[發明專利]一種飛行光路中同軸視覺偏差的數值矯正方法

有效

• 申請號: 201910778017.2
• 申請日: 2019-08-22
• 公開（公告）號: CN110470220B
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 王詩成;向大平
• 申請（專利權）人: 普聚智能系統（蘇州）有限公司
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G01B21/04
• 代理公司: 北京卓特專利代理事務所(普通合伙) 11572
• 代理人: 段宇

本發明公開了一種飛行光路中同軸視覺偏差的數值矯正方法，具體涉及激光應用和機器視覺領域，具體矯正步驟如下：S1、將運動滑臺在運動驅動和滑軌組件上的位置坐標設為x，在x軸上選取n個點；S2、將運動滑臺驅動至第i個點位置x_i，在激光工作面上放置激光敏感材料，發射激光在激光敏感材料上打出可見光斑，用相機拍攝光斑，用圖像處理軟件捕捉光斑影像的中心，記錄光斑影像中心相對于相機圖像傳感器中心的偏移量S3、對于運動驅動和滑軌組件上的任意一點x，用相鄰兩個測量點的偏移量做插值計算，其結果作為該點處的偏移量本發明便于確定不同位置處的視覺偏移量補償函數，有效提高同軸視覺系統的精度。

技術領域

本發明涉及激光應用和機器視覺領域，更具體地說，本發明涉及一種飛行光路中同軸視覺偏差的數值矯正方法。

背景技術

采用機器視覺技術對工件進行定位，在激光加工領域中已經得到廣泛應用，而同軸視覺可免除工件頻繁往返于相機定位工位和激光加工工位，同時對運動機構的精度也沒有要求，更加受到青睞。

在同軸視覺系統，由于激光器合光鏡和相機固定于同一個平臺上，激光加工表面上，激光光斑中心點與相機物鏡光軸之間的相對位置也是固定的，其偏差量可經試驗測量后補償到視覺定位軟件中(是垂直于相機光軸的工作面上的二維向量)，同樣的同軸視覺系統也可以應用到飛行光路中，在典型的飛行光路中，由相機、相機物鏡及合光鏡組成的同軸視覺系統固定在滑臺上，可沿滑軌往復運動，通過調整激光束的45°反射鏡和合光鏡的位置和角度，使經過該反射鏡反射后的激光束平行于滑軌，再經合光鏡反射后與相機物鏡的光軸重合，由于經過反射鏡反射后的激光束無法保證絕對平行于運動機構的滑軌，并且滑軌也無法保證是絕對平直的(直線度品級)，滑臺在滑軌上的不同位置處位置偏移量也不同，從而限制了同軸視覺系統的精度。

因此需要發明一種飛行光路中同軸視覺偏差的數值矯正方法用來確定滑臺在滑軌上不同位置處的視覺偏移量補償函數其中x是滑臺在滑軌上的位置坐標。

發明內容

為了克服現有技術的上述缺陷，本發明的實施例提供一種飛行光路中同軸視覺偏差的數值矯正方法，通過在激光工作面上放置激光敏感材料，發射激光在激光敏感材料上打出可見光斑，用相機拍攝光斑，用圖像處理軟件捕捉光斑影像的中心，記錄光斑影像中心相對于相機圖像傳感器中心的偏移量，從而獲得所有選取點位上的偏移量，同時對于運動驅動和滑軌組件上的任意一點，用相鄰兩個測量點的偏移量做插值計算，其結果作為該點處的偏移量，從而便于確定滑臺在滑軌上不同位置處的視覺偏移量補償函數，進而有效提高同軸視覺系統的精度。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種飛行光路中同軸視覺偏差的數值矯正方法，具體矯正步驟如下：

S1、將運動滑臺在運動驅動和滑軌組件上的位置坐標設為x，在x軸上選取n個點x₁,x₂…,x_n，優選等間距分布；

S2、將運動滑臺驅動至第i個點位置x_i，其中i＝1,2……,n，在激光工作面上放置激光敏感材料，發射激光在激光敏感材料上打出可見光斑，用相機拍攝光斑，用圖像處理軟件捕捉光斑影像的中心，記錄光斑影像中心相對于相機圖像傳感器中心的偏移量這樣就獲得了所有n個選取點位上的偏移量

S3、對于運動驅動和滑軌組件上的任意一點x，用相鄰兩個測量點的偏移量做插值計算，其結果作為該點處的偏移量具體計算方法和過程如下：

a、通過數值比對確定兩個相鄰點位x_i和x_i+1，滿足x_ixx_i+1；

b、利用線性插值計算x點的偏移量：