一种机器视觉对位系统的标定方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及机器视觉技术领域，特别是涉及一种机器视觉对位系统的标定方法及 装置。
【背景技术】
[0002] 在电子半导体、触摸屏、太阳能、汽车及零部件等工业领域，往往需要将两个或多 个零部件进行对位安装。对位安装的精度直接决定产品的质量，在现代工业生产过程中，一 般使用机器视觉对位系统来实现零部件的对位。
[0003] 如图1所示，为目前一种常用的机器视觉对位系统的结构示意图，所述机器视觉 对位系统包括目标平台110、对象平台120、目标图像采集装置130和对象图像采集装置 140 ;目标对象150放置于目标平台110上，实时对象160放置于所述对象平台120上，所述 目标对象150和所述实时对象160均设置有对位标识170,在实际的工业生产过程中，例如 所述实时对象160可以为手机液晶屏，所述目标对象150可以为背光模组，通过所述机器视 觉对位系统实现两者的贴合；所述目标图像采集装置130和所述对象图像采集装置140用 于摄取所述对位标识170。对位贴合的过程包括：对象图像采集装置140图像采集摄取实时 对象160的对位标识170,并根据预先确定的对象图像平面与对象平台平面的映射关系，计 算得出实时对象160中对位标识170的对象平台坐标；同样，目标图像采集装置130摄取目 标对象150的对位标识170,并根据预先确定的目标图像平面与目标平台平面的映射关系， 计算得出目标对象150中对位标识170的目标平台坐标；对象平台120将实时对象160送 入所述目标平台110的正上方，并根据相对应的对位标识170的对象平台坐标和目标平台 坐标，调整对象平台120位置，所述实时对象160在所述对象平台120的带动下也进行位置 调整，从而完成实时对象160与目标对象150的贴合。在上述对位贴合过程中，预先确定对 象图像平面与对象平台平面，以及目标图像平面与目标平台平面的映射关系是对位贴合的 基础，称为标定；所述标定的精确程度是对位贴合精确度的关键。
[0004] 目前，常用的机器视觉对位系统的标定方法主要是九点圆形靶标标定方法，包括 如下步骤：将9个位置确定的圆形靶标放置于所述目标平台110,通过所述对象图像采集装 置140获取所述圆形靶标圆心的对象图像坐标；手动操作对象平台120移动，使所述对象平 台120的基准点依次经过9个圆形靶标的圆心，观察确定所述基准点与所述圆心重合后，记 录所述基准点的对象平台坐标；通过相邻所述圆心的对象图像坐标差和基准点的对象平台 坐标差，计算确定对象图像平面和对象平台平面的映射关系，完成标定。然而，所述九点圆 形靶标标定方法的精确度依赖于所述对象平台120的基准点与所述圆心位置重合的精确 度，由于所述圆心位置需要通过图像边缘处理和优化进行确定总会存在误差，以及基准点 与圆心位置重合的判断也会引入误差，无法保证标定的精确度；而且所述目标平台110为 静止平台，不能通过目标平台110的移动获取目标平台坐标差和目标图像坐标差，因此上 述九点圆形靶标标定方法无法适用于静止的目标平台110标定，适用性差。
【发明内容】
[0005] 本发明实施例中提供了一种机器视觉对位系统的标定方法及装置，以解决现有技 术中的标定方法精度差以及适用性差的问题。
[0006] 为了解决上述技术问题，本发明实施例公开了如下技术方案：
[0007] 本发明实施例提供了 一种机器视觉对位系统的标定方法，包括以下步骤：
[0008] 对象图像采集装置获取对象平台基准点图像；
[0009] 控制所述对象平台移动固定距离，获取所述基准点的对象图像坐标偏差和对象平 台坐标偏差；
[0010] 根据所述对象图像坐标偏差和所述对象平台坐标偏差，计算所述对象平台的标定 结果，完成所述对象平台的标定；
[0011] 所述对象图像采集装置获取实时对象上多个标记点的图像，所述实时对象设置于 所述对象平台，根据所述标记点的图像，获取相邻标记点的对象图像坐标偏差；
[0012] 根据所述标记点的对象图像坐标偏差，以及所述对象平台的标定结果，计算相邻 标记点的对象平台坐标偏差；
[0013] 将所述实时对象对位贴合到目标平台，根据目标图像采集装置获取的实时对象上 标记点的图像，获取相邻标记点的目标图像坐标偏差；
[0014] 根据所述标记点的目标图像坐标偏差和对象平台坐标偏差，计算确定所述目标平 台的标定结果，完成所述目标平台的标定。
[0015] 优选地，所述控制所述对象平台移动固定距离，包括：
[0016] 控制所述对象平台沿所述对象平台的Χ、Υ、Θ坐标方向移动固定距离。
