本发明专利技术涉及一种机器视觉对准方法，主要包括如下步骤：固定第一相机和第二相机；确定坐标转换关系；选定至少一个第一特征点和至少两个第二特征点，并分别指定所述第一特征点和第二特征点的目标物理位置坐标；采集待对准对象的粗对准标记点的图像；计算第一特征点的当前物理位置坐标与第一特征点的目标物理位置坐标之间的坐标偏差；对待对准对象进行粗对准；采集待对准对象的精对准标记点的图像；根据精对准标记点的图像，计算第二特征点的当前物理位置坐标与第二特征点的目标物理位置坐标之间的坐标偏差；对待对准对象进行精对准。同时，还提供了一种机器视觉对准装置，上述机器视觉对准方法及装置成本较低，实时性较好。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种机器视觉对准方法，主要包括如下步骤：固定第一相机和第二相机；确定坐标转换关系；选定至少一个第一特征点和至少两个第二特征点，并分别指定所述第一特征点和第二特征点的目标物理位置坐标；采集待对准对象的粗对准标记点的图像；计算第一特征点的当前物理位置坐标与第一特征点的目标物理位置坐标之间的坐标偏差；对待对准对象进行粗对准；采集待对准对象的精对准标记点的图像；根据精对准标记点的图像，计算第二特征点的当前物理位置坐标与第二特征点的目标物理位置坐标之间的坐标偏差；对待对准对象进行精对准。同时，还提供了一种机器视觉对准装置，上述机器视觉对准方法及装置成本较低，实时性较好。【专利说明】机器视觉对准方法及其装置
本专利技术涉及工业器件定位领域，特别是涉及一种机器视觉对准方法及其装置。
技术介绍
目前，机器视觉对准系统已广泛运用于自动化生产装备、机器人、医疗检测器件和军事武装之上。产业上视觉对准系统精度一般能达到2?5 μ m，并且对对准精度的要求还在不断提高，预计下一代的视觉对准系统的精度能达到I ym，甚至达到Iym以下。这种微米级的对准定位精度，如果单靠人工方式很难实现，生产效率上更无法保证。尤其在自动化生产装备上，对准工作常常具有重复性，人工对准方式无疑会远远加大企业的生产成本和管理成本，且生产精度很难保证。将视觉系统配以运动控制装置而产生的机器视觉对准系统，能够很好代替工人进行生产。随着相机分辨率或其它硬件性能的不断提高，以及人们在图像处理算法上的不断改进，能够不断地满足产业上对视觉对准系统提出的新的要求。以往人们对视觉对准系统的改进，要么是从硬件上采用高分辨率的相机或采用其它高性能硬件，要么就是从图像处理算法进行改进。然而，单一地从硬件上去改进对准方法，会使机器视觉对准系统成本大大增加。同时，对于有些装备，如芯片封装、平板封装装备，其对准精度更是要达到I微米左右或以下，现有相机的分辨率已经不能满足要求。而单一地从软件上去改进对准方法，则又会增加算法的复杂程度，算法过于复杂将会影响视觉对准的实时性。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种成本较低且实时性较好的机器视觉对准方法及其装置。一种机器视觉对准方法，包括如下步骤:固定第一相机和分辨率高于所述第一相机的第二相机；对所述第一相机和第二相机进行标定，确定相机坐标系与待对准对象的物理位置坐标系之间的坐标转换关系；在待对准对象上选定粗对准标记点和精对准标记点，在所述粗对准标记点上选定至少一个第一特征点，在所述精对准标记点上选定至少两个第二特征点，并分别指定所述第一特征点和第二特征点的目标物理位置坐标；利用所述第一相机采集待对准对象的粗对准标记点的图像；根据所述粗对准标记点的图像，采用区域图像分裂预处理及边缘提取算法并基于所述坐标转换关系计算出所述第一特征点的当前物理位置坐标，再计算所述第一特征点的当前物理位置坐标与所述第一特征点的目标物理位置坐标之间的坐标偏差；根据所述第一特征点的当前物理位置坐标与所述第一特征点的目标物理位置坐标之间的坐标偏差对待对准对象进行粗对准；利用所述第二相机采集待对准对象的精对准标记点的图像；根据所述精对准标记点的图像，采用区域图像分裂预处理及边缘提取算法并基于所述坐标转换关系计算出所述精对准标记点的当前物理位置坐标,再根据所述精对准标记点的当前物理位置坐标计算所述第二特征点的当前物理位置坐标与所述第二特征点的目标物理位置坐标之间的坐标偏差；根据所述第二特征点的当前物理位置坐标与所述第二特征点的目标物理位置坐标之间的坐标偏差对待对准对象进行精对准。在其中一个实施例中，所述对所述第一相机和第二相机进行标定，确定相机坐标系与待对准对象的物理位置坐标系之间的坐标转换关系的步骤包括:将标定板放置在待对准对象所在平面中，利用第一相机和第二相机分别拍摄一张标定板图像；提取标定板图像的特征点，并确定所有提取出来的特征点的图像坐标；根据标定板的物理位置确定所述特征点的物理位置坐标；根据特征点的图像坐标和特征点的物理位置坐标确定相机坐标系与待对准对象的物理位置坐标系之间的坐标转换关系。