3D打印的控制方法在一实施例中确定参照对象的流程示意图。

在某些实施方式中，确定所述参照对象的方式包括以下步骤：

在步骤S1151中，确定所述切片图像中的每一所述切片轮廓的形态是否符合预设规范。

所述的预设规范可依据对可参照对象的需求而确定，即在切片图像中确定可用于评价打印质量的构件区域对应的切片轮廓，例如前述的非打印构件主体的窄小的轮廓或算法错误形成的开环轮廓可认定为不符合预设规范的轮廓，即无需用于评价打印质量。所述预设规范是用于对切片轮廓进行特征的获取(或定义)并依据特征检测切片轮廓以形成判断结果，因此，具体的选取特征的方式可基于对参照对象的需求自定义。

在某些实施方式中，所述预设规范是通过轮廓尺寸、轮廓面积、轮廓几何形状、轮廓长宽比以及轮廓周长面积比中的至少一者确定的。

即，一些实施方式中，可将所述切片轮廓的轮廓尺寸、轮廓面积、轮廓几何形状、轮廓长宽比以及轮廓周长面积比中的至少一者确定为切片轮廓的特征，并依据所确定的特征判断各个切片轮廓以确定对切片轮廓的删减操作。

所述轮廓几何形状为轮廓的几何图形形状，例如为圆形、方形、星型等；在一些示例中，所述轮廓几何形状还包括被识别为开环轮廓的轮廓线条的形态，通常的，开环轮廓是由于算法错误等形成，在实施方式中，可将识别为开环轮廓的切片轮廓认定为不符合规范。

所述轮廓尺寸可用于确定轮廓的几何图形以及几何图形的尺度，例如为轮廓的长、宽、半径等参数的数值，通过确定轮廓尺寸，可确定轮廓形状及大小，由此判断轮廓是否满足参照对象的需求。

在一些示例中，可基于所述轮廓面积确定对轮廓的删减操作，例如，当切片轮廓的面积小于一定阈值时，面积过小的切片轮廓形成的固化轮廓在成像后容易识别错误，即可认为该切片轮廓为不需进行评估的轮廓，即无需作为参照对象；此时所述的预设规范例如为轮廓面积的阈值。在基于轮廓面积确定轮廓是否满足规范的实现方式中，以面积作为进行判断的特征，可减小对复杂轮廓确定几何形状的计算量。在一些示例中，所述轮廓面积还可用于确定开环轮廓，应当理解，在正常打印状态下，每一固化应当为一封闭轮廓，当出现识别错误或算法错误时，图像可能包括开环轮廓，对于不能形成封闭图像的开环轮廓，其轮廓面积为0或在确定轮廓面积时即可被检测到不符合规范。

所述轮廓长宽比可作为一种用于评价轮廓几何形状的特征，通常的，打印中呈现为细长型结构的轮廓，当其长宽比大于预设的阈值时，可确定轮廓为打印中容易识别错误的部位；此时所述的预设规范例如为轮廓长宽比的阈值，如此可将轮廓长宽比作为切片轮廓的特征以辨识将其可作为参照对象的切片轮廓。

所述轮廓周长面积比可用于评价轮廓的几何形状，例如，当轮廓周长面积比较大时，可确定该轮廓呈细长型结构或线型结构，此类结构在打印后容易识别错误的轮廓，且通常不是打印构件的主体结构，如此可通过将轮廓周长面积比作为切片轮廓的特征以在其中筛除无需关注的切片轮廓。

在步骤S1152中，删除确定为不符合所述预设规范的切片轮廓，保留确定为符合所述预设规范的切片轮廓以获得参照对象。

在步骤S1151中，基于预设规范对切片图像包括的一个或多个切片轮廓进行判断，在步骤S1152中，基于判断结果将不符合规范的切片轮廓删除，保留符合所述预设规范的切片轮廓，如此即确定了可用于后续评价当前固化层打印质量的参照对象。所述参照对象中至少保留了可用于确定打印构件主要结构的轮廓，将容易导致判断结果(匹配结果)错误的轮廓或不能有效评价打印质量的轮廓删除，后续的评价过程(即匹配过程)的计算量可减小，并可提高结果的准确性。

在此，步骤S1151、S1152可以为对单个切片轮廓分别进行或依次进行，也可为同时对多个切片轮廓进行，本申请不做限制。

请参阅图1及图9，图9显示为从图1所示的图像中确定参照对象的示意图。如图所示，图1显示为一实施例中打印幅面范围以及其中的与固化层相对应的切片图像，图中外层矩形框线例如为打印幅面范围，切片图像包括打印幅面内的切片轮廓a、切片轮廓b、切片轮廓c、切片轮廓d、切片轮廓e、切片轮廓f、切片轮廓g、以及切片轮廓h；基于本申请提供的从切片图像中确定参照对象的实施方式对各切片轮廓进行判断其是否符合预设规范，删除确定为不符合预设规范的切片轮廓，保留确定为符合所述预设规范的切片轮廓，即获得如图9所示的参照对象，图9视图中外层矩形框线为打印幅面范围，内部的切片轮廓a、切片轮廓b、切片轮廓c、切片轮廓d、切片轮廓e、以及切片轮廓f即为符合预设规范的被保留的切片轮廓，被保留的切片轮廓也即形成了所述参照对象。

在上述各示例中获取了目标对象与参照对象后，即可进行对当前固化层的打印质量评价，请继续参阅图2，在步骤S120中，基于预设的匹配规则确定所述参照对象与目标对象的匹配结果。所述参照对象中包括一个或多个切片轮廓，所述目标对象中包括一个或多个固化轮廓，相对的，所述匹配结果基于匹配规则，可以为输出当前固化层的目标对象是否所有固化轮廓均被匹配的结果或对其中每一固化轮廓的匹配的结果，又或为输出所述切片图像的参照对象中是否所有切片轮廓均被匹配的结果或对其中每一切片轮廓的匹配的结果。

所述匹配规则用于确定参照对象中的切片轮廓与目标对象中的固化轮廓是否相对应(相符)，即评价能量辐射系统是否依据切片图像辐射能量并在容器中形成了以切片图像为参照的固化层。

请参阅图10，显示为本申请的3D打印的控制方法在一实施例中基于参照对象与目标对象生成匹配结果的流程示意图。

在某些实施方式中，基于预设的比较规则确定所述参照对象与目标对象的匹配结果的方式包括以下步骤：

在步骤S121中，在所述参照对象中确定一切片轮廓为参照轮廓；

在步骤S122中，在所述目标对象中查找与参照轮廓的偏差小于预设阈值的固化轮廓，将查找到的固化轮廓确定为与参照轮廓相匹配的目标轮廓，或在未查找到固化轮廓时确定所述参照轮廓存在打印错误。

所述参照对象中的轮廓为切片图像中保留的切片轮廓，通过确定参照对象中的切片轮廓是否具有相对应的固化轮廓，即可确定当前固化层是的形态是否与理论的切片轮廓一致或在允许的误差内。

在此，确定目标对象中是否具有相应的固化轮廓，即为步骤S122中在目标对象查找与参照轮廓的偏差小于预设阈值的固化轮廓，所述的预设阈值可预先定义，当查找到满足预设阈值确定的偏差量的固化轮廓时即可认为该固化轮廓与参照轮廓相对应，即为查找到了与参照轮廓相匹配的目标轮廓；当在目标对象中不能查找到满足与参照轮廓的偏差小于预设阈值的固化轮廓，即可认为当前固化层对于该参照轮廓存在打印错误。

