一種基于機器視覺的定位補償方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種基于機器視覺的定位補償方法，尤其是用于攝像模組調(diào)焦的基于 機器視覺的定位補償方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在許多不適合人工作業(yè)的危險環(huán)境或人工視覺難W滿足要求的場合，機器視覺系 統(tǒng)在制造生產(chǎn)業(yè)中的運用很好地滿足了安全、高精度的生產(chǎn)要求。用機器視覺檢測方法可 W大大提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)的自動化程度，例如在手機攝像模組的生產(chǎn)中，隨著手機攝像 模組行業(yè)的不斷發(fā)展，模組制程工藝要求相應(yīng)提升，對導(dǎo)入的自動化設(shè)備柔性要求與定位 精度也不斷提高，機器視覺在自動化設(shè)備中的應(yīng)用極大地提高了設(shè)備的柔性與執(zhí)行機構(gòu)的 定位精度。例如，在手機攝像模組的調(diào)焦過程中，根據(jù)所述手機攝像模組位于標記點及拍攝 點時位于所述機械坐標系及所述像素坐標系的坐標，得W推出調(diào)焦手輪的圓必的定位位置 及角度偏差值，W對所述手機攝像模組進行調(diào)焦作業(yè)。由此可見，對所述調(diào)焦手輪的圓必的 定位位置及角度偏差值的計算將會直接影響所述自動調(diào)焦模組對所述手機攝像模組的調(diào) 焦效果而影響到所述自動調(diào)焦模組的產(chǎn)品出良率，因而在基于機器視覺的自動化設(shè)備開發(fā) 中，研究一種高精度的執(zhí)行機構(gòu)定位偏差計算方法是關(guān)鍵所在。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的主要目的在于提供一種基于機器視覺的定位補償方法，W用于兩元件之 間的定位，方便后續(xù)所述兩元件之間的操作，本發(fā)明通過機器視覺識別進行定位補償，從而 確保所述兩元件之間的位置得W精確對準。
[0004] 本發(fā)明的另一目的在于提供一種基于機器視覺的定位補償方法，其通過引入視覺 轉(zhuǎn)接塊作為參照，分別得到其在機械坐標系和像素坐標系的位置坐標，然后計算偏差，從而 對所述兩元件之間的定位進行補償。
[0005] 發(fā)明的另一目的在于提供一種基于機器視覺的定位補償方法，所述基于機器視覺 的定位補償方法用于攝像模組的自動調(diào)焦，所述基于機器視覺的定位補償方法得W確定自 動調(diào)焦設(shè)備中的調(diào)焦手輪的定位位置，繼而驅(qū)動調(diào)焦爪進入鏡頭凹槽，并進一步地完成調(diào) 焦，提局廣品良率。
[0006] 本發(fā)明的另一目的在于提供一種基于機器視覺的定位補償方法，其可W應(yīng)用于攝 像模組的調(diào)焦，并且其對因拍攝相機安裝位置與運動軸運行方向不平行時而產(chǎn)生的畫面傾 斜誤差做分析與補償，從而提高定位精度。
[0007] 本發(fā)明的另一目的在于提供一種基于機器視覺的定位補償方法，所述基于機器視 覺的定位補償方法用于攝像模組的自動調(diào)焦時，得W對視覺畫面下的像素坐標系與機械坐 標系XY軸運動方向傾斜W及XY軸不垂直狀態(tài)下的比例系數(shù)進行誤差分析并計算。
[0008] 本發(fā)明的另一目的在于提供一種基于機器視覺的定位補償方法，所述基于機器視 覺的定位補償方法用于攝像模組的自動調(diào)焦時，得W計算視覺畫面下的像素坐標系與機械 坐標系XY軸運動方向傾斜W及XY軸不垂直狀態(tài)時的定位偏差。
[0009] 本發(fā)明的另一目的在于提供一種基于機器視覺的定位補償方法，所述基于機器視 覺的定位補償方法用于攝像模組的自動調(diào)焦時，得W使得所述調(diào)焦手輪快速做出精確的補 償，從而完成所述攝像模組的自動調(diào)焦，減少人工成本，提高產(chǎn)品生產(chǎn)率。
[0010] 為實現(xiàn)W上目的，本發(fā)明提供一種基于機器視覺的定位補償方法，W用于使運動 執(zhí)行機構(gòu)將第一元件和第二元件完成定位，從而方便所述第一和第二元件完成后續(xù)的預(yù)設(shè) 操作，所述方法，包括如下步驟：
[0011] (a)按X，Y軸運動方向建立互相映射的機械坐標系狂i，Yj)和基于機器視覺識別 的像素坐標系狂P，Yp);
[0012] 化）獲取視覺轉(zhuǎn)接塊分別在初始標記位置和拍攝位置的機械坐標（x,i，y,i)和 (x，2，y，2)，其中所述視覺轉(zhuǎn)接塊還用于標記所述第一元件在初始位置的像素坐標（Xpi，ypi);
[0013] (C)獲取所述第二元件在拍攝位置的機械坐標（X,3,y,3)和像素坐標（Xp2,yp2) ;W 及
