混合型视觉加工方法
【专利摘要】一种混合型视觉加工方法，包括以下步骤：步骤1、提供一加工设备及连接该加工设备的摄像装置，该加工设备录入需要加工的原始图形；步骤2、获取原始图形上两个Mark点Mark1及Mark2；步骤3、所述摄像装置获取加工对象上对应原始图形的Mark1的Mark3的实际坐标值，获取加工对象上对应原始图形的Mark2的Mark4的实际坐标值；步骤4、加工设备根据加工对象上的Mark3、Mark4与原始图形上的Mark1及Mark2的坐标值差异，将原始图形的所有点的坐标对应转换为需要加工在加工对象的最终图形；步骤5、所述加工设备根据最终图形对所述加工对象进行加工。本发明混合型视觉加工方法实现任何尺寸的图形的摄像加工，提高摄像加工精度，智能化水平高。
【专利说明】 混合型视觉加工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种激光加工方法，更具体的是涉及一种混合型视觉加工方法。
【背景技术】
[0002]现有的摄像加工方式主要有两种:模板加工和标记点加工。标记点加工的条件是要求客户提供阵列方式的标记点(以下称之为Mark点)，并且需要查找两个Mark点，且两个Mark点的位置信息只能通过阵列的行间距和列间距来获取。模板加工的条件是需要用户先创建一个模板，然后通过创建的模板与加工的图形进行匹配来识别加工。
[0003]然而以上两种加工方式都存在弊端，标记点加工的弊端在于如果客户提供的两个Mark点的信息是无规律的，这时这种加工方式就无法实现；模板加工需要将加工的图形全部捕获到，然后通过回头方式将图形轮廓提取出来加工，当图形尺寸大于当前的摄像范围时就需要进行模板拼接，从而增加了客户的操作难度。
【发明内容】
[0004]基于此，本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种提高摄像加工精度、智能化水平高的混合型视觉加工方法。
[0005]一种混合型视觉加工方法，包括以下步骤:
[0006]步骤1、提供一加工设备及连接该加工设备的摄像装置，该加工设备录入需要加工的原始图形；
[0007]步骤2、获取原始图形上至少两个不相同的Mark点Markl及Mark2,获取Markl在图档中的坐标值(XI，Yl)，Mark2在图档中的坐标值(X2，Y2)，原始图形10的任意一点A的坐标值为(Xa, Ya)；
[0008]步骤3、所述摄像装置获取加工对象上对应原始图形的Markl的Mark3的实际坐标值(X3，Y3)，获取加工对象上对应原始图形的Mark2的Mark4的实际坐标值(X4，Y4)；Mark3、Mark4是预先在加工对象上设定对应原始图形的Markl及Mark2,摄像装置根据Mark3、Mark4上的特定符号确定；
[0009]步骤4、加工设备根据加工对象上的Mark3、Mark4与原始图形上的Markl及Mark2的坐标值差异，将原始图形的所有点的坐标对应转换为需要加工在加工对象的最终图形；
[0010]步骤5、所述加工设备根据最终图形对所述加工对象进行加工。
[0011]进一步地，所述步骤4包括如下步骤:
[0012]步骤41、以其中一个Mark点如Mark3的坐标值(X3，Y3)为参考点，将原始图形中对应Mark3的Markl的坐标值(XI，Yl)变更为(X3，Y3)，并将原始图形的所有点对应偏移；此时原始图形变更为过渡图形，其中Markl的坐标值为(X3，Y3)，Mark2的坐标值为((X2+ (X3-X1))，(Y2+ (Y3-Y1))，过渡图形的任意一点的坐标值为B ((Xa+ (X3-X1))，(Ya+(Y3-Yl))，设定该过渡图形的Mark2为Mark5，Mark5的坐标值为(X5，Y5)，过渡图形的任意一点的坐标值为 B (Xb, Yb)，X5 = X2+ (X3-X1)，Y5 = Y2+ (Y3-Y1)，Xb = (Xa+ (X3-X1)，Yb=Yb+(Y3-Yl)；
