一种分拣手机摄像头定位系统及其定位算法的制作方法

本发明涉及一种定位系统，具体为一种分拣手机摄像头定位系统及其定位算法，属于手机摄像头生产应用技术领域。

背景技术：

在当前竞争激烈的市场发展中,手机的市场需求就像一块巨大的蛋糕,等着各大通信厂商去瓜分了。但是由于市场每年的需求是一定的，而各厂商为了争夺尽可能多的市场份额，使出浑身解数推出各式各样的手机以吸引消费者，这就决定了每一款手机生命周期必然非常的短，手机的市场不允许一款手机有长的生命周期，如果一个厂商不能及时迅速的推出新款机型，它的市场份额会迅速的降低。为了满足市场对于各种手机款式的需求，必须充分利用己有的生产厂房及设备快速实现多款手机的柔性制造、降低生产设备的投资，节省生产成本，成为保持公司在手机市场中的竞争地位与生存发展的一个重要战略。

手机加工生产过程中，手机摄像头的分拣就是一个繁琐而又不可缺少的环节，但是目前手机摄像头的分拣基本上是靠人工手动的分拣，劳动效率低下且成本高，有些厂商也设计出来一些分拣的机械系统，但是对于摄像头的定位和精确分拣还存在定位不准、抓取不精确，还没有反馈调节部分对于整个系统的运行来说是极为不利的。因此，针对上述问题提出一种分拣手机摄像头系统及其自动识别跟踪定位算法。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决上述问题而提供一种分拣手机摄像头定位系统及其定位算法。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的，一种分拣手机摄像头定位系统，包括触发系统、视觉定位系统、机械臂系统、编码定位系统、照明系统、采样相机、计算机、传送带；所述的触发系统设置在传送带的入料处，视觉定位系统设置在传送带前端，机械臂系统设置在传送带的中部，照明系统设置在传送带的侧面，编码定位系统和采样相机分别设置在传送带的末端两侧，所述的触发系统、视觉定位系统、机械臂系统、编码定位系统、照明系统、采样相机均与计算机相连。

优选的，所述的触发系统为激光器。

优选的，所述的视觉定位系统为双目相机。

优选的，所述的机械臂系统由机械手和镜头组成。

优选的，所述的照明系统包含面照明装置和位置照明装置。

优选的，所述的面照明装置的数量为至少两个。

优选的，所述的位置照明装置固定在机械臂系统上。

优选的，所述的采样相机和编码定位系统构成了反馈调节部分。

本发明还公开了一种分拣手机摄像头定位系统的定位算法，视觉定位系统采用双目相机，提取图像中的目标点P，设双目相机左右图像的坐标分别为P_L(x_L,y_L)和P_R(x_R,y_R)，与此同时设点P在空间中的坐标为P(X_C,Y_C,Z_C)，根据双目的成像原理，可以知道y_L＝y_R，由三角形相似原理可以得到公式(1)：

把视差记为d，并令d＝x_L-x_R，由此得出点的三维坐标是：

本发明的有益效果是：

本发明采用双目相机进行定位，定位准确，而且精确度高；本发明设置有触发系统，当触发系统扫描到传送带上的摄像头后，将信号传递给计算机，计算机发出指令，使其他各系统同时打开，从而能够保证系统的扫描速度，提高工作效率；本发明中的采样相机会对分选成功的摄像头进行连续采样，并与编码器一起对传送带进行修正调节，这样能够减少整个系统的失误率，提高工作效率。另外，本发明中的定位算法更突出其定位速度和误差，能够进一步确保本发明定位的准确性。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2是本发明系统的流程框图；

图3是本发明视觉定位系统功能算法框图；

图4是本发明视觉定位的算法流程框图；

图5是本发明机械臂系统定位算法流程框图；

图6是本发明编码控制系统反馈框图。

图中：1—触发系统；2—视觉定位系统；3—机械臂系统；4—编码定位系统；5—照明系统；501—面照明装置；502—位置照明装置；6—采样相机；7—计算机；8—传送带。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-6所示，本发明通过以下技术方案来实现上述目的，一种分拣手机摄像头定位系统，包括触发系统1、视觉定位系统2、机械臂系统3、编码定位系统4、照明系统5、采样相机6、计算机7、传送带8；所述的触发系统1设置在传送带8的入料处，视觉定位系统2设置在传送带8前端，机械臂系统3设置在传送带8的中部，照明系统5设置在传送带8的侧面，编码定位系统4和采样相机6分别设置在传送带8的末端两侧，所述的触发系统1、视觉定位系统2、机械臂系统3、编码定位系统4、照明系统5、采样相机6均与计算机7相连。

