[發明專利]機器視覺對準方法及其裝置

有效

• 申請號: 201310464698.8
• 申請日: 2013-09-30
• 公開（公告）號: CN103486969A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 熊金磊;張建華
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 吳平

1.一種機器視覺對準方法，包括如下步驟：

固定第一相機和分辨率高于所述第一相機的第二相機；

對所述第一相機和第二相機進行標定，確定相機坐標系與待對準對象的物理位置坐標系之間的坐標轉換關系；

在待對準對象上選定粗對準標記點和精對準標記點，在所述粗對準標記點上選定至少一個第一特征點，在所述精對準標記點上選定至少兩個第二特征點，并分別指定所述第一特征點和第二特征點的目標物理位置坐標；

利用所述第一相機采集待對準對象的粗對準標記點的圖像；

根據所述粗對準標記點的圖像，采用區域圖像分裂預處理及邊緣提取算法并基于所述坐標轉換關系計算出所述第一特征點的當前物理位置坐標，再計算所述第一特征點的當前物理位置坐標與所述第一特征點的目標物理位置坐標之間的坐標偏差；

根據所述第一特征點的當前物理位置坐標與所述第一特征點的目標物理位置坐標之間的坐標偏差對待對準對象進行粗對準；

利用所述第二相機采集待對準對象的精對準標記點的圖像；

根據所述精對準標記點的圖像，采用區域圖像分裂預處理及邊緣提取算法并基于所述坐標轉換關系計算出所述精對準標記點的當前物理位置坐標，再根據所述精對準標記點的當前物理位置坐標計算所述第二特征點的當前物理位置坐標與所述第二特征點的目標物理位置坐標之間的坐標偏差；

根據所述第二特征點的當前物理位置坐標與所述第二特征點的目標物理位置坐標之間的坐標偏差對待對準對象進行精對準。

2.根據權利要求1所述的機器視覺對準方法，其特征在于，所述對所述第一相機和第二相機進行標定，確定相機坐標系與待對準對象的物理位置坐標系之間的坐標轉換關系的步驟包括：

將標定板放置在待對準對象所在平面中，利用第一相機和第二相機分別拍攝一張標定板圖像；

提取標定板圖像的特征點，并確定所有提取出來的特征點的圖像坐標；

根據標定板的物理位置確定所述特征點的物理位置坐標；

根據特征點的圖像坐標和特征點的物理位置坐標確定相機坐標系與待對準對象的物理位置坐標系之間的坐標轉換關系。

3.根據權利要求1所述的機器視覺對準方法，其特征在于，所述利用所述第一相機采集待對準對象的粗對準標記點的圖像的步驟包括：

根據設置于待對準對象上的粗對準標記點對待對準對象進行初始粗對準。

4.根據權利要求3所述的機器視覺對準方法，其特征在于，所述利用所述第二相機采集待對準對象的精對準標記點的圖像的步驟包括：

根據設置于待對準對象上的精對準標記點對待對準對象進行初始精對準。

5.根據權利要求4所述的機器視覺對準方法，其特征在于，所述精對準標記點采用非對稱圖形。

6.根據權利要求4所述的機器視覺對準方法，其特征在于，所述粗對準標記點與精對準標記點分別設置于待對準對象相對的兩個表面。

7.根據權利要求5所述的機器視覺對準方法，其特征在于，所述區域圖像分裂預處理采用四叉樹圖像分裂方法。

8.一種機器視覺對準裝置，其特征在于，包括第一相機、分辨率高于所述第一相機的第二相機、處理器以及控制系統，所述第一相機和第二相機分別連接于所述處理器，所述處理器連接于所述控制系統；

所述第一相機用于采集待對準對象的粗對準標記點的圖像，所述第二相機用于采集待對準對象的精對準標記點的圖像，所述處理器用于根據所述粗對準標記點的圖像基于預定的坐標轉換關系計算出第一特征點的當前物理位置坐標與所述第一特征點的目標物理位置坐標之間的坐標偏差，所述處理器還用于根據所述精對準標記點的圖像基于預定的坐標轉換關系計算出所述第二特征點的當前物理位置坐標與所述第二特征點的目標物理位置坐標之間的坐標偏差，所述控制系統用于對放置待對準對象的平臺進行移動實現粗對準和精對準。

9.根據權利要求8所述的機器視覺對準裝置，其特征在于，所述機器視覺對準裝置還包括初始對準系統，所述初始對準系統連接于所述控制系統，用于根據設置于待對準對象上的粗對準標記點和精對準標記點對待對準對象分別進行初始粗對準和初始精對準。

10.根據權利要求9所述的機器視覺對準裝置，其特征在于，所述粗對準標記點為十字形或圓形，所述精對準標記點為非對稱圖形，且所述粗對準標記點與精對準標記點分別設置于待對準對象相對的兩個表面。