[發明專利]用于機器視覺應用的使成像器對焦的方法和系統

在審

• 申請號: 202011052366.5
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112637480A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: I·維諾格拉多夫;M·特拉伊科弗克;H·張
• 申請（專利權）人: 斑馬技術公司
• 主分類號: H04N5/232
• 分類號: H04N5/232
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 何焜;陳潔

本申請公開了用于機器視覺應用的使成像器對焦的方法和系統。本文公開了用于機器視覺應用的使成像器對焦的方法和系統。一種公開的示例機器視覺方法包括：經由成像組件捕獲出現在該成像組件的視場(FOV)內的標記的圖像；經由控制器將該標記識別為對焦調整觸發器，該對焦調整觸發器操作以觸發與該成像組件相關聯的至少一個對焦參數的調整；至少部分地基于該標記來調整該至少一個對焦參數；鎖定該至少一個對焦參數使得該至少一個對焦參數在一持續時間內保持不變；以及響應于該至少一個對焦參數的該鎖定，經由該成像組件捕獲感興趣的對象的至少一個后續圖像。

技術領域

本公開大體涉及機器視覺，并且更具體地，涉及用于機器視覺應用的使成像器對焦的方法和系統。

背景技術

機器視覺用于基于自動成像的檢查和分析，在工業上通常應用于零件檢查、過程控制和機器人引導等應用。在典型的機器視覺系統中，成像系統的對焦距離是固定的。如有必要，必須手動地將焦點調整到特定距離，以對焦到感興趣的對象上。然而，手動對焦需要給操作員的外部計算機和顯示器。如果沒有具有顯示器的計算機可用，并且使用有限數量的離散對焦位置，則對焦可能不夠精確。雖然自動對焦系統可以緩解該問題，但它們往往速度慢并且不能有效地在移動系統(諸如傳送帶)中使用。在成像器的視場(FOV)內存在多個對象的情況下，自動對焦算法可能會選擇錯誤的對象進行對焦，這可能會導致感興趣的目標對象的圖像模糊。因此，需要解決關于用于機器視覺系統的成像系統的對焦的問題的解決方案。

附圖說明

附圖(其中類同的附圖標記在全部單獨的視圖中表示相同的或功能類似的要素)連同下面的詳細描述被納入于此并形成說明書的一部分，并用來進一步闡述包括所要求保護的示例的構思的實施例，以及解釋那些實施例的各種原理和優勢。

圖1示出了根據本公開的各方面的機器視覺系統。

圖2是表示用于實現圖1的機器視覺系統的示例方法、硬件邏輯和指令的流程圖。

所呈現的各種附圖中所示的連接線或連接器旨在表示各種要素之間的示例功能性關系和/或物理或邏輯耦合。一般來說，在整個(多個)附圖和所附書面描述中將使用相同的附圖標記來指代相同或相似的部件。

附圖中的要素出于簡化和清楚的目的而示出，并且不一定按比例繪制。例如，在適當的情況下，可以通過附圖中的常規符號來表示組件，并且可以僅示出與理解本發明實施例相關的那些特定細節，以免那些對得益于本文描述的本領域普通技術人員而言顯見的細節混淆本公開。此外，附圖中的要素中的一些要素的尺寸可以相對于其他要素被放大以幫助提升對本發明實施例的理解。

具體實施方式

在本公開的各種實施例中，公開了基于在感興趣的對象上存在的或與感興趣的對象相關存在的專用標記來對焦的方法和機器視覺系統。示例成像系統具有可電子控制的對焦機構，諸如液體透鏡或音圈電機，這些在傳統上用于自動對焦系統。基于在感興趣的對象上存在的、與感興趣的對象相關存在的、等等的特殊標記(例如，條形碼、基準標記或任何其他特殊指定圖案)將焦點調整和凍結在針對該感興趣的對象的適當距離處，可以獲取益處。當成像系統看到該標記時，該成像系統基于該標記標識出感興趣的對象的到成像平面的對焦距離、在該對焦距離處對焦并且凍結該對焦距離的對焦參數。當照相機的FOV內存在多個對象時，傳統的自動對焦算法可能無法選擇感興趣的目標對象，從而無法恰當地對焦到感興趣的目標對象上。然而，通過使用專用標記，機器視覺系統可以基于該標記確定感興趣的目標對象的對焦距離、對焦并凍結該對焦距離的對焦參數，并且捕獲該感興趣的目標對象的正確對焦圖像。使用標記來確定、設置和凍結對焦距離可以減少或消除對自動對焦的需要，從而獲得若干益處，包括例如，降低系統復雜性、降低成本、減少人力、減少失焦、減少對不正確的感興趣的對象的對焦、增加系統吞吐量。此外，機器視覺系統可以從由標記指示的對焦距離開始搜索感興趣的對象。可以使用例如，標記的圖案等將對焦距離信息編碼在專用標記中。