[0017] 优选地，，所述计算确定所述对象平台的标定结果，包括：
[0018] 控制所述对象平台沿X和Υ坐标方向移动，根据X和Υ坐标方向上基准点的对象 图像坐标偏差和对象平台坐标偏差，计算所述对象平台坐标和对象图像坐标的转换矩阵、 以及对象图像平面与对象平台平面之间的角度；
[0019] 控制所述对象平台沿Θ坐标方向移动，根据Θ坐标方向上基准点的对象图像坐 标，计算基准点的对象平台坐标。
[0020] 优选地，所述实时对象包括3个标记点，且所述标记点位于能够被所述对象图像 采集装置和所述目标图像采集装置获取的位置。
[0021] 优选地，根据任意2组所述标记点的目标图像坐标偏差和对象平台坐标偏差，计 算确定所述目标平台的标定结果，完成所述目标平台的标定。
[0022] 本发明实施例还提供了一种机器视觉对位系统的标定装置，包括：
[0023] 对象图像采集模块，用于获取对象平台基准点的图像；
[0024] 对象坐标获取模块，用于控制所述对象平台移动固定距离，获取所述基准点的对 象图像坐标偏差和对象平台坐标偏差；
[0025] 对象平台标定模块，用于根据所述对象图像坐标偏差和所述对象平台坐标偏差， 计算所述对象平台的标定结果，完成所述对象平台的标定；
[0026] 所述对象图像采集模块，还用于获取实时对象上多个标记点的图像，所述实时对 象设置于所述对象平台；所述对象坐标获取模块，还用于根据所述标记点的图像，获取相邻 标记点的对象图像坐标偏差；
[0027] 对象平台坐标偏差计算模块，用于根据所述标记点的对象图像坐标偏差，以及所 述对象平台的标定结果，计算相邻标记点的对象平台坐标偏差；
[0028] 目标坐标获取模块，用于将所述实时对象对位贴合到目标平台，根据目标图像采 集模块获取的实时对象上标记点的图像，获取相邻标记点的目标图像坐标偏差；
[0029] 目标平台标定模块，用于根据所述标记点的目标图像坐标偏差和对象平台坐标偏 差，计算确定所述目标平台的标定结果，完成所述目标平台的标定。
[0030] 优选地，所述对象坐标获取模块控制所述对象平台沿所述对象平台的X、Υ、Θ坐 标方向移动固定距离。
[0031] 优选地，所述对象坐标获取模块控制所述对象平台沿X和Y坐标方向移动，获取X 和Y坐标方向上基准点对象图像坐标偏差和对象平台坐标偏差，所述对象平台标定模块计 算所述对象平台坐标和对象图像坐标的转换矩阵、以及对象图像平面与对象平台平面之间 的角度；
[0032] 所述对象坐标获取模块控制所述对象平台沿Θ坐标方向移动，获取的Θ坐标方 向上基准点对象图像坐标，所述对象平台标定模块根据所述基准点的对象图像坐标计算基 准点的对象平台坐标。
[0033] 优选地，所述实时对象包括3个标记点，且所述标记点位于能够被所述对象图像 采集模块和所述目标图像采集模块获取的位置。
[0034] 优选地，所述目标平台标定模块根据任意2组所述标记点的目标图像坐标偏差和 对象平台坐标偏差，计算确定所述目标平台的标定结果，完成所述目标平台的标定。
[0035] 由以上技术方案可见，本发明实施例提供的机器视觉对位方法及装置，控制对象 平台移动固定距离，获取对象平台上基准点的对象图像坐标变化和对象平台坐标变化，计 算获得对象平台的标定结果，在对象平台的标定过程中，无需参考其他位置如圆心位置等， 能够精确完成对象平台的标定；然后获取对象平台上实时对象的多个标记点图像，根据对 象平台的标定结果，计算获得相邻标记点的对象平台坐标偏差；将实时对象对位贴合到目 标平台，获取相邻标记点之间的目标图像坐标偏差，结合所述标记点的对象平台坐标偏差， 计算确定目标平台的标定结果，克服目标平台不能移动的缺点，而有效借助对象平台的标 定结果完成目标平台的标定，适用性强。
【附图说明】
[0036] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而 言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0037] 图1为目前一种常用的机器视觉对位系统的结构示意图；
[0038] 图2为本发明实施例提供的一种机器视觉对位系统的标定方法的流程示意图；
[0039] 图3为本发明实施例提供的对象平台标定基准位置的示意图；
[0040] 图4为对象平台分别沿X和Y方向移动固定距离后的基准点位置示意图；
[0041] 图5为对象平台沿Θ方向移动后的基准点位置示意图；
[0042] 图6为本发明实施例提供的标记点的位置示意图；
[0043] 图7为本发明实施例提供的一种机器视觉对位系统的标定装置的结构示意图。
【具