在其他可实现方式中，也可通过确定目标对象中的固化轮廓，并在所述参照对象中查找是否存在与固化轮廓相匹配的切片轮廓。但在基于参照轮廓查找目标对象中是否存在相匹配的固化轮廓的实施例中，可避免或减小因当前固化层图像的拍摄精度、拍摄环境等干扰带来的固化轮廓不准确例如数量不准确的问题；当由固化层图像获取的目标对象中存在与参照轮廓相匹配的轮廓，即可认定打印中获得了依照理论的切片轮廓固化的固化层。

在某些实施方式中，在所述目标对象中查找与参照轮廓的偏差小于预设阈值的固化轮廓的方式包括以下步骤：

在一实现方式中，将所述参照轮廓表征为一参照坐标点列表，在所述目标对象中查找令所述参照坐标点列表中的每一坐标点至固化轮廓的距离均小于预设阈值的固化轮廓。

在理想状态下，与由固化层图像获得的目标对象中应当具有与参照轮廓位置一致(重叠)的固化轮廓，在匹配过程中，当目标对象中存在于参照轮廓的偏差小于允许的偏差阈值的目标轮廓即可认为两者匹配。本申请在此提供了将参照轮廓表征为参照坐标点列表以在目标对象中确定其是否具有目标轮廓的实现方式，通过在参照轮廓上选取一系列坐标点以表征参照轮廓，即可有效化简参照轮廓与固化轮廓匹配过程的计算量。

对参照轮廓表征为参照坐标点列表的具体规则可依据对比的需要设定，例如，可将参照轮廓沿周长等分以提取等分点上的坐标点，又或，可将参照轮廓沿某一方向如图像中的X方向或Y方向等分以提取等分点上的坐标点；再或，可依据参照轮廓的几何状态确定在其上提取的坐标点，应理解的，所述参照坐标点列表是用于表现参照轮廓的形态，对于参照轮廓中的直线段，可相应的选取较少的坐标点，对于参照轮廓中的曲线段，在其上选取较多的坐标点则更贴近参照轮廓的真实形态。

同时，参照轮廓表征的坐标点数量可依据匹配的需要确定，通常的，将参照轮廓表征为的参照坐标点列表中坐标点数目越多，则参照坐标点列表越能反映参照轮廓的真实形态，但相应的，匹配过程的计算量增加。

在此实现方式中，所述参照轮廓被表征为参照坐标点列表，所述目标对象中包括的固化轮廓为相应的轮廓线，用于实现在目标对象中查找与参照坐标点列表相匹配的目标轮廓的功能模块执行的过程例如：

在所述目标对象中提取一固化轮廓，基于所述参照轮廓的参照坐标点列表，计算该参照坐标点列表中的各个坐标点至所述固化轮廓的距离，并确定各个坐标点至所述固化轮廓的距离是否满足设定的距离阈值，当发现参照坐标点列表中的存在一个或多个坐标点至固化轮廓的距离大于设定的距离阈值时，即认为该固化轮廓与参照轮廓不能匹配；继而在目标对应中提取另一固化轮廓，基于所述参照轮廓的参照坐标点列表，计算该参照坐标点列表中的各个坐标点至该固化轮廓的距离，当发现参照坐标点列表中的存在一个或多个坐标点至固化轮廓的距离大于设定的距离阈值时，即认为该固化轮廓与参照轮廓不能匹配；重复上述过程，以至在所述目标对象中找到参照坐标点列表中每一坐标点至固化轮廓的距离均小于预设阈值的目标轮廓，其中，所述的坐标点至固化轮廓的距离例如为点到轮廓线的最短距离。

在上述查找过程中，对于一参照轮廓，当可在目标对象中查找获得一个固化轮廓满足参照坐标点列表中每一坐标点至固化轮廓的距离均小于预设阈值，即可认为该参照轮廓具有匹配的目标轮廓，即基于该参照轮廓的固化过程满足打印质量要求；在一些示例中，当在目标对象中历遍可查找的固化轮廓后，目标对象中不存在满足至参照轮廓的距离均小于预设阈值的目标轮廓，即可认定为基于该参照轮廓的固化过程存在打印错误。

又或，在另一实现方式中，将所述目标对象中每一固化轮廓表征为一目标坐标点列表，在所述目标对象中查找目标坐标点列表中每一坐标点至参照轮廓的距离均小于预设阈值的固化轮廓。

本申请在此提供了将目标对象的固化轮廓表征为一目标坐标点列表的实施方式，对于每一固化轮廓，其可视为图像中不同像素位置集合形成的线型轮廓，通过在其上选取一系列坐标点以表征固化轮廓，即可有效化简固化轮廓与参照轮廓匹配过程的计算量。对固化轮廓表征为目标坐标点列表的具体规则可依据对比的需要设定，例如，可将固化轮廓沿周长等分以提取等分点上的坐标点，又或，可将固化轮廓沿某一方向如图像中的X方向或Y方向等分以提取等分点上的坐标点；再或，可依据固化轮廓的几何状态确定在其上提取的坐标点，应理解的，所述目标坐标点列表是用于表现固化轮廓的形态，对于固化轮廓中的直线段，可相应的选取较少的坐标点，对于固化轮廓中的曲线段，在其上选取较多的坐标点则更贴近固化轮廓的真实形态。

同时，固化轮廓表征的坐标点数量可依据匹配的需要确定，通常的，将固化轮廓表征为的目标坐标点列表中坐标点数目越多，则目标坐标点列表越能反映固化轮廓的真实形态，但相应的，匹配过程的计算量增加。

在此实现方式中，所述参照轮廓是为切片轮廓的轮廓线，所述目标对象中包括的固化轮廓被表征为目标坐标点列表，用于实现在目标对象中查找与参照轮廓相匹配的目标坐标点列表的功能模块执行的过程例如：

在所述目标对象中提取一固化轮廓对应的目标坐标点列表，计算该目标坐标点列表中的各个坐标点至所述参照轮廓的距离，并确定各个坐标点至所述参照轮廓的距离是否满足设定的距离阈值，当发现目标坐标点列表中的存在一个或多个坐标点至参照轮廓的距离大于设定的距离阈值时，即认为该目标坐标点列表对应的固化轮廓与参照轮廓不能匹配；继而在目标对应中提取另一固化轮廓对应的目标坐标点列表，确定当前提取的目标坐标点列表中每一坐标点至参照轮廓的距离是否小于设定的距离阈值，当发现该目标坐标点列表中的存在一个或多个坐标点至参照轮廓的距离大于设定的距离阈值时，即认为该目标坐标点列表对应的固化轮廓与参照轮廓不能匹配；重复上述过程，以至在所述目标对象中找到目标坐标点列表中每一坐标点至参照轮廓的距离均小于预设阈值的固化轮廓，该固化轮廓即为与参照轮廓相匹配的目标轮廓。其中，所述的坐标点至参照轮廓的距离例如为点到轮廓线的最短距离。