[0013]步骤42、判断变形系数，根据Mark3和Mark4的坐标值得出Mark3和Mark4之间的距离K2,根据Mark2和Markl的坐标值得出Markl和Mark2之间的距离Kl,求出变形系数K3 = K2/K1 ；
[0014]步骤43、根据变形系数K3的大小选择SYMl或方法SYM2进行原始图形进行拉伸变形。
[0015]进一步地，在步骤43中，当0.9彡K1/K2 ( 1.1时，采用方法SYMl对原始图形进行拉伸变形，当Kl/K2〈0.9或Κ1/Κ2>1.1时，采用方法SYM2对过渡图形进行拉伸变形；
[0016]采用方法SYMl对过渡图形进行拉伸变形时，先求出(Χ4-Χ3)/(Χ5_Χ3)的比值，得出最终图形相对于过渡图形的横坐标拉伸系数a，再求出(Y4-Y3)/(Y5-Y3)的比值，得出最终图形相对于过渡图形的纵坐标拉伸系数b，最后再将过渡图形上除Markl外的其它点的横向坐标和纵向坐标分别乘以系数a、b，从而得出最终图形每一点的坐标值；
[0017]采用方法SYM2对过渡图形进行拉伸变形时，采用如下步骤进行:
[0018]1、角度的计算,通过过渡图形上的Markl和Mark2的坐标值,得出Markl和Mark2之间的斜率，计算Markl和Mark2之间的连线与X轴之前的夹角α，通过最终图形的Mark3和Mark4的坐标值，得出Mark4和Mark3之间的斜率,计算Mark4和Mark3之间的连线与X轴之前的夹角β，通过α与β求出过渡图形的Markl和Mark2的连线与最终图形的Mark3和Mark4的连线所形成的夹角Θ ；
[0019]II，角度调整，图形I整体绕Markl点旋转角度Θ ；
[0020]III，将步骤II后得到的图形以Markl点为基点，整体缩放K3倍，得到最终图形。
[0021]进一步地，在步骤41前，根据(X2-X1) (X4-X3)、(Y2-Y1) (Y4-Y3)的不同取值，需要对原始图形作镜像对称的转换，并以调整后的图形作为原始图形，再进行步骤41的操作:
[0022](X2-X1) (X4-X3)>0、(Y2-Y1) (Y4-Y3) >0时，无需对原始图形10作镜像对称的转换；
[0023](X2-X1) (X4-X3)彡O、(Y2-Y1) (Y4-Y3)〈O时，将原始图形以X轴为基准作镜像对称转换，调整后的原始图形上的每一点的横坐标值不变，纵坐标值为原纵坐标值的相反值；
[0024](X2-X1) (X4-X3)〈O、(Y2-Y1) (Y4-Y3) ( O时，将原始图形以Y轴为基准作镜像对称转换，调整后的原始图形上的每一点的横坐标值为原横坐标值的相反值，纵坐标值不变；
[0025](X2-X1) (X4-X3)〈O、(Y2-Y1) (Y4-Y3)〈O时，将原始图形以X轴为基准作镜像对称转换后，再以Y轴为基准作镜像对称转换，调整后的原始图形上的每一点的横坐标值为原横坐标值的相反值，纵坐标值为原纵坐标值的相反值。
[0026]进一步地,所述Mark3、Mark4是预先在加工对象上设定对应原始图形的Markl及Mark2，摄像装置根据Mark3、Mark4上的特定符号确定。
[0027]综上所述，本发明混合型视觉加工方法通过在原始图形和最终图形上分别获取两个Mark点，对原始图形进行整体比例进行缩放，实现任何尺寸的图形的摄像加工，另外，最终图形上Mark点的信息可以是不规则的分布在材料上，提高摄像加工精度，智能化水平高，应用范围广，实用性强。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1为本发明混合型视觉加工方法的步骤I?2中获取的原始图形及加工对象的最终图形的不意图。
[0029]图2?4为混合型视觉加工方法的最终图形相对于原始图形旋转不同角度的示意图。
[0030]图5?7为混合型视觉加工方法的最终图形相对于原始图形旋转不同角度时所对应调整原始图形的示意图。
