[發(fā)明專利]基于視覺原理的移液槍槍頭質(zhì)量檢測系統(tǒng)及檢測方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910223800.2
• 申請日: 2019-03-22
• 公開（公告）號: CN109840915A
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邵明偉;邵明祥;張慧
• 申請（專利權(quán)）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(wù)所 37228
• 代理人: 冷奎亨

本發(fā)明涉及基于視覺原理的移液槍槍頭質(zhì)量檢測方法，其包括步驟一，首先，將該系統(tǒng)移動到指定位置，驅(qū)動抓地螺桿旋轉(zhuǎn)，帶動抓地底座下降抓地；然后，將安裝有移液槍槍頭的載物平臺固定到位于機(jī)架總成上；步驟二，首先，升降裝置帶動采集裝置下降來到移液槍槍頭上方；然后，工業(yè)攝像機(jī)通過遠(yuǎn)心鏡頭獲取得到移液槍槍頭的圖像；其次，通過工業(yè)攝像機(jī)對圖像進(jìn)行分析以確定移液槍槍頭的物理特性。本發(fā)明設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)緊湊且使用方便。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及基于視覺原理的移液槍槍頭質(zhì)量檢測系統(tǒng)及檢測方法。

背景技術(shù)

隨著生物學(xué)、醫(yī)學(xué)對試劑移取精度需求的提高，移液槍作為一種精密的移液器，常用于實(shí)驗(yàn)室少量或微量液體的移取。出于實(shí)驗(yàn)需要，移液槍有不同規(guī)格，配套使用不同大小的槍頭。槍頭（即一次性吸頭）是移液槍加樣系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，其形狀、材料特性及與加樣器的吻合程度均對加樣的準(zhǔn)確度有很大的影響。槍頭多近似錐形，材質(zhì)為聚丙烯，緊密排列在多孔（如8X12=96孔）的微孔板中保存。

由于聚丙烯材質(zhì)耐低溫沖擊性較差，在封裝保存或與多通道加樣器（8孔或12孔）契合的過程中，若槍頭垂直度，管頭圓度達(dá)不到要求，易造成器材損毀浪費(fèi)，影響實(shí)驗(yàn)進(jìn)行這便對檢測提出更高的要求。

現(xiàn)今檢測手段主要為人工檢測，其存在明顯缺陷，如測量手段復(fù)雜，效率低下，無法滿足槍頭作為耗材的高需求量；誤判可能性高，誤差大，無法滿足槍頭作為精密儀器的高精度要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題總的來說是提供一種基于視覺原理的移液槍槍頭質(zhì)量檢測系統(tǒng)及檢測方法；詳細(xì)解決的技術(shù)問題以及取得有益效果在后述內(nèi)容以及結(jié)合具體實(shí)施方式中內(nèi)容具體描述。

為解決上述問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：

一種基于視覺原理的移液槍槍頭質(zhì)量檢測方法，借助于基于視覺原理的移液槍槍頭質(zhì)量檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括包括機(jī)架總成、設(shè)置在機(jī)架總成上的升降裝置、設(shè)置在升降裝置下端的采集裝置、以及設(shè)置在機(jī)架總成上且位于采集裝置正下方且用于放置移液槍槍頭的載物平臺；該方法包括以下步驟；

步驟一，首先，將該系統(tǒng)移動到指定位置，驅(qū)動抓地螺桿旋轉(zhuǎn)，帶動抓地底座下降抓地；然后，將安裝有移液槍槍頭的載物平臺固定到位于機(jī)架總成上；

步驟二，首先，升降裝置帶動采集裝置下降來到移液槍槍頭上方；然后，工業(yè)攝像機(jī)通過遠(yuǎn)心鏡頭獲取得到移液槍槍頭的圖像；其次，通過工業(yè)攝像機(jī)對圖像進(jìn)行分析以確定移液槍槍頭的物理特性。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)：

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(yè)攝像機(jī)的攝像機(jī)圖像平面與測量平面關(guān)系的確定；首先，建立基于攝像機(jī)的測量模型；然后，將空間中任一平面上的點(diǎn)在圖像平面上進(jìn)行投影，建立空間點(diǎn)與圖像點(diǎn)之間為單應(yīng)的線性關(guān)系；其次，將一平面棋盤格靶標(biāo)放置于載物平臺的載物平面上；再次，在棋盤格靶標(biāo)特征點(diǎn)上建立靶標(biāo)平面坐標(biāo)系，并以其作為系統(tǒng)的世界坐標(biāo)系；緊接著由靶標(biāo)特征點(diǎn)坐標(biāo)與攝像機(jī)對應(yīng)的圖像坐標(biāo)系下點(diǎn)坐標(biāo)之間的對應(yīng)關(guān)系確定載物平面與圖像平面之間的單應(yīng)矩陣，同時(shí)，根據(jù)遠(yuǎn)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(yīng)矩陣和載物平面到圖像平面的單應(yīng)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(gè)圓；然后，應(yīng)用Hough變換確定圓的圓心坐標(biāo)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(jìn)行提取，確定圖像特征點(diǎn)在攝像機(jī)坐標(biāo)系下的坐標(biāo)；然后，采用改進(jìn)Steger線條提取算法，通過求解法向量方向上的極值點(diǎn)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；