在上述查找过程中，对于一参照轮廓，当可在目标对象中查找获得一个目标坐标点列表满足其中每一坐标点至参照轮廓的距离均小于预设阈值，即可认为该参照轮廓具有匹配的目标轮廓，即基于该参照轮廓的固化过程满足打印质量要求；在一些示例中，当在目标对象中历遍可查找的目标坐标点列表后，目标对象中不存在满足每一坐标点至参照轮廓的距离均小于预设阈值的目标坐标点列表，即可认定为基于该参照轮廓的固化过程存在打印错误。

在本申请提供的上述示例中，将参照轮廓或固化轮廓中的任一者表征为坐标点列表，另一者以轮廓线表示，通过计算坐标点至轮廓线的距离(例如为最小距离)，即可在有效减小匹配计算量的过程中确保匹配精度。

在某些实施方式中，基于预设的比较规则确定所述参照对象与目标对象的匹配结果的方式还包括：将查找到的目标轮廓从所述目标对象中删除的步骤，以在更新后的目标对象中查找与下一参照轮廓的偏差小于预设阈值的固化轮廓。

即，对于一切片轮廓，将其确定为参照轮廓以在目标对象中查找相匹配的目标轮廓时，当查找到目标轮廓后，即认为基于该切片轮廓进行的固化过程满足打印要求，将与该切片轮廓匹配的目标轮廓从目标对象中删除，由此获得了更新后的目标对象；在参照对象中选取另一切片轮廓作为参照轮廓，并在更新后的目标对象中查找其对应的目标轮廓。如此在一方面可减小匹配过程所需的计算量，避免重复查找，在另一方面，通过删除已经匹配的目标轮廓，可避免或减小不同固化轮廓相互干扰，提高匹配结果的准确性。

应当理解的，当前固化层图像对应的切片图像中具有多个切片轮廓时，对所述多个切片轮廓中的每一轮廓均进行完成在目标对象中查找目标轮廓的匹配过程，则对当前固化层的打印评价即完成，由此可获得目标对象与参照对象的匹配结果。

在步骤S130中，基于所述匹配结果控制3D打印作业。

在某些实施方式中，基于所述匹配结果控制3D打印作业的方式包括以下任一种：

当所述参照对象中每一切片轮廓在目标对象中存在匹配的固化轮廓，继续下一固化层打印；当参照对象中每一切片轮廓均可在目标对象中查找到相匹配的固化轮廓，即可认为当前固化层已经依据切片图像的理论轮廓形成了满足打印要求的固化层，对当前固化层的打印合格或无打印错误，即可继续进行一下固化层的打印。

应当理解，本申请的对当前固化层图像与切片图像对应的目标对象与参照对象的匹配可依据检测需要设置为对每一固化层进行图像拍摄以及后续的匹配，又或，可选择为每打印几层进行一次前述实施例中的打印监测与匹配。在当前固化层被认定为打印合格后，基于设置的监测频率继续打印下一固化层或继续打印数个固化层后，重复前述的基于当前固化层图像以及对应所述当前固化层图像的切片图像的匹配过程以再次获得匹配结果。

又或，当所述参照对象中存在一个或多个切片轮廓被认定为存在打印错误时，生成打印干预指令。

在一些场景中，当在参照对象中存在至少一个切片轮廓不能在目标对象中查找到相匹配的固化轮廓，即可认定不能被匹配的切片轮廓存在打印错误，由此生成打印干预指令以控制打印作业。在实施场景中，例如为打印设备的控制装置基于匹配结果生成打印干预指令。

所述打印错误可能为不同原因造成，在一些示例中，基于对参照对象中每一切片轮廓的匹配结果，可判断打印干预指令的不同类别以使得打印设备执行不同的打印控制操作。

在某些实施方式中，所述打印干预指令用于触发提示装置、对下一固化层停止打印、或对存在打印错误的打印构件停止打印。

举例来说，所述提示装置例如为报警装置，即可用于提示操作人员当前固化层存在打印错误，由此可由操作人员确定对后续打印作业的具体控制方式或确定对当前固化层的处理。所述提示装置具体提示的类别可以为声音提醒例如鸣叫，又或为通过视觉提醒如亮灯、又如在屏幕中可视化显示打印错误等。在一些示例中，可通过3D打印设备上或其他与生成匹配结果的功能模块相连接的显示装置上显示提示消息。或者，当确定存在打印错误时，将相应的提示消息通过短信或网络发送到智能终端上，所述智能终端可利用短信音或消息窗予以提示。再或者，当确定存在打印错误时，将相应的提示消息通过电子邮件发送到邮箱服务器及邮箱配置终端。

所述打印干预指令又或可用于令打印设备对下一固化层停止打印，即可避免对不合格的打印构件继续打印造成的设备及材料成本损耗以及时间损耗。

在一些示例中，所述打印干预指令用于对存在打印错误的打印构件停止打印，例如，当打印幅面内具有多个打印构件，其中存在一个或部分打印构件被检测发现存在打印错误(即该打印构件中的切片轮廓没有匹配的目标轮廓)，在一些实施方式中，所述打印干预指令用于对存在打印错误的打印构件停止打印，被检测确定为打印合格的打印构件可继续打印进程，如此可在确保打印进程的同时避免对不合格构件的继续打印。

在某些实施方式中，所述3D打印的控制方法还包括记录所述匹配结果，以及匹配结果对应的切片图像、当前固化层图像、参照对象、以及目标对象中的至少一者的步骤。

在对当前固化层图像与切片图像对应的参照对象与目标对象进行匹配以获得匹配结果后，还可记录所述匹配结果以及匹配结果所对应的切片图像、当前固化层图像、参照对象、以及目标对象中的至少一者，其具体的记录方式例如为生成检测日志，通过记录匹配结果及其指向的对象，即可明确发生打印错误的具体切片图像(或当前固化层图像)，如此有助于确定打印错误形成的因素，例如是为打印构件的几何形状设计不合理、又或为能量辐射系统中得能量控制造成打印误差、又或为参照对象或目标对象的获取过程的计算误差等，相关技术人员即可基于记录更好的分析和控制后续的打印作业。其中，所述的检测日志例如记录在打印设备的存储介质中，又或记录于与打印设备关联的其他电子设备或存储器中，本申请不做限制。

在此，本申请第一方面提供的3D打印的控制方法，通过在打印过程中获取实际打印构件的当前固化层图像以及对应所述当前固化层图像的切片图像，并对所述当前固化层图像、切片图像分别进行处理以获得目标对象、参照对象，通过在预设规则下比较目标对象与参照对象以获得匹配结果，所述匹配结果可表征当前固化层是否满足打印标准，即可实现对打印过程的检测，并可基于所述匹配结果控制打印作业；其中，所述目标对象与参照对象由当前固化层图像与切片图像处理获得，在确定匹配结果的过程中可有效减小错误率，提高匹配准确性。

本申请还提供了对当前固化层图像进行去噪处理的实施例，以减小因拍摄环境、拍摄装置等限制造成的对打印构件轮廓图像的干扰，使得用于评价打印质量的当前固化层图像更能表征打印构件的真实形态。

本申请还提供了将当前固化层图像与切片图像转换至同一坐标系下以获得以同一坐标系表征的目标对象与参照对象的实施例，如此可有效避免因坐标系带来的匹配误差，获得更准确的匹配结果，通过以同一坐标系表征当前固化层图像与切片图像，还可使得匹配过程采用的具体方式化简例如可通过比较轮廓之间的距离阈值实现。

