[發明專利]一種獲取光學頭最佳聚焦位置的方法和裝置

在審

• 申請號: 202110881507.2
• 申請日: 2021-08-02
• 公開（公告）號: CN113324481A
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 張國棟
• 申請（專利權）人: 武漢中導光電設備有限公司
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G01M11/02;G02B26/10;G06T5/00;G06T3/40
• 代理公司: 武漢智權專利代理事務所(特殊普通合伙) 42225
• 代理人: 韓夢晴

本申請涉及一種獲取光學頭最佳聚焦位置的方法和裝置，該方法包括，預先設定光學頭的各個掃描深度位置，根據待掃描的玻璃的長寬尺寸將掃描圖像劃分為多個幀圖，得到光學頭在每個掃描深度位置處對應的每一幀圖的清晰度值，確定所述玻璃的每一幀圖的最佳清晰度位置所對應的掃描深度位置，基于每一幀圖的最佳清晰度位置所對應的掃描深度位置以確定玻璃的面型，實現在不使用激光測距儀的情況下獲得玻璃的面型數據。

技術領域

本申請涉及光學圖像采集領域，特別涉及一種獲取光學頭最佳聚焦位置的方法和裝置。

背景技術

目前在AOI設備進行檢測時，為了檢測的準確性，需要光學頭采集到的圖像清晰，而光學頭的景深范圍是有限的，因此需要光學頭在采圖時運動到一個合適的位置，以確保玻璃在景深范圍內，使圖像清晰。在實際情況中，玻璃的表面是起伏不平的，如果光學頭保持在一個位置不動，則當起伏較大時玻璃表面很有可能超出景深范圍，為避免這一問題，目前采取的方案是先獲取到玻璃的面型，在檢測過程中，光學頭根據面型數據跟隨玻璃表面隨動，這個過程稱為Mapping，其中玻璃的面型是指在玻璃表面的每一個采樣點處的最佳聚焦位置。

相關技術中，玻璃面型數據是通過激光測距儀來采集，通過將激光測距儀安裝在光學頭上進行掃描采樣，記錄每個采樣點處激光測距儀和玻璃表面的相對距離，用相對距離的變化反映玻璃表面的起伏，將這些數據匯總后就得到了整個玻璃的面型，作為Mapping過程的數據源使用。但是，激光測距儀測量得到的是相對距離，而且選擇基準位置的選取有很大的隨機性，因為玻璃表面是起伏的，不同位置的基準位置不相同，最合適的基準位置應根據對整個玻璃的面型的評估來確定，在這種情況下，一方面會對激光測距儀的Mapping效果產生有不利的影響，另一方面激光測距儀本身也無法對基準位置的選擇做出指導。并且激光測距儀價格昂貴，如果設備上有多個光學頭，則相應地需要安裝多個激光測距儀，不利于成本的降低。

發明內容

本申請實施例提供一種獲取光學頭最佳聚焦位置的方法和裝置，以實現在不使用激光測距儀的情況下獲得玻璃面型數據。

第一方面，本申請提供了一種獲取光學頭最佳聚焦位置的方法，所述方法包括以下步驟：

預先設定光學頭的各個掃描深度位置；

根據待掃描的玻璃的長寬尺寸將掃描圖像劃分為多個幀圖，得到光學頭在每個掃描深度位置處對應的每一幀圖的清晰度值；

確定所述玻璃的每一幀圖的最佳清晰度位置所對應的掃描深度位置；

基于每一幀圖的最佳清晰度位置所對應的掃描深度位置以確定玻璃的面型。

一些實施例中，所述預先設定光學頭的各個掃描位置，包括：

在玻璃內任選一點，并確定光學頭在該點的基準位置Z0；

在所述基準位置Z0兩側確定起始位置Zstart和結束位置Zend，并使得|Zstart-Z0|=|Zend-Z0|；

設定相鄰掃描位置的步長|step|=D/2，其中D為光學頭景深；

根據所述Zstart、Zend和step，確定長度為L的掃描序列Z的各個掃描深度位置為：

{Zstart，Zstart+step，Zstart+2*step, …，Ztart+n*step，Zend}。

一些實施例中，所述基準位置Z0為使得光學頭在玻璃內所選位置拍照最清晰的位置。

一些實施例中，所述根據待掃描的玻璃的長寬尺寸將掃描圖像劃分為多個幀圖，獲取光學頭在每個掃描深度位置處對應的每一幀圖的清晰度值，包括：

將所述玻璃短邊和長邊的幀圖數量分別設置為m和n，其中m和n為正整數，并設定表示整張玻璃的清晰度數據的二維數組：

S=[ [S00, S01, S02,…, S0n],

[S10, S11, S12,…, S1n],

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