专利名称：产品局部对齐方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种对齐方法及系统，尤其是涉及一种产品局部对齐方法及系统。
背景技术：
在进行产品检测时，有时需对产品局部进行检测，要将该产品局部与理论对象进行对齐。现有的对齐过程的主要缺点有:在整个产品理论对象有多处与需检测局部(移动对象)相似的情况下，可能无法准确完成移动对象的对齐操作；直接根据产品理论对象中心及移动对象中心计算平移矩阵，将移动对象平移到产品理论对象中心进行粗略对齐，偏移较大，无法得到好的对齐效果；对齐速度慢。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种产品局部对齐方法，可以快速将待测产品局部与理论对象进行精确对齐。鉴于以上内容，还有必要提供一种产品局部对齐系统，可以快速将待测产品局部与理论对象进行精确对齐。所述产品局部对齐方法包括:输入步骤:输入理论对象与移动对象，所述理论对象为待测产品的标准图像或者样品扫描图像，所述移动对象为所述待测产品需检测的局部扫描图像；拟合步骤:获取构成移动对象的三角形数据，并从该三角形数据中拟合出该移动对象的特征元素；匹配步骤:将移动对象的特征元素与理论对象的特征元素进行匹配，提取移动对象的特征元素在理论对象中所匹配的特征元素；定位步骤:根据移动对象特征元素中心点的位置和在理论对象中所匹配的特征元素中心点的位置对移动对象进行初步定位；迭代步骤:利用拟牛顿迭代方法对初步定位的移动对象的位置进行精确迭代，输出移动对象的平移旋转矩阵；及更新步骤:根据所述平移旋转矩阵对初步定位的移动对象进行平移旋转，使所述初步定位的移动对象与理论对象对齐。所述产品局部对齐系统包括:输入模块，用于输入理论对象与移动对象，所述理论对象为待测产品的标准图像或者样品扫描图像，所述移动对象为所述待测产品需检测的局部扫描图像；拟合模块，用于获取构成移动对象的三角形数据，并从该三角形数据中拟合出该移动对象的特征元素；匹配模块，用于将移动对象的特征元素与理论对象的特征元素进行匹配，提取移动对象的特征元素在理论对象中所匹配的特征元素；定位模块，用于根据移动对象特征元素中心点的位置和在理论对象中所匹配的特征元素中心点的位置对移动对象进行初步定位；迭代模块，用于利用拟牛顿迭代方法对初步定位的移动对象的位置进行精迭代，输出移动对象的平移旋转矩阵；及更新模块，用于根据所述平移旋转矩阵对初步定位的移动对象进行平移旋转，使所述初步定位的移动对象与理论对象对齐。相较于现有技术，所述的产品局部对齐方法及系统，可以将移动对象(即待测产品局部)与理论对象的特征元素进行匹配，排除理论对象中其他相似的特征元素，并对所述移动对象进行较为准确的初步定位；在该初步定位的基础上，再使用拟牛顿迭代方法进行精确迭代，使所述初步定位的移动对象与理论对象对齐，则对齐速度更快，对齐效果也更加精确。
图1是本发明产品局部对齐系统较佳实施例的应用环境图。图2是本发明所对齐的移动对象及理论对象的示意图。图3是本发明产品局部对齐系统较佳实施例的功能模块图。图4A-4B是本发明中三角形数据及边界边的示意图。图5是本发明中拟合特征元素的示意图。图6是本发明中特征元素匹配的示意图。图7是本发明中最大包围盒及其中心点的示意图。图8是图2中的移动对象按照平移矩阵平移之后的示意图。图9是图8中的移动对象与理论对象对齐之后的示意图。图10是本发明产品局部对齐方法较佳实施例的流程图。图11是图10中步骤S18的具体流程图。主要元件符号说明
权利要求
1.一种产品局部对齐方法,其特征在于,该方法包括: 输入步骤:输入理论对象与移动对象，所述理论对象为待测产品的标准图像或者样品扫描图像，所述移动对象为所述待测产品需检测的局部扫描图像； 拟合步骤:获取构成移动对象的三角形数据，并从该三角形数据中拟合出该移动对象的特征元素； 匹配步骤:将移动对象的特征元素与理论对象的特征元素进行匹配，提取移动对象的特征元素在理论对象中所匹配的特征元素； 定位步骤:根据移动对象特征元素中心点的位置和在理论对象中所匹配的特征元素中心点的位置对移动对象进行初步定位； 迭代步骤:利用拟牛顿迭代方法对初步定位的移动对象的位置进行精确迭代，输出移动对象的平移旋转矩阵；及 更新步骤:根据所述平移旋转矩阵对初步定位的移动对象进行平移旋转，使所述初步定位的移动对象与理论对象对齐。
2.按权利要求1所述的产品局部对齐方法，其特征在于，所述拟合步骤具体包括: 遍历移动对象所有的三角形，提取所有只使用过一次的边，并将该只使用过一次的边所对应的点输出； 将输出的所有点拟合成特征元素；及 若拟合成的特征元素最小值小于拟合公差，则输出该特征元素。
3.按权利要求1所述的产品局部对齐方法，其特征在于，所述匹配步骤具体包括: 遍历理论对象的特征元素列表； 根据移动对象的特征元素的属性及各特征元素之间的位置关系，在理论对象特征元素列表中进行特征匹配；及 提取移动对象的特征元素在理论对象中所匹配的特征元素。