本申请还提供了如何从所述当前固化层图像、切片图像中分别确定目标对象、参照对象的实施例，通过去除当前固化层图像、切片图像中的干扰轮廓或难以用于评价打印质量的轮廓，使得匹配结果的准确性提高，并可减小匹配过程的计算力，提高打印控制的效率。

本申请还提供了将目标对象与参照对象进行匹配的实施例，可通过将参照轮廓或固化轮廓中的任一者表征为坐标点列表，另一者以轮廓线表示，通过计算坐标点至轮廓线的距离(例如为最小距离)，即可在有效减小匹配计算量的过程中确保匹配精度。

同时，本申请的3D打印的控制方法中切片图像中可包括一个或多个切片轮廓，所述的多个切片轮廓可分属于不同打印构件或属于同一打印构件，本申请的3D打印的控制方法即可适用于打印幅面中同时对多个打印构件进行打印的场景，也可适用于对单个打印构件进行打印的场景。

本申请在第二方面还提供了一种3D打印的控制系统，请参阅图11，显示为本申请的第二方面提供的3D打印的控制系统在一实施例中的简化框图。如图所示，所述控制系统5包括：

接收单元50，用于获取实际打印构件的当前固化层图像以及对应所述当前固化层图像的切片图像；其中，所述切片图像包括一个或多个切片轮廓；

分析单元51，用于从所述当前固化层图像中确定目标对象，以及从所述切片图像中确定参照对象；其中，所述目标对象是对所述当前固化层图像中一个或多个固化轮廓进行处理获得的，所述参照对象是对所述切片图像包括的一个或多个切片轮廓进行处理获得的；

比较单元52，基于预设的匹配规则确定所述参照对象与目标对象的匹配结果；

输出单元53，用于将所述比较单元确定的匹配结果输出以令打印设备基于所述匹配结果控制3D打印作业。

在此，本申请第二方面提供的3D打印的控制系统5中各功能单元实现的处理过程可参照本申请第一方面提供的实施例，即，所述接收单元50所接收的当前固化层图像以及对应所述当前固化层图像的切片图像可参照本申请第一方面提供的各实施例；所述分析单元51从当前固化层图像中确定目标对象，以及从所述切片图像中确定参照对象的具体方式可参照本申请第一方面提供的各实施例；所述比较单元52所进行的对参照对象与目标对象的匹配过程的实现方式可参照本申请第一方面提供的各实施例，所述输出单元53输出的匹配结果的具体类型以及令3D打印设备基于匹配结果进行的打印控制方式可参照本申请第一方面提供的实施例。

在某些实施方式中，所述3D打印的控制系统5中的各单元可以是软件模块，该软件模块还可为配置在基于编程语言的软件系统中。所述软件模块可由电子设备的系统提供，在某些实施例中，所述电子设备例如为装载有APP应用程序或具备网页/网站访问性能的电子设备，所述电子设备包括存储器、存储器控制器、一个或多个处理单元(CPU)、外设接口、RF电路、音频电路、扬声器、麦克风、输入/输出(I/O)子系统、显示屏、其他输出或控制设备，以及外部端口等组件，这些组件通过一条或多条通信总线或信号线进行通信。所述电子设备包括但不限于如台式电脑、笔记本电脑、平板电脑、智能手机、智能电视等个人计算机。所述电子设备还可以是由带有多个虚拟机的主机和对应每个虚拟机的人机交互装置(如触控显示屏、键盘和鼠标)所构成的电子设备。

在某些实施方式中，所述3D打印的控制系统5获取实际打印构件的当前固化层图像以及对应所述当前固化层图像的切片图像、基于当前固化层图像与切片图像确定目标对象与参照对象，以及进行目标对象与参照对象匹配以生成匹配结果，以及输出匹配结果的各的功能模块可以由各种类型的设备(如终端设备、服务器、服务器集群、或云服务器系统)，又或如处理器等计算资源、通信资源(如用于支持实现光缆、蜂窝等各种方式通信)协同实现。

所述云服务器系统可以根据功能、负载等多种因素布置在一个或多个实体服务器上。其中，当分布在多个实体服务器时，所述服务端可以由基于云架构的服务器组成。例如，基于云架构的服务器包括公共云(Public Cloud)服务端与私有云(Private Cloud)服务端，其中，所述公共或私有云服务端包括Software-as-a-Service(软件即服务，SaaS)、Platform-as-a-Service(平台即服务，PaaS)及Infrastructure-as-a-Service(基础设施即服务，IaaS)等。所述私有云服务端例如阿里云计算服务平台、亚马逊(Amazon)云计算服务平台、百度云计算平台、腾讯云计算平台等。所述服务端还可以由分布的或集中的服务器集群构成。例如，所述服务器集群由至少一台实体服务器构成。每个实体服务器中配置多个虚拟服务器，每个虚拟服务器运行所述生成系统中的至少一功能模块，各虚拟服务器之间通过网络通信。

所述网络可以是因特网、移动网络、局域网(LAN)、广域网(WLAN)、存储局域网(SAN)、或者一个或多个内部网等，或其适当组合，本申请实施例对客户端、服务端的种类，或者发布者终端与服务器之间、响应者终端与服务器之间通信网络的类型或协议等在本申请中均不做限定。

在一些实施例中，本申请在第二方面提供的3D打印的控制系统5在实际场景中例如为插件、SDK(Software Development Kit，软件开发工具包)、API(ApplicationProgramming Interface，应用程序编程接口)、或框架等，将所述插件、SDK、API或框架提供至服务端或电子设备，可令所述服务端或电子设备如打印设备的控制软件中实现所述接收单元50、分析单元51、比较单元52、以及输出单元53的功能，即可实现本申请第一方面所述的3D打印的控制方法。在呈现形式上，所述控制系统例如可扩展打印设备的控制软件中的功能模块。

在一些实施例中，本申请在第二方面提供的3D打印的控制系统5中各单元可嵌入至电子设备APP中，所述电子设备的APP可从电子设备存储介质中或与电子设备网络通信的其他设备、服务器等例如拍摄装置中获取所述的当前固化层图像以及切片图像。在基于当前固化层图像与切片图像确定目标对象与参照对象的过程中，以及在预设匹配规则下对目标对象与参照对象进行比较的过程中，在一些示例中；所述控制系统5的功能可以是藉由用于配置所述控制系统的电子设备提供的计算资源实现，在另一些示例中，执行计算所需的计算资源还可分配至与所述设备网络通信的终端设备、服务器、云服务器系统、或处理器等；同时，计算过程中所述控制系统5生成的目标对象与参照对象、以及匹配结果可在所述设备本地存储，也可传送至所述设备网络通信的终端设备、服务器、云服务器系统、或处理器等，还可提供至其他应用程序或模块使用。

在一些实施例中，本申请在第二方面提供的3D打印的控制系统5为运行于服务器端的软件模块，所述服务器端还可以为多个服务器构成的分布式、并行计算平台，在使用场景中，可将所需的当前固化层图像以及切片图像上传平台以执行对目标对象与参照对象的计算过程以及对目标对象与参照对象的匹配过程。所述服务器端可基于服务器端的存储介质中的存储数据、或来自与服务器端通信的其他设备的数据执行计算过程，由此计算获得的目标对象、参照对象、以及匹配结果可由服务器端进行存储，还可提供至其他应用程序或模块使用以用于控制打印作业。