[0031]图8为混合型视觉加工方法的步骤4中对原始图形进行位置调整的示意图。
[0032]图9?10为混合型视觉加工方法采用方法SYM2对过渡图形进行拉伸变形时的示意图。
【具体实施方式】
[0033]为了使本发明的技术方案能更清晰地表示出来，下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0034]请参照图1，本发明提供一种混合型视觉加工方法，用于对一加工对象进行加工，其包括以下步骤:
[0035]步骤1、提供一加工设备及连接该加工设备的摄像装置，该加工设备录入需要加工的原始图形10的所有数据；
[0036]步骤2、获取原始图形10上至少两个不相同的Mark点Markl及Mark2，即获取Markl在图档中的坐标值(XI，Yl)，Mark2在图档中的坐标值(X2，Y2)，将原始图形10上的任意一点A的坐标值设为(Xa，Ya)；
[0037]步骤3、所述摄像装置获取加工对象上对应原始图形10的Markl的Mark3的实际坐标值(X3，Y3)，获取加工对象上对应原始图形10的Mark2的Mark4的实际坐标值(X4，Y4);其中，Mark3、Mark4是预先在加工对象上设定对应原始图形10的Markl及Mark2，摄像装置根据Mark3、Mark4上的特定符号或者其它方式可以确定；
[0038]步骤4、加工设备根据加工对象上的Mark3、Mark4与原始图形10上的Markl及Mark2的坐标值差异，将原始图形10的所有点的坐标对应转换为需要加工在加工对象的最终图形20 ；
[0039]步骤5、所述加工设备根据最终图形20对所述加工对象进行加工。
[0040]其中，所述步骤4包括如下步骤:
[0041]步骤41、如图2至图4所示，根据原始图形10相对于加工对象的角度，即根据(X2-X1)*(X4-X3)、(Y2-Y1)*(Y4-Y3)的不同取值，判断是否需要对原始图形10作镜像对称的转换，并以调整后的图形40作为原始图形10，再进行步骤42的操作，具体地:
[0042]如图1 所示，当(Χ2-Χ1) (Χ4-Χ3)>0、(Υ2-Υ1) (Υ4-Υ3) >0 时，无需对原始图形 10 作镜像对称的转换。
[0043]如图5所示，当(Χ2-Χ1) (Χ4-Χ3)彡O、(Υ2-Υ1) (Υ4-Υ3)〈O时，将原始图形以X轴为基准作镜像对称转换，调整后的原始图形上的每一点的横坐标值不变，纵坐标值为原纵坐标值的相反值，如原坐标值为(c, d)、转换后为(c, -d)。
[0044]如图6 所示，当(X2-X1) (X4-X3)〈0、(Y2-Y1) (Y4-Y3) ( O 时，将原始图形以 Y 轴为基准作镜像对称转换，调整后的原始图形上的每一点的横坐标值为原横坐标值的相反值，纵坐标值不变，如原坐标值为(-C, d)、转换后为(c, d)。
[0045]如图7所示，当(X2-X1) (X4-X3)〈0、(Y2-Y1) (Υ4-Υ3)〈O时，将原始图形以X轴为基准作镜像对称转换后，再以Y轴为基准作镜像对称转换，调整后的原始图形上的每一点的横坐标值为原横坐标值的相反值，纵坐标值为原纵坐标值的相反值，如原坐标值为(-C，d)、转换后为(C, -d) O
[0046]步骤42、如图8所示，以步骤41所转换后的图形为原始图形，加工对象上的Mark3、Mark4中的一个Mark点如Mark3的坐标值(X3，Y3)为参考点，将原始图形10中对应Mark3的Markl的坐标值(XI，Yl)转化为(X3，Y3)，并将原始图形10的所有点对应偏移；此时原始图形10变更为过渡图形30，其中Markl的坐标值为(Χ3，Υ3)，Mark2的坐标值为((X2+(X3-X1))，(Y2+(Y3-Y1))，原始图形10的任意点A的坐标转换为过渡图形30的任意一点B的坐标值为((Xa+(X3-Xl))，(Ya+(Y3-Yl));为了更方便地描述，设定该过渡图形30的Mark2为Mark5，Mark5的坐标值为(X5，Y5)，过渡图形30的任意一点B的坐标值为(Xb，Yb)，即 X5 = X2+(X3-X1)，Y5 = Y2+(Y3_Y1)，Xb = (Xa+(X3-X1)，Yb = Yb+(Y3_Y1)；
