[發明專利]基于視覺原理的移液槍槍頭質量檢測系統及檢測方法

在審

• 申請號: 201910223800.2
• 申請日: 2019-03-22
• 公開（公告）號: CN109840915A
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發明（設計）人: 邵明偉;邵明祥;張慧
• 申請（專利權）人: 青島鑫慧銘視覺科技有限公司
• 主分類號: G06T7/13
• 分類號: G06T7/13;G06T7/62;G06T7/11;G06T7/00;G01B11/26;G01B11/24;G01B11/00
• 代理公司: 山東重諾律師事務所 37228
• 代理人: 冷奎亨

1.一種基于視覺原理的移液槍槍頭質量檢測方法，其特征在于:借助于基于視覺原理的移液槍槍頭質量檢測系統，該系統包括包括機架總成（1）、設置在機架總成（1）上的升降裝置（2）、設置在升降裝置（2）下端的采集裝置（3）、以及設置在機架總成（1）上且位于采集裝置（3）正下方且用于放置移液槍槍頭的載物平臺（4）；該方法包括以下步驟；

步驟一，首先，將該系統移動到指定位置，驅動抓地螺桿（7）旋轉，帶動抓地底座（9）下降抓地；然后，將安裝有移液槍槍頭的載物平臺（4）固定到位于機架總成（1）上；

步驟二，首先，升降裝置（2）帶動采集裝置（3）下降來到移液槍槍頭上方；然后，工業攝像機（12）通過遠心鏡頭（13）獲取得到移液槍槍頭的圖像；其次，通過工業攝像機（12）對圖像進行分析以確定移液槍槍頭的物理特性。

2.根據權利要求1所述的基于視覺原理的移液槍槍頭質量檢測方法，其特征在于:在步驟二中獲取移液槍槍頭的物理特性的具體算法步驟如下：

步驟A，工業攝像機（12）的攝像機圖像平面與測量平面關系的確定；首先，建立基于攝像機的測量模型；然后，將空間中任一平面上的點在圖像平面上進行投影，建立空間點與圖像點之間為單應的線性關系；其次，將一平面棋盤格靶標放置于載物平臺（4）的載物平面上；再次，在棋盤格靶標特征點上建立靶標平面坐標系，并以其作為系統的世界坐標系；緊接著由靶標特征點坐標與攝像機對應的圖像坐標系下點坐標之間的對應關系確定載物平面與圖像平面之間的單應矩陣，同時，根據遠心鏡頭的成像特性，平行于載物平面的空間平面到圖像平面之間的單應矩陣和載物平面到圖像平面的單應矩陣相同；

步驟B，特征分割；首先，在忽略安裝誤差的情況，，將移液槍槍頭上的圓特征在圖像平面的投影看作一個圓；然后，應用Hough變換確定圓的圓心坐標a、b,和半徑r;

步驟C，特征提取；首先，獲取移液槍槍頭圖像后，通過對圓特征的邊緣的圖像特征進行提取，確定圖像特征點在攝像機坐標系下的坐標；然后，采用改進Steger線條提取算法，通過求解法向量方向上的極值點確定線條邊緣的位置，對于圖像邊緣特征的精度為亞像素級的提取;

步驟D，缺陷計算；首先，當圖像邊緣點確定后，由最小二乘法即可確定圓心坐標值，并計算圓度，從而得到缺陷位置；判斷出不符合標準的移液槍槍頭并進行報警。

3.根據權利要求2所述的基于視覺原理的移液槍槍頭質量檢測系統及檢測方法，其特征在于: 在步驟B中，應用Hough變換確定圓的圓心坐標a、b,和半徑r；包括以下步驟，

（A）應用Canny算子對圓的邊界特征進行提取；

（B）在參數a、b、r最大值和最小值之間建立合適的三維空間坐標系；

（C）建立一個累加器，并將每個元素設置為0；

（D）對圖像空間中每個點做Hough變換，并算出該點在三維空間上對應的曲線，并在相應的累加器加1，即；

（E）確定對應圖像對應累加器上的局部最大值，即為圖像平面圓心和半徑對應的累加器，從而確定圓的參數。

4.一種基于視覺原理的移液槍槍頭質量檢測系統，其特征在于：包括機架總成（1）、設置在機架總成（1）上的升降裝置（2）、設置在升降裝置（2）下端的采集裝置（3）、以及設置在機架總成（1）上且位于采集裝置（3）正下方且用于放置移液槍槍頭的載物平臺（4）。