本申请在第三方面还提供了一种3D打印的控制系统，请参阅图12，显示为本申请第三方面提供的3D打印的控制系统在一实施例中简化示意图。

如图所示，所述3D打印的控制系统6包括获取模块60、处理模块61、以及接口模块62。

所述获取模块60用于获取如本申请第一方面提供的任一实施方式所述的实际打印构件的当前固化层图像以及对应所述当前固化层图像的切片图像。

所述处理模块61用于从所述当前固化层图像中确定目标对象，以及从所述切片图像中确定参照对象；其中，所述目标对象是对所述当前固化层图像中一个或多个固化轮廓进行处理获得的，所述参照对象是对所述切片图像包括的一个或多个切片轮廓进行处理获得的；以及基于预设的匹配规则确定所述参照对象与目标对象的匹配结果。在此，所述处理模块61从所述当前固化层图像中确定目标对象，以及从所述切片图像中确定参照对象的具体方式可参照本申请在第一方面提供的实施例，所述处理模块61基于预设的匹配规则确定所述参照对象与目标对象的匹配结果的实现方式可参照本申请在第一方面提供的实施例。

所述接口模块62用于将依据所述匹配结果生成的控制指令传输至Z轴驱动机构和能量辐射系统，即，所述接口模块62可将依据匹配结果生成的对打印进程的控制指令传输至与固化过程相关联的部件即打印设备中的Z轴驱动机构和能量辐射系统，如此确定的打印进程例如为整体下一层打印或仅停止对发生打印错误的打印构件的继续打印。

所述3D打印的控制系统6例如为配置于打印设备的控制装置的控制系统，如此，所述获取模块60可从与打印设备关联的拍摄装置处获取当前固化层图像，以及从打印设备的存储装置中或与打印设备关联的装置中获取当前固化层图像对应的切片图像；所述处理模块61可藉由打印设备配置的计算资源实现对目标对象和参照对象的确定，以及对目标对象和参照对象的匹配过程，又或将前述功能所需的计算资源分配至藉由与打印设备通信连接的终端设备、服务器、云服务器系统、或处理器等。所述接口模块62可被配置为连接Z轴驱动机构和能量辐射系统，如此即可将控制装置基于匹配结果生成的控制指令传输至Z轴驱动机构和能量辐射系统以控制打印作业。

本申请在第四方面还提供了一种控制系统，用于3D打印设备，该3D打印设备包括：成型室、能量辐射系统和构件平台，所述构件平台累积附着经所述能量辐射系统选择性固化的固化层，所述控制系统包括：拍摄装置，用于拍摄所述成型室内的影像获取实际打印构件的当前固化层图像；分析装置，与所述拍摄装置相连，用于从所述当前固化层图像中确定目标对象，以及从所述当前固化层图像对应的切片图像中确定参照对象，并基于预设的匹配规则确定所述参照对象与目标对象的匹配结果；其中，所述目标对象是对所述当前固化层图像中一个或多个固化轮廓进行处理获得的，所述参照对象是对所述切片图像包括的一个或多个切片轮廓进行处理获得的。通常的，打印设备中构件平台的移动范围还被限制于成型室内，所述成型室内包括用于盛放打印材料的容器，所述当前固化层即为在容器的打印基准面接收辐射能量形成。

所述拍摄装置包括但不限于：照相机、摄像机、集成有镜头和CCD的摄像模块、或集成有镜头和CMOS的摄像模块等。在此，所述拍摄装置拍摄所述成型室内的影像获取实际打印构件的当前固化层图像的方式可参照本申请第一方面提供的实施例。

所述分析装置所执行的分析过程可参照本申请第一方面提供的实施例。

在一示例中，所述分析装置通过数据线连接拍摄装置或通信连接拍摄装置，其为能够进行数字计算和逻辑运算的电子设备，包括但不限于：嵌入式电子设备、包含一个或多个处理器的计算机设备、包含处理器的单片机等。所述分析装置还可与前述打印设备的控制装置共用一个电子设备或被单独配置，所述分析装置和控制装置可通过数据线或程序接口实现数据连通，由此将匹配结果传输至打印设备的控制装置。

以图3为例，所述控制装置15将控制指令同时发送给Z轴驱动机构13和分析装置22。又如，仍以图3为例，所述控制装置15将同一控制指令同时发送给拍摄装置21和分析装置22；所述控制装置15还可以单独将某些控制指令发送给分析装置22，由分析装置22基于所述控制指令控制拍摄装置21执行拍照。

所述分析装置中还可分别设置为多个功能单元以实现不同的功能，例如用于从所述当前固化层图像中确定目标对象，以及从所述当前固化层图像对应的切片图像中确定参照对象的功能单元，用于基于预设的匹配规则确定所述参照对象与目标对象的匹配结果的功能单元，所述的功能单元可以是软件模块，该软件模块还可为配置在基于编程语言的软件系统中。所述软件模块可由电子设备的系统提供，在某些实施例中，所述电子设备例如为装载有APP应用程序或具备网页/网站访问性能的电子设备，所述电子设备包括存储器、存储器控制器、一个或多个处理单元(CPU)、外设接口、RF电路、音频电路、扬声器、麦克风、输入/输出(I/O)子系统、显示屏、其他输出或控制设备，以及外部端口等组件，这些组件通过一条或多条通信总线或信号线进行通信。所述电子设备包括但不限于如台式电脑、笔记本电脑、平板电脑、智能手机、智能电视等个人计算机。所述电子设备还可以是由带有多个虚拟机的主机和对应每个虚拟机的人机交互装置(如触控显示屏、键盘和鼠标)所构成的电子设备。

在实施场景中，所述拍摄装置与分析装置可以为集成在一具有处理功能的设备中，所述设备可以是众多通用或专用的计算系统如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、置顶盒、可编程的消费电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机等。在另一些可实现方式中，所述分析装置例如是与拍摄装置通信连接的装置或配置于与拍摄装置通信连接的设备中。

在某些实施方式中，本申请第四方面提供的控制系统还包括：光环境提供装置，用于在所述拍摄装置拍摄成型室内的影像期间提供稳定光环境。

所述拍摄装置用于拍摄所述成型室内的影像获取实际打印构件的当前固化层图像，为使得所获取的当前固化层图像可减少外部环境的干扰，例如，在拍摄期间外部环境光的强弱变化、人影遮挡等情况会影响拍摄装置获取的当前固化层图像的准确性。为此，所述控制系统还包括：光环境提供装置，其布置于所述能量辐射系统周围，用于在所述拍摄装置拍摄期间提供稳定的光环境；在一些示例中，由所述光环境提供装置提供打印基准面均匀的光照强度，即可避免局部反光等因素造成当前固化层图像中形成明暗阴影。所述光环境提供装置可外置于3D打印设备。例如，所述光环境提供装置可利用外部光源(如LED灯)为拍摄装置提供光环境。

在一些实施方式中，所述光环境提供装置包括隔离屏障和光源。其中，所述隔离屏障用于将至少所述能量辐射系统的照射范围与外界环境进行隔离。所述光源设置于隔离屏障内，用于为所述拍摄装置提供稳定的光环境。

在此，所述隔离屏障主要起遮光或反光作用。例如，遮光屏障为遮光板、反光板、遮光布、反光布或者遮光罩等。所述光源可在3D打印设备工作期间始终提供光环境。或依据闪光灯原理，所述光源在所述拍摄装置进行拍照时提供光环境以确保拍摄装置的稳定曝光。所述光源可以是LED光源、或闪光灯等。

