嵌入式视觉定位系统技术方案

本发明专利技术适用图像识别定位技术领域，提供了一种嵌入式视觉定位系统，所述系统包括控制装置、嵌入式操作系统和视觉功能模块，其中，所述控制装置用于获取被定位图像的基本信息，提供所述嵌入式操作系统的运行环境，并且与所述视觉功能模块进行通信连接；所述嵌入式操作系统用于提供所述视觉功能模块的运行环境，且与所述控制装置进行通信连接；所述视觉功能模块用于实现对被定位图像进行图像校准和视觉定位。采用本发明专利技术的技术方案，定位准确，操作方便，成本低廉，具有很好的实用性。?

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于图像识别
，尤其涉及一种嵌入式视觉定位系统。
技术介绍
图像识别定位技术是目前研究的难点和热点，目前在工业生产应用中，一般都采用功能强大的工控机进行图像识别运算，采用这种方式一是体积大，功耗高，对环境的适应性差，二是成本较高，价格昂贵
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种嵌入式视觉定位系统，旨在解决现有的视觉定位系统定位不准确、成本高的问题。本专利技术是这样实现的， 一种嵌入式视觉定位系统，所述系统包括控制装置、嵌入式操作系统和视觉功能模块，其中，所述控制装置用于获取被定位图像的基本信息，提供所述嵌入式操作系统的运行环境，并且与所述视觉功能模块进行通信连接；所述嵌入式操作系统用于提供所述视觉功能模块的运行环境，且与所述控制装置进行通信连接；所述视觉功能模块用于实现对被定位图像进行图像校准和视觉定位。较优的，所述控制装置包括主机、显示设备、输入设备、图像采集设备、其中所述主机为所述系统的运算核心和控制核心，用于解释系统指令和处理程序中的数据；所述显示设备用于显示应用程序界面和相关的处理结果；所述输入设备用于操作程序界面和输入数值，所述图像采集设备用于采集图像信息。较优的，所述显示设备为显示屏，所述图像采集设备为工业照相机，所述输入设备为电阻式触摸屏或者电容式触摸屏，所述显示设备、所述输入设备均连接所述主机，所述图像采集设备通过USB连接线与所述主机进行通信连接。较优的，所述视觉功能模块包括视觉校准模块、视觉定位模块和视觉测量模块，其中，所述视觉校准模块用于对所述系统进行像素校准和机械校准；所述视觉定位模块用于获取被定位图像的视觉定位坐标；所述视觉测量模块用于测量被所述图像采集设备采集图像的几何数值。较优的，所述视觉校准模块包括像素校准模块和机械校准模块，其中，所述像素校准模块用于校准被定位图像的像素点与实际距离之间的位置关系；所述机械校准模块用于校准机械设备与被定位图像的机械位置。较优的，所述视觉定位模块包括存储模块和数据匹配模块，其中，所述存储模块用于存储图像模板信息；所述数据匹配模块用于对确定被定位图像的定位坐标值。较优的，所述嵌入式操作系统为嵌入式Linux操作系统。本专利技术所公开的技术方案，实现了嵌入式视觉定位系统布局简单、定位准确，操作简单，且降低了生产成本。附图说明图I是本专利技术实施例所提供的嵌入式视觉定位系统的结构框 图2是本专利技术实施例所提供的视觉定位模块实现视觉定位技术的算法实现中被搜索图S (即图像模板)示意 图3是本专利技术实施例所提供的视觉定位模块实现视觉定位技术的算法实现中模板图T(即图像单元)。具体实施方式 为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术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专利技术，并不用于限定本专利技术。请参见图1，为本专利技术实施例所公开的嵌入式视觉定位系统结构框图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分。如图I所示，本专利技术所公开嵌入式视觉定位系统，包括控制装置10、嵌入式操作系统20和视觉功能模块30，其中，控制装置10用于获取被定位图像的基本信息，提供嵌入式操作系统20的运行环境，并且与视觉功能模块30进行通信连接；嵌入式操作系统20用于提供视觉功能模块30的运行环境，且与控制装置10进行通信连接；视觉功能模块30用于实现对被定位图像进行图像校准和视觉定位。