[發明專利]一種基于圓檢測的藍寶石晶片定位跟蹤方法

有效

• 申請號: 202011392661.5
• 申請日: 2020-12-02
• 公開（公告）號: CN112484680B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 劉華;胡賢波;葉欣;何守龍
• 申請（專利權）人: 杭州中為光電技術有限公司
• 主分類號: G01B21/08
• 分類號: G01B21/08;G01B11/00;G01B11/26
• 代理公司: 浙江英普律師事務所 33238
• 代理人: 陳小良

1.一種基于圓檢測的藍寶石晶片定位跟蹤方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)采集單張標定板圖像和對應的機器人末端夾具位置信息進行標定，得到相機坐標系與機器人坐標系間的關系矩陣；

(2)視覺檢測系統采集單張陶瓷盤圖像并對其進行處理，檢測出所有藍寶石晶片和陶瓷盤；

(3)視覺檢測系統計算得到藍寶石晶片的數量、位置及角度信息；

(4)通過坐標變換得到藍寶石晶片在機器人坐標系下的位置信息，實現機器人對藍寶石晶片的定位，然后進行精確厚度測量；

所述的步驟(1)的具體步驟為：

(1-1)將工業相機安裝在陶瓷盤上方的支架上，保證通過以太網接口能將陶瓷盤圖像傳入視覺控制系統，同時保證能通過以太網接口將藍寶石晶片信息發送給機器人；

(1-2)將標定板固定在陶瓷盤上方，使得相機能夠采集到清晰的標定板圖像；

(1-3)機器人控制末端夾具中心點按順序運動到預設點位置，記錄此時的機器人末端夾具中心點坐標與標定板圖像點坐標；

(1-4)視覺標定系統進行九點標定，得到相機坐標系與機器人坐標系間的關系矩陣；

相機坐標系下坐標點與機器人坐標系下坐標點間的關系可以用下式表示：

其中，(x，y)為目標點在機器人坐標系下坐標，(u，v)為目標點在相機坐標下坐標點，通過仿射變換矩陣來建立兩坐標系間的旋轉、平移、縮放關系；利用矩陣奇異值分解法最小化投影誤差可以求得仿射變換矩陣；

所述的步驟(2)的具體步驟為：

(2-1)通過相機采集單張陶瓷盤圖像，并將圖像通過以太網接口傳入視覺控制系統中；

(2-2)對陶瓷盤圖像進行伽馬校正處理；

(2-3)用Canny算子對陶瓷盤圖像進行邊緣檢測；

(2-4)檢測出陶瓷盤圖像中的所有藍寶石晶片；

所述步驟(3)的具體步驟為：

(3-1)對檢測出的藍寶石晶片按半徑進行篩選，得到14片藍寶石晶片與陶瓷盤中心點坐標信息；

(3-2)計算藍寶石晶片中心點與陶瓷盤中心點之間的距離，根據距離值區分內部4片與外部10片藍寶石晶片；

(3-3)分別計算內部4片與外部10片藍寶石晶片的間隔距離，以及內部4片和外部10片藍寶石晶片至陶瓷盤中心點的距離，根據距離偏差值驗證檢測的正確性；

(3-4)計算得到陶瓷盤背面二維碼的角度以及藍寶石晶片的角度信息，按角度對藍寶石晶片進行排序。

2.根據權利要求1所述的一種基于圓檢測的藍寶石晶片定位跟蹤方法，其特征在于，所述步驟(2-2)的具體步驟為：

伽馬校正是通過對圖像亮度進行非線性變換，檢出圖像的深色部分和淺色部分，并使兩者在圖像中的比例增大，從而提高圖像對比度效果；伽馬校正公式可以表示為：

s＝cr^γ

其中，c、γ是正常數，r是輸入亮度值，s是輸出亮度值；具體步驟為：

(2-2-1)歸一化：將像素值轉換為0～1之間的實數；

(2-2-2)預補償：求出像素歸一化后的數以1/γ為指數的對應值；

(2-2-3)反歸一化：將經過預補償的實數值反變換為0～255之間的整數值。