本申请在第五方面还提供了一种3D打印设备，包括：容器，用于盛放待成型的材料；能量辐射系统，用于根据所接收的切片图像的数据选择性固化材料以形成固化层；构件平台，位于所述容器中，用于累积附着所述固化层；Z轴驱动机构，与所述构件平台相连，用于调整所述构件平台至打印基准面的距离；如本申请第四方面提供的任一实施方式所述的控制系统，用于确定当前固化层图像中的目标对象与切片图像中的参照对象的匹配结果；控制装置，用于基于所述匹配结果控制所述Z轴驱动机构与能量辐射系统。

请继续参阅图3，其显示为所述3D打印设备在一实施例中的结构示意图。

如图所示，所述3D打印设备包括：容器11、能量辐射系统14、构件平台12、Z轴驱动机构13、控制装置15和控制系统16。其中，容器11内盛放有材料，在一些应用场景下，所述的容器也被称之为树脂槽。所述材料包括但不限于：如光敏树脂、或混合有其他材料以提高所制造三维物体的物理和化学特性的光敏树脂等光敏材料。容器具有透明底面以便透过如光能量、电磁能量等辐射能量。当然，在其他可行的实施方式中，所述3D打印设备也可为基于顶面曝光的设备，如此将能量辐射系统将光能量、电磁能量等辐射能量投射至容器内的打印基准面。

在图3所示实施例中，能量辐射系统14位于容器底面且面向透明地面辐射能量，其包括但不限于：面曝光式的能量辐射装置、或扫描辐射式的能量辐射装置等。利用所辐射的能量容器底面的材料将被选择性固化，其固化后的固化层被附着在所述构件平台上。为了逐层累积以得到三维物体，所述Z轴驱动机构13带动构件平台12将固化层从容器底面剥离以及提供新固化层层高间隔以使构件平台上累积附着各层固化层。所述控制装置15分别连接能量辐射系统14和Z轴驱动机构13，控制二者协调工作以实现三维物体的逐层制造。所述控制装置15通常为包含有处理器的电子设备，其包括但不限于：计算机设备、工控机、基于嵌入式操作系统的电子设备等。

所述控制系统中包括拍摄装置，如图所示，在底曝光的设备中拍摄装置被配置在容器的底部以获取打印基准面的图像。所述控制系统中的分析装置例如为配置在控制装置中的软件模块，又或为配置于与控制装置通信连接的电子设备中，所述分析装置从所述当前固化层图像中确定目标对象，以及从所述当前固化层图像对应的切片图像中确定参照对象，并基于预设的匹配规则确定所述参照对象与目标对象的匹配结果。

所述分析装置可将匹配结果传输至控制装置，以使得控制装置控制能量辐射系统14和Z轴驱动机构13以实现对打印进程的控制。

请参阅图13，其显示为本申请的顶面曝光的3D打印设备在一实施例中的结构示意图。所述3D打印设备包含容器31、能量辐射系统34、Z轴驱动机构33和刮刀装置36、以及如本申请第四方面所述的控制系统。与底面曝光的3D打印设备不同的是，能量辐射系统31位于容器开口上方且面向容器内的材料表面(即打印基准面)辐射能量，其包括但不限于：面曝光式的能量辐射装置、或扫描辐射式的能量辐射装置等。利用所辐射的能量容器底面的材料将被选择性固化，其固化后的固化层被附着在所述构件平台上。为了逐层累积以得到三维物体，所述Z轴驱动机构33带动构件平台32向下移动一层高距离，使得容器31内盛放的材料覆盖到所固化的固化层上。所述刮刀装置36自容器一侧移动至另一侧以将容器31内材料表面抚平。所述控制装置35分别连接能量辐射系统34、Z轴驱动机构33和刮刀装置36，控制三者协调工作以实现三维物体的逐层制造。所述控制装置35通常为包含有处理器的电子设备，其包括但不限于：计算机设备、工控机、基于嵌入式操作系统的电子设备等。

以基于顶面曝光的3D打印设备为例，其在执行能量辐射和抚平等操作时易导致所制造的三维物体出现残缺的问题，因此，在一些3D打印设备中设置传感装置用来检测3D打印设备在这些操作过程中所出现的异常。然而，为设置传感装置不仅需要对3D打印设备进行改造，而且一种传感装置通常仅能为3D打印设备提供一种检测。例如，借助安装在能量辐射系统的光强度传感器检测能量辐射系统所输出的能量异常等。

在此，本申请提供的打印设备中配置有如本申请第四方面提供的任一实施方式所述的控制系统，即可实现对打印过程中出现的异常的监控以控制打印作业。所述控制系统中的分析装置42连接拍摄装置41，所述分析装置42例如为配置在控制装置35中的软件模块，又或为配置于与控制装置35通信连接的电子设备中，所述分析装置42从所述当前固化层图像中确定目标对象，以及从所述当前固化层图像对应的切片图像中确定参照对象，并基于预设的匹配规则确定所述参照对象与目标对象的匹配结果。所述分析装置42可将匹配结果传输至控制装置35，以使得控制装置35控制能量辐射系统34和Z轴驱动机构33以实现对打印进程的控制。

本申请在第六方面还提供了一种计算机装置，请参阅图14，显示为本申请的计算机装置在一实施例中的简化示意图。

如图所示，所述计算机装置包括存储装置71及处理装置72，所述存储装置71用于存储至少一个程序，所述处理装置72与所述存储装置71连接，用于运行所述至少一个程序时以执行并实现本申请第一方面提供的任一实施方式所述的3D打印的控制方法。

在实施例中，所述存储装置71可包括高速随机存取存储器，并且还可包括非易失性存储器，例如一个或多个磁盘存储设备、闪存设备或其他非易失性固态存储设备。在某些实施例中，存储装置71还可以包括远离一个或多个处理器的存储器，例如经由RF电路或外部端口以及通信网络访问的网络附加存储器，其中所述通信网络可以是因特网、一个或多个内部网、局域网、广域网、存储局域网等，或其适当组合。存储装置71控制器可控制设备的诸如CPU和外设接口之类的其他组件对存储器的访问。

在实施例中，所述处理装置72可操作地与存储装置71和/或非易失性存储设备耦接。更具体地，处理装置72可执行在存储装置71和/或非易失性存储设备中存储的指令以在计算设备中执行操作，诸如生成图像数据和/或将图像数据传输到电子显示器。如此，处理装置72可包括一个或多个通用微处理器、一个或多个专用处理器、一个或多个现场可编程逻辑阵列、或它们的任何组合。

在一些实施例中，所述处理装置72包括集成电路芯片，具有信号处理能力；或包括通用处理器，所述通用处理器可以是微处理器或者任何常规处理器等，例如中央处理器。例如，可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、分立门或晶体管逻辑器件、分立硬件组件，可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图，例如，基于所述存储装置71中存储的至少一个程序，运行所述至少一个程序时以执行并实现本申请第一方面提供的任一实施方式所述的3D打印的控制方法。