由图I中可看出，控制装置10包括主机101、显示设备102、输入设备103、图像采集设备104、其中主机为整个嵌入式视觉定位系统的运算核心和控制核心，用于解释系统指令和处理程序中的数据；显示设备102用于显示应用程序界面和相关的处理结果；输入设备103用于操作程序界面和输入数值；图像采集设备104用于采集被定位的图像信息。在本实施例中，主机101为基于Cortex-AS架构的处理器芯片及相关的外围设备；显示设备102为LED显示屏或者液晶显示屏，推荐使用7寸显示屏；所图像采集设备104为工业照相机，工业照相机通过USB连接线与主机101进行通信连接，主机101也通过USB线为工业照相机供电并获取工业相机采集的图像数据。输入设备103为电阻式触摸屏或电容式触摸屏。视觉功能模块30包括视觉校准模块301、视觉定位模块302和视觉测量模块303，其中，视觉校准模块301用于对被定位图像进行像素校准和机械校准，通常，视觉校准模块301包括机械校准模块和像素校准模块。视觉定位模块302用于获取被定位图像的视觉定位坐标；视觉测量模块303用于测量被定位图像几何数值。下面对视觉测量模块303的工作原理进行阐述。系统利用图像采集设备(比如工业相机)采集图像之后，在操作界面的显示图像的区域上根据测量功能的不同会出现不同数量的测量点。移动这些测量点到操作界面中合适的位置(一般根据要测量的物体位置来放置)后，并将开始执行测量的指令传输给视觉测量模块303后，视觉测量模块303会按照以下步骤执行测量的指令 首先获取测量点在操作界面的显示图像上的位置坐标，调用相应的测量功能，计算出其在操作界面的显示图像的几何参数，之后再利用像素校准的结果，将几何参数除以像素解析度即可以得到几何参数对应的物理距离。目前提供有以下几种测量功能 线段两点间的距离。两个测量点的图像 坐标相减，得到这两点在图像上的距离Si，再除以像素解析度就可以得到这两个测量点对应的物理距离； 圆用三个坐标点计算圆的参数，如半径。获取图像上三个测量点的坐标，确保这三个测量点不在同一条直线上，然后调用求圆算法计算出圆的半径。再除以像素解析度即得到该圆半径的物理值； 弧与圆的求解类似，除返回半径外还会返回弧长。平行直线间的距离利用四个测量点，前两个点构成第一条直线，后两个点构成第二条直线，计算两直线是否平行，如果平行，则返回平行直线在图像上的距离，再除以像素解析度得到对应的物理距离； 两直线夹角用四个测量点，前两个点构成第一条直线，后两个点构成第二条直线，计算两直线的夹角。同心圆利用六个测量点，前三个点构成第一个圆(三点不共线)，后三个点构成第二个圆(三点不共线)，计算两圆心的位置，如果圆心位置一致，则计算两圆的半径之差得到同心圆的厚度，否则返回错误信息。像素校准模块进行像素校准的目的是获取图像中每个像素点与实际距离(实际距离指的是物理距离，即每个像素点代表的物理距离是多少，比如I像素=0. 01mm，在使用时一般用它的倒数，定义为像素解析度，单位是像素每毫米)之间的关系，一般是用于确定每毫米的距离上有多少个像素点；机械校准模块进行机械校准的目的是计算出工业照相机与动作点中心的距离(比如点胶动作中,动作点中心指的就是点胶头)。只有在经过像素校准和机械校准后，才能准确进行视觉定位。下面以嵌入式视觉定位系统在点胶平台的应用为例，对像素校准和机械校准的过程加以详细的说明。像素校准模块对被定位图像的像素校准过程如下启动主机，视觉校准程序会一起启动；选择“视觉校准”功能；在相机下方放置一把刻度清晰的尺子；调整相机与尺子的距离，使图像清晰；通过操作界面确定被定位图像的相邻图像单元；像素校准模块自动提取被定位图像的两个相邻图像单元的边缘线，并记录两条刻度条之间的像素点数目，从而得到像素与实际距离的关本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种嵌入式视觉定位系统，其特征在于，所述系统包括控制装置、嵌入式操作系统和视觉功能模块，其中，所述控制装置用于获取被定位图像的基本信息，提供所述嵌入式操作系统的运行环境，并且与所述视觉功能模块进行通信连接；所述嵌入式操作系统用于提供所述视觉功能模块的运行环境，且与所述控制装置进行通信连接；所述视觉功能模块用于实现对被定位图像进行图像校准和视觉定位。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈龙，
申请(专利权)人：深圳市轴心自控技术有限公司，
类型：发明
国别省市：