作为本发明一种优选方案，所述的触发系统1为激光器。

作为本发明一种优选方案，所述的视觉定位系统2为双目相机。采用双目相机对摄像头进行初始定位，能够使定位更加准确，同时还能够获得清晰、无反光、高深度信息的图像。

作为本发明一种优选方案，所述的机械臂系统3由机械手、镜头组成。机械臂系统的特殊结构能够更加精确地对手机摄像头位置进行再次定位，在之前初始化的基础上进一步提高整个系统的操作性，准确性和智能性，镜头对运动着的摄像头进行连续的序列采集，能够更准确的获取手机摄像头的精确位置信息和高精度的深度信息并加以保存，然后通过机械手对手机摄像头进行快速分拣。

作为本发明一种优选方案，所述的照明系统5包含面照明装置501和位置照明装置502。面照明装置501能够对传送带整个工作面进行照明，位置照明装置502是针对手机摄像头的专用光源，随着镜头对手机摄像头跟踪定位，可实现指定照明功能，使系统更加优化，达到最好效果。

作为本发明一种优选方案，所述的面照明装置的数量为至少两个。

作为本发明一种优选方案，所述的位置照明装置固定在机械臂系统3上。

作为本发明一种优选方案，所述的采样相机6和编码定位系统4构成了反馈调节部分。该部分能够对未成功分拣的手机摄像头进行连续采集图像，通过接编码系统，进行不断地修正调节传送带的运行速度，使视觉定位系统和机械臂系统更好地对手机摄像头位置进行高识别定位，从而降低整个设备的误差，达到快速、准确分选的目的。

本发明中视觉定位的算法为，视觉定位系统2采用双目相机，提取图像中的目标点P，设双目相机左右图像的坐标分别为P_L(x_L,y_L)和P_R(x_R,y_R)，与此同时设点P在空间中的坐标为P(X_C,Y_C,Z_C)，根据双目的成像原理，可以知道y_L＝y_R，由三角形相似原理可以得到公式(1)：

把视差记为d，并令d＝x_L-x_R，由此得出点的三维坐标是：

通过双目相机得到该目标点分别在两个镜头下的图像坐标系坐标，就可以求出目标点的三维坐标。

另外，本发明中所述的编码定位系统4的定位算法采用的是PID控制算法，通过收到来自系统数据作为给定，与反馈部分给出的反馈信号进行比较，通过PID算法控制，计算输出电压信号或者电流信号来控制变频器，从而控制电机的转速，使速度达到给定参考值。

本发明在使用时，针对当前智能手机制造的发展需求，基于串联机器人，机器视觉等先进技术，构建了面向智能手机摄像头分拣的高速机器人系统；研究了传送带上运动摄像头零件的机器视觉定位算法，设计了运动零件分拣与定位的机器视觉硬件系统；基于专业的图像处理软件及机器视觉库的使用，研发了自动分拣机器视觉软件系统，以提高智能手机生产效率，保证零件的可用性，降低劳动强度；其中视觉定位系统的定位算法对手机摄像头进行模式统计，实现识别跟踪定位分拣技术，具有高速、精准、智能一体化等特点；搭建系统平台，将触发系统、视觉定位系统、照明系统、采样相机和编码定位系统调整至最佳状态加以固定；将照明系统中的位置照明装置固定在机械臂系统上，使本发明在初始定位精度上进一步精确，能够大大降低分拣的误差。

工作时，将手机摄像头放置在传送带上，放置时，应注意手机摄像头不要叠压；当手机摄像头运动到触发系统位置时，触发系统将信号传递给计算机，计算机下发指令，同时触发启动视觉定位系统、机械臂系统、采样相机、编码控制系统和照明系统；视觉定位系统，采集传送带上的手机摄像头进行识别、匹配、定位，并将得到的特征信息传送给机械臂系统，让机械臂系统开始执行动作，机械臂系统中的镜头对传送过来的手机摄像头进行二次定位识别和定位跟踪，获取并保存深度信息后开始分拣；未分拣成功的手机摄像头会通过采样相机连续采样，并与编码控制系统一起对传送带进行调节修正，完成整个系统的反馈，进而可以达到精确地手机摄像头分拣工作。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。