在某些实施例中，所述计算机装置还包括显示器，所述显示器的功能是通过电子设备中的图形模块及显示其控制器实现的，所述图形模块包括用于在触摸屏上呈现和显示图形的各种已知软件组件。注意术语“图形”包括可以显示给用户的任何对象，包括但不局限于文本、网页、图标(例如包括软按键在内的用户界面对象)、数字图像、视频、动画等等。显示屏例如为触摸屏，在设备与用户之间同时提供输出接口和输入接口。触摸屏控制器接收/发送来自/去往触摸屏的电信号。该触摸屏则向用户显示可视输出。这个可视输出可以包括文本、图形、视频及其任意组合。

本申请在第七方面还提供了一种计算机可读写存储介质，存储有至少一程序，所述至少一程序被执行时实现本申请第一方面提供的任一实施方式所述的3D打印的控制方法。

本申请第一方面提供的3D打印的控制方法的功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。

于本申请提供的实施例中，所述计算机可读写存储介质可以包括只读存储器、随机存取存储器、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储装置、磁盘存储装置或其它磁存储设备、闪存、U盘、移动硬盘、或者能够用于存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机进行存取的任何其它介质。另外，任何连接都可以适当地称为计算机可读介质。例如，如果指令是使用同轴电缆、光纤光缆、双绞线、数字订户线(DSL)或者诸如红外线、无线电和微波之类的无线技术，从网站、服务器或其它远程源发送的，则所述同轴电缆、光纤光缆、双绞线、DSL或者诸如红外线、无线电和微波之类的无线技术包括在所述介质的定义中。然而，应当理解的是，计算机可读写存储介质和数据存储介质不包括连接、载波、信号或者其它暂时性介质，而是旨在针对于非暂时性、有形的存储介质。如申请中所使用的磁盘和光盘包括压缩光盘(CD)、激光光盘、光盘、数字多功能光盘(DVD)、软盘和蓝光光盘，其中，磁盘通常磁性地复制数据，而光盘则用激光来光学地复制数据。

在一个或多个示例性方面，本申请所述方法的计算机程序所描述的功能可以用硬件、软件、固件或其任意组合的方式来实现。当用软件实现时，可以将这些功能作为一个或多个指令或代码存储或传送到计算机可读介质上。本申请所公开的方法或算法的步骤可以用处理器可执行软件模块来体现，其中处理器可执行软件模块可以位于有形、非临时性计算机可读写存储介质上。有形、非临时性计算机可读写存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质。

本申请上述的附图中的流程图和框图，图示了按照本申请各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。基于此，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这根据所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以通过执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以通过专用硬件与计算机指令的组合来实现。

上述实施例仅例示性说明本申请的原理及其功效，而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本申请的权利要求所涵盖。

Claims (28)

1.一种3D打印的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取实际打印构件的当前固化层图像以及对应所述当前固化层图像的切片图像；其中，所述切片图像包括一个或多个切片轮廓；

从所述当前固化层图像中确定目标对象，以及从所述切片图像中确定参照对象；其中，所述目标对象是对所述当前固化层图像中的一个或多个固化轮廓进行处理获得的，所述参照对象是对所述切片图像包括的一个或多个切片轮廓进行处理获得的；所述从所述当前固化层图像中确定目标对象的方式包括：获取一实际打印环境中的打印背景图像并基于所述打印背景图像对所述当前固化层图像进行背景矫正以获得打印构件轮廓图像，在所述打印构件轮廓图像中确定目标对象；所述打印背景图像包括固化开始前拍摄的成型室内的影像；

基于预设的匹配规则确定所述参照对象与目标对象的匹配结果；

基于所述匹配结果控制3D打印作业。

2.根据权利要求1所述的3D打印的控制方法，其特征在于，对所述一个或多个固化轮廓进行处理包括：对一个或多个固化轮廓进行判断并基于判断结果确定对固化轮廓的删减操作；对一个或多个切片轮廓进行处理包括：对一个或多个切片轮廓进行判断并基于判断结果确定对切片轮廓的删减操作。

3.根据权利要求2所述的3D打印的控制方法，其特征在于，确定所述目标对象的方式包括以下步骤：

在所述当前固化层图像中确定打印构件轮廓包括的一个或多个固化轮廓；

确定每一所述固化轮廓的形态是否符合预设规范；

删除确定为不符合所述预设规范的固化轮廓，保留确定为符合所述预设规范的固化轮廓以获得目标对象。

4.根据权利要求2所述的3D打印的控制方法，其特征在于，确定所述参照对象的方式包括以下步骤：

确定所述切片图像中的每一所述切片轮廓的形态是否符合预设规范；

删除确定为不符合所述预设规范的切片轮廓，保留确定为符合所述预设规范的切片轮廓以获得参照对象。

5.根据权利要求3或4所述的3D打印的控制方法，其特征在于，所述预设规范是通过轮廓尺寸、轮廓面积、轮廓几何形状、轮廓长宽比以及轮廓周长面积比中的至少一者确定的。

6.根据权利要求2所述的3D打印的控制方法，其特征在于，基于预设的比较规则确定所述参照对象与目标对象的匹配结果的方式包括以下步骤：

在所述参照对象中确定一切片轮廓为参照轮廓；

在所述目标对象中查找与参照轮廓的偏差小于预设阈值的固化轮廓，将查找到的固化轮廓确定为与参照轮廓相匹配的目标轮廓，或在未查找到固化轮廓时确定所述参照轮廓存在打印错误。

7.根据权利要求6所述的3D打印的控制方法，其特征在于，还包括将查找到的固化轮廓从所述目标对象中删除的步骤，以在更新后的目标对象中查找与下一参照轮廓的偏差小于预设阈值的固化轮廓。

8.根据权利要求6所述的3D打印的控制方法，其特征在于，在所述目标对象中查找与参照轮廓的偏差小于预设阈值的固化轮廓的方式包括以下步骤：

将所述参照轮廓表征为一参照坐标点列表，在所述目标对象中查找令所述参照坐标点列表中的每一坐标点至固化轮廓的距离均小于预设阈值的固化轮廓；或

将所述目标对象中每一固化轮廓表征为一目标坐标点列表，在所述目标对象中查找目标坐标点列表中每一坐标点至参照轮廓的距离均小于预设阈值的固化轮廓。

9.根据权利要求6所述的3D打印的控制方法，其特征在于，基于所述匹配结果控制3D打印作业的方式包括以下任一种：

当所述参照对象中每一切片轮廓在目标对象中存在匹配的固化轮廓，继续下一固化层打印；或

当所述参照对象中存在一个或多个切片轮廓被认定为存在打印错误时，生成打印干预指令。

10.根据权利要求9所述的3D打印的控制方法，其特征在于，所述打印干预指令用于触发提示装置、对下一固化层停止打印、或对存在打印错误的打印构件停止打印。

11.根据权利要求9所述的3D打印的控制方法，其特征在于，还包括记录所述匹配结果，以及匹配结果对应的切片图像、当前固化层图像、参照对象、以及目标对象中的至少一者的步骤。