[0047]步骤43、判断变形系数,根据Mark3和Mark4的坐标值得出Mark3和Mark4之间的直线距离K2,同理,根据Mark2和Markl的坐标值得出Markl和Mark2之间的距离Kl,求出变形系数K3 = K2/K1 ；
[0048]步骤44、根据变形系数K3的大小选择SYMl或方法SYM2进行原始图形进行拉伸变形。
[0049]当0.9彡K1/K2 ( 1.1时，采用方法SYMl对原始图形进行拉伸变形，当Kl/K2〈0.9或Κ1/Κ2>1.1时，采用方法SYM2对过渡图形30进行拉伸变形。
[0050]当采用方法SYMl对过渡图形30进行拉伸变形时，先求出(Χ4-Χ3)/(Χ5_Χ3)的比值，得出最终图形20相对于过渡图形30的横坐标拉伸系数a，再求出(Y4-Y3)/(Y5-Y3)的比值，得出最终图形20相对于过渡图形30的纵坐标拉伸系数b，最后再将过渡图形30上除Markl外的其它点的横向坐标和纵向坐标分别乘以系数a、b，从而得出最终图形每一点的坐标值。
[0051]请一并参阅图9和图10，当采用方法SYM2对过渡图形进行拉伸变形时，采用如下步骤进行:
[0052]1、角度的计算,通过过渡图形30上的Markl和Mark2的坐标值,得出Markl和Mark2之间的斜率，计算Markl和Mark2之间的连线与X轴之前的夹角α。同理，通过最终图形20的Mark3和Mark4的坐标值，得出Mark4和Mark3之间的斜率，计算Mark4和Mark3之间的连线与X轴之前的夹角β，通过α与β求出过渡图形的Markl和Mark2的连线与最终图形的Mark3和Mark4的连线所形成的夹角Θ ；
[0053]II，角度调整，图形I整体绕Markl点旋转角度Θ ；
[0054]III，将步骤II后得到的图形以Markl点为基点，整体缩放K3 (变形系数)倍，得到最终图形。
[0055]综上所述，本发明混合型视觉加工方法通过在原始图形10和最终图形20上分别获取2个Mark点，对原始图形10进行整体比例进行缩放，实现任何尺寸的图形的摄像加工，而且，最终图形20上Mark点的信息可以是不规则的分布在材料上，提高摄像加工精度，智能化水平高，应用范围广，实用性强。
[0056]以上所述实施例仅表达了本发明的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【权利要求】
1.一种混合型视觉加工方法，其特征在于:包括以下步骤:步骤1、提供一加工设备及连接该加工设备的摄像装置，该加工设备录入需要加工的原始图形； 步骤2、获取原始图形上至少两个不相同的Mark点Markl及Mark2,获取Markl在图档中的坐标值(XI，Yl)，Mark2在图档中的坐标值(X2，Y2)，原始图形的任意一点A的坐标值为(Xa, Ya)； 步骤3、所述摄像装置获取加工对象上对应原始图形的Markl的Mark3的实际坐标值(X3，Y3)，获取加工对象上对应原始图形的Mark2的Mark4的实际坐标值(X4，Y4)； 步骤4、加工设备根据加工对象上的Mark3、Mark4与原始图形上的Markl及Mark2的坐标值差异，将原始图形的所有点的坐标对应转换为需要加工在加工对象的最终图形； 步骤5、所述加工设备根据最终图形对所述加工对象进行加工。
