文档介绍：摘要
随着激光器的发展，激光打标技术在激光加工的领域中应用越来越广泛，比
如电子工业、汽车工业、五金、日常用品、标签技术、航空工业、仪器仪表以及
广告标牌等行业。它具有传统方法（腐蚀加工、电火花加工、机械刻化加工、印
刷等）难以比拟的优点，其优点在于打标效率高、精度高、质量高、热影响区小、
无污染等，因此激光打标系统值得深入分析和研究。
目前，激光打标的主要对象分为图像和文字，而文字可以通过其它方式转化
保存为图像，因此本文主要针对以图像作为激光打标对象存在的问题进行研究。
图像主要分为位图和矢量图，位图虽然内容丰富，应用广泛，但是占用空间
大、打标效率低，失真大；矢量图虽然占用的空间小，失真小、效率高，但是矢
量图大都依靠 AutoCAD 等软件绘制成，生成的图形简单，绘制时间长，较复杂的
图形，要用某些软件进行轮廓勾画，过程很繁琐。
针对以上的问题，本文研究了一种位图转化为矢量图的算法流程，该流程主
要分为两大部分：，图像预处理包含彩色灰度化处理、灰度变换
处理、滤波处理、二值化处理；，图像特征处理包含图像边缘
提取、边缘细化处理、边缘矢量化处理。第一部分的目的是为图像轮廓边缘提取
和矢量化处理提供一个较好的初始化环境；第二部分的目的是提取完整的图像轮
廓边缘，细化边缘宽度为一个像素，而后进行边缘的矢量化处理，获取图像轮廓
边缘的坐标，进而能控制激光打标系统的激光器运动轨迹。
鉴于目前激光打标控制的方式的优缺点，本文提出了工控机+运动控制卡控制
方式构架本系统的硬件平台。运动控制卡采用了乐创自动化有限公司开发的高性
能的多轴运动控制卡 MPC07，其应用在系统中的主要功能分为两轴步进电机控制
和激光器控制。由于该运动控制卡配备了功能强大、内容丰富的 Windows 驱动程
序、DLL 函数库，本文利用这些函数库进行系统二次开发，大大缩短了打标系统
开发的时间。
本论文的重点放在位图转为化矢量图的处理算法的研究，研究其流程算法中
的各种处理方法的优缺点，根据不同图像特征去选择合适的图像处理算法。为了
能自适应提取各种图像完整边缘，本文还针对传统边缘检测 Canny 算子进行一些
的改进和完善。不同特征的图像使用的图像处理算法不同，因此流程中所包含的
步骤的处理算法很多，其算法的适合性根据其处理的图像效果进行判断。
为了验证该算法流程的可行性，本文采用面向对象的思想把位图转化为矢量
图流程的各种图像处理算法集成于各个模块中，运用 UML 建模设计方法实现整个
系统的建模，利用 Visual C++ 实现各种图像处理的算法的代码编写和整个系统
集成，为激光打标系统提供友好的人机界面。

关键词：激光打标，图像处理，多轴运动控制器，UML 建模
ABSTRACT
With the development of lasers technology, laser marking technology is widely
applied in the field of laser processing, such as electronics industry, auto industry,
hardware, labeling technology, aviation industry, instrumentation and advertising signs,
etc. Compared with traditional methods (corrosion process, EDM, print, etc), it has the
advantages of high efficiency, high-precision, high quality, small heat-affected zone, no
pollution, etc. Consequently it is meaningful to research and study the laser marking
system.
Currently, the main objects of the laser marking are image and font