12.根据权利要求1所述的3D打印的控制方法，其特征在于，获取所述打印背景图像的步骤包括：

确定打印设备中构件平台与拍摄装置之间的距离以令拍摄装置获取的成型室内的影像中所述构件平台呈模糊状态。

13.根据权利要求12所述的3D打印的控制方法，其特征在于，确定所述构件平台与拍摄装置之间的距离的方式包括以下至少一种：

当确定打印材料的透明度在预设阈值以上时，将所述构件平台调整至拍摄装置的景深之外；或

当确定打印材料的透明度小于预设阈值时，调整所述构件平台至打印基准面的距离以令拍摄装置获取的成型室内的影像中所述构件平台呈模糊状态。

14.根据权利要求1所述的3D打印的控制方法，其特征在于，基于所述打印背景图像对所述当前固化层图像进行背景矫正的方式包括以下任一种：

将所述当前固化层图像在各像素点处的灰度值减去所述打印背景图像在各像素点处的灰度值；或

将所述当前固化层图像在各像素点处的RGB值减去所述打印背景图像在各像素点处的RGB值。

15.根据权利要求1所述的3D打印的控制方法，其特征在于，所述当前固化层图像的获取方式包括：

在当前固化层贴近或位于成型室中的打印基准面时，拍摄一张所述成型室内的影像以确定当前固化层图像；或

在当前固化层贴近或位于成型室中的打印基准面时，拍摄多张所述成型室内的影像并对多张影像进行平均法降噪获得当前固化层图像。

16.根据权利要求1所述的3D打印的控制方法，其特征在于，所述打印背景图像的获取方式包括：

在固化开始前拍摄一张所述成型室内的影像以确定打印背景图像；或

在固化开始前拍摄多张所述成型室内的影像并对多张影像进行平均法降噪以获得打印背景图像。

17.根据权利要求1所述的3D打印的控制方法，其特征在于，对所述当前固化层图像去噪处理的方式包括：对所述当前固化层图像进行滤波、二值化、以及腐蚀中的至少一种处理以提高当前固化层图像中的打印构件轮廓清晰度。

18.根据权利要求1所述的3D打印的控制方法，其特征在于，还包括对所述当前固化层图像或所述切片图像进行透视变换处理的步骤，以获得以同一坐标系表征的目标对象与参照对象。

19.根据权利要求18所述的3D打印的控制方法，其特征在于，所述同一坐标系为打印设备中能量辐射系统的投射坐标系或拍摄装置的光学坐标系，通过确定当前固化层图像与所述切片图像的映射关系以对当前固化层图像或切片图像进行透视变换处理，确定所述映射关系的方式包括以下步骤：

在打印基准面上投射多个标定点，以及记录多个标定点在能量辐射系统的投射坐标系中的投射坐标；

令拍摄装置获取打印基准面的影像以确定多个标定点在拍摄装置的光学坐标系中的影像坐标；

基于所述投射坐标与影像坐标计算确定所述当前固化层图像与所述切片图像的映射关系。

20.根据权利要求19所述的3D打印的控制方法，其特征在于，确定在打印基准面上投射的多个标定点位置的方式包括以下至少一种：

基于标定点位置与所述能量辐射系统投射的标定点图像精度的关系确定在打印基准面上投射的多个标定点位置；

基于标定点位置与映射关系的计算精度的关系确定在打印基准面上投射的多个标定点位置。

21.根据权利要求1或18所述的3D打印的控制方法，其特征在于，还包括确定所述当前固化层图像的ROI区域的步骤，以在当前固化层图像的ROI区域中确定所述目标对象。

22.一种3D打印的控制系统，其特征在于，包括：

接收单元，获取实际打印构件的当前固化层图像以及对应所述当前固化层图像的切片图像；其中，所述切片图像包括一个或多个切片轮廓；

分析单元，从所述当前固化层图像中确定目标对象，以及从所述切片图像中确定参照对象；其中，所述目标对象是对所述当前固化层图像中一个或多个固化轮廓进行处理获得的，所述参照对象是对所述切片图像包括的一个或多个切片轮廓进行处理获得的；所述从所述当前固化层图像中确定目标对象的方式包括：获取一实际打印环境中的打印背景图像并基于所述打印背景图像对所述当前固化层图像进行背景矫正以获得打印构件轮廓图像，在所述打印构件轮廓图像中确定目标对象；所述打印背景图像包括固化开始前拍摄的成型室内的影像；

比较单元，基于预设的匹配规则确定所述参照对象与目标对象的匹配结果；

输出单元，将所述比较单元确定的匹配结果输出以令打印设备基于所述匹配结果控制3D打印作业。

23.一种3D打印的控制系统，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取如权利要求1～21中任一项所述的实际打印构件的当前固化层图像以及对应所述当前固化层图像的切片图像；

处理模块，用于从所述当前固化层图像中确定目标对象，以及从所述切片图像中确定参照对象；其中，所述目标对象是对所述当前固化层图像中一个或多个固化轮廓进行处理获得的，所述参照对象是对所述切片图像包括的一个或多个切片轮廓进行处理获得的；以及基于预设的匹配规则确定所述参照对象与目标对象的匹配结果；其中，所述从所述当前固化层图像中确定目标对象的方式包括：获取一实际打印环境中的打印背景图像并基于所述打印背景图像对所述当前固化层图像进行背景矫正以获得打印构件轮廓图像，在所述打印构件轮廓图像中确定目标对象；所述打印背景图像包括固化开始前拍摄的成型室内的影像；

接口模块，用于将依据所述匹配结果生成的控制指令传输至Z轴驱动机构和能量辐射系统。

24.一种控制系统，用于3D打印设备，该3D打印设备包括：成型室、能量辐射系统和构件平台，所述构件平台累积附着经所述能量辐射系统选择性固化的固化层，其特征在于，所述控制系统包括：

拍摄装置，用于拍摄所述成型室内的影像获取实际打印构件的当前固化层图像；

分析装置，与所述拍摄装置相连，用于从所述当前固化层图像中确定目标对象，以及从所述当前固化层图像对应的切片图像中确定参照对象，并基于预设的匹配规则确定所述参照对象与目标对象的匹配结果；其中，所述目标对象是对所述当前固化层图像中一个或多个固化轮廓进行处理获得的，所述参照对象是对所述切片图像包括的一个或多个切片轮廓进行处理获得的；其中，所述从所述当前固化层图像中确定目标对象的方式包括：获取一实际打印环境中的打印背景图像并基于所述打印背景图像对所述当前固化层图像进行背景矫正以获得打印构件轮廓图像，在所述打印构件轮廓图像中确定目标对象；所述打印背景图像包括固化开始前拍摄的成型室内的影像。

25.根据权利要求24所述的控制系统，其特征在于，还包括：光环境提供装置，用于在所述拍摄装置拍摄成型室内的影像期间提供稳定光环境。

26.一种3D打印设备，其特征在于，包括：

容器，用于盛放待成型的材料；

能量辐射系统，用于根据所接收的切片图像的数据选择性固化材料以形成固化层；

构件平台，位于所述容器中，用于累积附着所述固化层；

Z轴驱动机构，与所述构件平台相连，用于调整所述构件平台至打印基准面的距离；如权利要求24～25任一项所述的控制系统，用于确定当前固化层图像中的目标对象与切片图像中的参照对象的匹配结果；

控制装置，用于基于所述匹配结果控制所述Z轴驱动机构与能量辐射系统。

27.一种计算机装置，其特征在于，包括：

存储装置，用于存储至少一个程序；

处理装置，与所述存储装置相连，用于运行所述至少一个程序以执行并实现如权利要求1～21中任一所述的3D打印的控制方法。

28.一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储有至少一程序，所述至少一程序在被处理器执行时实现如权利要求1～21中任一所述的3D打印的控制方法。

Images