2.如权利要求1所述的混合型视觉加工方法，其特征在于:所述步骤4包括如下步骤: 步骤41、以其中一个Mark点如Mark3的坐标值(X3，Y3)为参考点，将原始图形中对应Mark3的Markl的坐标值(XI，Yl)变更为(X3，Y3)，并将原始图形的所有点对应偏移；此时原始图形变更为过渡图形，其中Markl的坐标值为(X3，Y3)，Mark2的坐标值为((X2+ (X3-X1))，(Y2+ (Y3-Y1))，过渡图形的任意一点的坐标值为 B ((Xa+ (X3-X1))，(Ya+(Y3-Yl))，设定该过渡图形的Mark2为Mark5，Mark5的坐标值为(X5，Y5)，过渡图形的任意一点的坐标值为B(Xb，Yb)，X5 = X2+(X3-Xl)，Y5 = Y2+(Y3-Yl)，Xb = (Xa+(X3-X1)，Yb=Yb+(Y3-Yl)； 步骤42、判断变形系数,根据Mark3和Mark4的坐标值得出Mark3和Mark4之间的距离K2，根据Mark2和Markl的坐标值得出Markl和Mark2之间的距离Kl，求出变形系数K3 =K2/K1 ； 步骤43、根据变形系数K3的大小选择SYMl或方法SYM2进行原始图形进行拉伸变形。
3.如权利要求2所述的混合型视觉加工方法，其特征在于:在步骤43中，当0.9 < Kl/K2^ 1.1时，采用方法SYMl对原始图形进行拉伸变形，当Kl/K2〈0.9或Κ1/Κ2>1.1时，采用方法SYM2对过渡图形进行拉伸变形； 采用方法SYMl对过渡图形进行拉伸变形时，先求出(Χ4-Χ3)/(Χ5-Χ3)的比值，得出最终图形相对于过渡图形的横坐标拉伸系数a，再求出(Y4-Y3)/(Y5-Y3)的比值，得出最终图形相对于过渡图形的纵坐标拉伸系数b，最后再将过渡图形上除Markl外的其它点的横向坐标和纵向坐标分别乘以系数a、b，从而得出最终图形每一点的坐标值； 采用方法SYM2对过渡图形进行拉伸变形时，采用如下步骤进行: 1、角度的计算，通过过渡图形上的Markl和Mark2的坐标值,得出Markl和Mark2之间的斜率，计算Markl和Mark2之间的连线与X轴之前的夹角α，通过最终图形的Mark3和Mark4的坐标值，得出Mark4和Mark3之间的斜率,计算Mark4和Mark3之间的连线与X轴之前的夹角β，通过α与β求出过渡图形的Markl和Mark2的连线与最终图形的Mark3和Mark4的连线所形成的夹角Θ ； II，角度调整，图形I整体绕Markl点旋转角度Θ ； III，将步骤II后得到的图形以Markl点为基点，整体缩放K3倍，得到最终图形。
4.如权利要求2所述的混合型视觉加工方法，其特征在于:在步骤41前，根据(X2-X1)(X4-X3)、(Y2-Y1) (Y4-Y3)的不同取值，需要对原始图形作镜像对称的转换，并以调整后的图形作为原始图形，再进行步骤41的操作: (X2-X1) (X4-X3)>0、(Y2-Y1) (Y4-Y3) >0时，无需对原始图形10作镜像对称的转换:(X2-X1) (X4-X3)彡O、(Y2-Y1) (Y4-Y3)〈O时，将原始图形以X轴为基准作镜像对称转换，调整后的原始图形上的每一点的横坐标值不变，纵坐标值为原纵坐标值的相反值； (X2-X1) (X4-X3)〈0、(Y2-Y1) (Y4-Y3) ( O时，将原始图形以Y轴为基准作镜像对称转换，调整后的原始图形上的每一点的横坐标值为原横坐标值的相反值，纵坐标值不变； (X2-X1) (X4-X3)〈0、(Y2-Y1) (Y4-Y3)〈O时，将原始图形以X轴为基准作镜像对称转换后，再以Y轴为基准作镜像对称转换，调整后的原始图形上的每一点的横坐标值为原横坐标值的相反值，纵坐标值为原纵坐标值的相反值。
5.如权利要求1所述的混合型视觉加工方法，其特征在于:所述Mark3、Mark4是预先在加工对象上设定对应原始图形的Markl及Mark2，摄像装置根据Mark3、Mark4上的特定符号确定。
【文档编号】G06T7/00GK104268850SQ201410438321
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年8月29日 优先权日:2014年8月29日
【发明者】旷雅胜, 王军, 唐凤 申请人:广东大族粤铭激光科技股份有限公司