4.按权利要求1所述的产品局部对齐方法，其特征在于，所述定位步骤具体包括: 分别得到移动对象特征元素的最大包围盒及在理论对象中所匹配的特征元素的最大包围盒； 根据移动对象特征元素最大包围盒的中心点与在理论对象中所匹配的特征元素最大包围盒的中心点的位置，计算迭代初始参数，得到移动对象初始平移矩阵；及根据该初始平移矩阵对所述移动对象进行初步定位。
5.按权利要求4所述的产品局部对齐方法，其特征在于，所述迭代步骤具体包括: 获取迭代初始参数； 计算迭代函数f(x)的值； 判断计算出的迭代函数f(x)的值是否小于预先设定的最小值； 当计算出的迭代函数f(x)的值大于或等于预先设定的最小值时，计算移动对象当前位置的下降方向； 判断移动对象当前位置是否存在下降方向； 当存在下降方向时，将移动对象在所述下降方向上移动预先设定的距离D，计算移动之后的迭代函数f(x+l)的值； 当移动之后的迭代函数f(x+l) 的值小于移动之前的迭代函数f(x)的值时，继续将移动对象在所述下降方向上移动距离D，当移动之后的迭代函数f(x+l)的值大于或等于移动之前的迭代函数f(x)的值时，重新计算移动对象当前位置的下降方向；及 当计算出的迭代函数f(x)的值小于预先设定的最小值，或者移动对象当前位置不存在下降方向时，计算当前迭代参数，输出所述移动对象的平移旋转矩阵。
6.一种产品局部对齐系统,其特征在于,该系统包括: 输入模块，用于输入理论对象与移动对象，所述理论对象为待测产品的标准图像或者样品扫描图像，所述移动对象为所述待测产品需检测的局部扫描图像； 拟合模块，用于获取构成移动对象的三角形数据，并从该三角形数据中拟合出该移动对象的特征元素； 匹配模块，用于将移动对象的特征元素与理论对象的特征元素进行匹配，提取移动对象的特征元素在理论对象中所匹配的特征元素； 定位模块，用于根据移动对象特征元素中心点的位置和在理论对象中所匹配的特征元素中心点的位置对移动对象进行初步定位； 迭代模块，用于利用拟牛顿迭代方法对初步定位的移动对象的位置进行精迭代，输出移动对象的平移旋转矩阵；及 更新模块，用于根据所述平移旋转矩阵对初步定位的移动对象进行平移旋转，使所述初步定位的移动对象与理论对象对齐。
7.按权利要求6所述的产品局部对齐系统，其特征在于，所述拟合模块的拟合过程具体包括: 遍历移动对象所有的三角形，提取所有只使用过一次的边，并将该只使用过一次的边所对应的点输出； 将输出的所有点拟合成特征元素；及 若拟合成的特征元素最小值小于拟合公差，则输出该特征元素。
8.按权利要求6所述的产品局部对齐系统，其特征在于，所述匹配模块的匹配过程具体包括: 遍历理论对象的特征元素列表； 根据移动对象的特征元素的属性及各特征元素之间的位置关系，在理论对象特征元素列表中进行特征匹配 '及 提取移动对象的特征元素在理论对象中所匹配的特征元素。
9.按权利要求6所述的产品局部对齐系统，其特征在于，所述定位模块的定位过程具体包括: 分别得到移动对象特征元素的最大包围盒及在理论对象中所匹配的特征元素的最大包围盒； 根据移动对象特征元素最大包围盒的中心点与在理论对象中所匹配的特征元素最大包围盒的中心点的位置，计算迭代初始参数，得到移动对象初始平移矩阵 '及根据该初始平移矩阵对所述移动对象进行初步定位。
10.按权利要求9所述的产品局部对齐系统，其特征在于，所述迭代模块的迭代过程具体包括: 获取迭代初始参数；计算迭代函数f(x)的值； 判断计算出的迭代函数f(x)的值是否小于预先设定的最小值； 当计算出的迭代函数f(x)的值大于或等于预先设定的最小值时，计算移动对象当前位置的下降方向； 判断移动对象当前位置是否存在下降方向； 当存在下降方向时，将移动对象在所述下降方向上移动预先设定的距离D，计算移动之后的迭代函数f(x+l)的值； 当移动之后的迭代函数f(x+l)的值小于移动之前的迭代函数f(x)的值时，继续将移动对象在所述下降方向上移动距离D，当移动之后的迭代函数f(x+l)的值大于或等于移动之前的迭代函数f(x) 的值时，重新计算移动对象当前位置的下降方向 '及 当计算出的迭代函数f(x)的值小于预先设定的最小值，或者移动对象当前位置不存在下降方向时，计算当前迭代参数，输出所述移动对象的平移旋转矩阵。
全文摘要
一种产品局部对齐系统，该系统用于获取构成移动对象的三角形数据，并从中拟合出移动对象的特征元素；将移动对象与理论对象的特征元素进行匹配；根据移动对象特征元素中心点的位置和在理论对象中所匹配的特征元素中心点的位置对移动对象进行初步定位；利用拟牛顿迭代方法进行精确迭代，输出移动对象的平移旋转矩阵；根据所述平移旋转矩阵对初步定位的移动对象进行平移旋转，使所述初步定位的移动对象与理论对象对齐。本发明还提供一种产品局部对齐方法。本发明可以快速将待测产品局部与理论对象进行精确对齐。
文档编号G06T7/00GK103093450SQ20111033826
公开日2013年5月8日 申请日期2011年10月31日 优先权日2011年10月31日
发明者张旨光, 吴新元, 王伟 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司