在其中一个实施例中，所述利用所述第一相机采集待对准对象的粗对准标记点的图像的步骤包括:根据设置于待对准对象上的粗对准标记点对待对准对象进行初始粗对准。在其中一个实施例中，所述利用所述第二相机采集待对准对象的精对准标记点的图像的步骤包括:根据设置于待对准对象上的精对准标记点对待对准对象进行初始精对准。在其中一个实施例中，所述精对准标记点采用非对称图形。在其中一个实施例中，所述粗对准标记点与精对准标记点分别设置于待对准对象相对的两个表面。在其中一个实施例中，所述区域图像分裂预处理采用四叉树图像分裂方法。另外，还有必要提供一种机器视觉对准装置，包括第一相机、分辨率高于所述第一相机的第二相机、处理器以及控制系统，所述第一相机和第二相机分别连接于所述处理器，所述处理器连接于所述控制系统；所述第一相机用于采集待对准对象的粗对准标记点的图像，所述第二相机用于采集待对准对象的精对准标记点的图像，所述处理器用于根据所述粗对准标记点的图像基于预定的坐标转换关系计算出第一特征点的当前物理位置坐标与所述第一特征点的目标物理位置坐标之间的坐标偏差，所述处理器还用于根据所述精对准标记点的图像基于预定的坐标转换关系计算出所述第二特征点的当前物理位置坐标与所述第二特征点的目标物理位置坐标之间的坐标偏差，所述控制系统用于对放置待对准对象的平台进行移动实现粗对准和精对准。在其中一个实施例中，所述机器视觉对准装置还包括初始对准系统，所述初始对准系统连接于所述控制系统，用于根据设置于待对准对象上的粗对准标记点和精对准标记点对待对准对象分别进行初始粗对准和初始精对准。在其中一个实施例中，所述粗对准标记点为十字形或圆形等简单图形，所述精对准标记点为非对称图形，且所述粗对准标记点与精对准标记点分别设置于待对准对象相对的两个表面。上述机器视觉对准方法采用一高一低两种分辨率的相机进行图像采集，相比于目前使用两台高分辨率的相机可以降低成本，同时还可以有效地降低后续图像处理的数据量，并且后续采用区域图像分裂预处理以及边缘提取算法对待对准对象进行粗对准和精对准，能够简化需要处理的数据量，有效地提高了实时性。另外，根据上述机器视觉对准方法还提供了一种机器视觉对准装置，该装置具有成本较低且实时性较好的优点。【专利附图】【附图说明】图1为一个实施例的机器视觉对准方法的流程图；图2为一个实施例的对所述第一相机和第二相机进行标定，确定相机坐标系与待对准对象的物理位置坐标系之间的坐标转换关系的流程图；图3为一个实施例的采用四叉树图像分裂方法简化数据量的示意图；图4为一个实施例的机器视觉对准装置的结构示意图；图5为一个实施例的对板材位置进行对准的操作流程图。【具体实施方式】为了解决目前机器视觉对准方法及其装置成本较高且实时性较差的问题，本实施方式提供了一种机器视觉对准方法及其装置。下面结合具体的实施例，对机器视觉对准方法及其装置进行具体的描述。请参考图1，本实施方式提供的机器视觉对准方法，包括如下步骤:步骤SllO:固定第一相机和分辨率高于第一相机的第二相机。在本步骤中，将第一相机和第二相机的位置固定，这本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种机器视觉对准方法，包括如下步骤：固定第一相机和分辨率高于所述第一相机的第二相机；对所述第一相机和第二相机进行标定，确定相机坐标系与待对准对象的物理位置坐标系之间的坐标转换关系；在待对准对象上选定粗对准标记点和精对准标记点，在所述粗对准标记点上选定至少一个第一特征点，在所述精对准标记点上选定至少两个第二特征点，并分别指定所述第一特征点和第二特征点的目标物理位置坐标；利用所述第一相机采集待对准对象的粗对准标记点的图像；根据所述粗对准标记点的图像，采用区域图像分裂预处理及边缘提取算法并基于所述坐标转换关系计算出所述第一特征点的当前物理位置坐标，再计算所述第一特征点的当前物理位置坐标与所述第一特征点的目标物理位置坐标之间的坐标偏差；根据所述第一特征点的当前物理位置坐标与所述第一特征点的目标物理位置坐标之间的坐标偏差对待对准对象进行粗对准；利用所述第二相机采集待对准对象的精对准标记点的图像；根据所述精对准标记点的图像，采用区域图像分裂预处理及边缘提取算法并基于所述坐标转换关系计算出所述精对准标记点的当前物理位置坐标，再根据所述精对准标记点的当前物理位置坐标计算所述第二特征点的当前物理位置坐标与所述第二特征点的目标物理位置坐标之间的坐标偏差；根据所述第二特征点的当前物理位置坐标与所述第二特征点的目标物理位置坐标之间的坐标偏差对待对准对象进行精对准。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：熊金磊，张建华，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：
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