[0014] (d)在所述像素坐標系中，W(Xpi，ypi)為基準點，根據(jù)所述第二元件的像素坐標 (Xp2,yp2)，并且基于所述像素坐標系和所述機械坐標系互相對應(yīng)的關(guān)系，進行定位補償，W 計算所述第一元件和所述第二元件在完成所述預(yù)設(shè)操作時所述第一元件在所述機械坐標 系中的相關(guān)定位位置坐標：
[001引其中Xvs、Yvs為視覺補償量。
[0017] 當所述像素坐標系和所述機械坐標系平行，通過如下式計算XY方向視覺補償：
[0019] 其中視覺補償量的正負號按如下方式確定：若被測物體在所述像素坐標系內(nèi)移動 的方向與所述機械坐標系下移動的方向一致，則取負號，反之取正號，Sy、Sy分別為XY方向 像素對應(yīng)機械坐標比例系數(shù)，
[0020] 并且所述比例系數(shù)Sx、Sy按下述方法計算，在所述像素坐標系內(nèi)，從第一參照 點a(Xp。，y。。）移動至第二參照點b(Xpb,ypb)，其對應(yīng)的所述機械坐標系中的坐標分別是 (X陽，y陽）和（X化，yjb)，得至Ij:
[0022] 當所述機械坐標系與所述像素坐標系不平行，并且Xj軸和Yj軸不互相垂直時，設(shè) 軸Xp與軸Xj間存在夾角a，軸Yp與軸Yj之間存在夾角目，在所述像素坐標系內(nèi)，從第一參 照點a(Xp。，y。。）移動至第二參照點b(Xpb，ypb)，取點d與所述點b在同一直線上并且垂直于 Xp軸，點a在所述機械坐標系的坐標軸上映射點分別為點e和點n，點b在所述機械坐標系 的坐標軸上映射點分別為點f和點m，
[0023] 從而通過如下式計算XY方向視覺補償：
[0025] 其中視覺補償量的正負號按如下方式確定：若被測物體在所述像素坐標系內(nèi)移動 的方向與所述機械坐標系下移動的方向一致，則取負號，反之取正號，Sy和Sy分別為XY方 向像素對應(yīng)機械坐標比例系數(shù)；
[0026] 并且所述比例系數(shù)S,和Sy按下述方法計算：
[002引其中表示所述像素坐標系下點a與點d之間的像素點差值，歹表示所述機械 坐標系下點e與點f的坐標差值，表示所述像素坐標系下點b與點d之間的像素點差 值是，；品表示所述機械坐標系下點m與點n的坐標差值。
[0029] 通過單獨移動Xj軸和Yj軸得到計算參照點，其在所述機械坐標系和所述像素坐標 系中分別具有坐標（x，wy，。）和（Xp3，yp。)，
[0030] 從而用來求解Sx和Sy:
[0032] W及傾斜比例系數(shù)：
[0034] 根據(jù)相似H角形原理，推導(dǎo)出：
[0036] 由此可推導(dǎo)出XY方向視覺補償量修正為：
[003引 由此，進一步得到：
[0040] 其中Sx,Sy由式（6)得出，ItanaI和Itan目I由式（7)得出，戶故品和化<?五的值由 式餅得出。
[0041] 本發(fā)明所述基于機器視覺的定位補償方法應(yīng)用于攝像模組的調(diào)焦工藝，其中所述 第一和第二元件分別是調(diào)焦手輪和待調(diào)焦的攝像模組，所述預(yù)設(shè)操作是所述調(diào)焦手輪對所 述攝像模組的調(diào)焦操作，在定位時，所述調(diào)焦手輪的圓必和所述攝像模組的鏡頭圓必匹配 對齊。
[0042] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提供一種基于機器視覺的定位補償方法，W用于 操作調(diào)焦運動執(zhí)行機構(gòu)，實現(xiàn)調(diào)焦手輪對攝像模組的調(diào)焦，所述方法包括如下步驟：
[0043] (A)運行至所述調(diào)焦手輪附近，放置視覺轉(zhuǎn)接塊，得到所述視覺轉(zhuǎn)接塊在初始位置 機械坐標系狂j，Yj)中的坐標（Xji，yji);
[0044] 度）運行至機器視覺系統(tǒng)的拍照相機視野范圍內(nèi)進行拍照，得到所述視覺轉(zhuǎn)接塊 在拍照點時在像素坐標系狂P，Yp)中的位置（x,2，y，2)，其中所述視覺轉(zhuǎn)接塊還用于標記所述 調(diào)焦手輪圓必在初始位置在所述像素坐標系狂P，Yp)中的像素坐標（Xpi，ypi);
[0045] (C)放置待測試的所述攝像模組并且運行至拍照位置，得到所述攝像模組拍照位 置的機械坐標（x，3，y，3)，并且拍照得所述攝像模組鏡頭圓必的像素坐標（Xp2，yp2) 及[004引 做在所述像素坐標系中，W(V，ypi)為基準點，根據(jù)所述攝像模組鏡頭圓必的像 素坐標（Xp2,yp2)，并且基于所述像素坐標系和所述機械坐標系互相對應(yīng)的關(guān)系，進行定位 補償，W得到所述調(diào)焦手輪圓必對準所述攝像模組圓必的計算式：
[004引其中Xvs、Yvs為視覺補償量。
[0049] 在上述方法中的所述步驟做中，還得到在初始位置調(diào)焦爪的角度0 1，在所述步 驟（C)中得到所述攝像模組定位槽角度02,從而計算角度偏差：e= 02-0 1。
[0050] 在上述方法中，當所述像素坐標系和所述機械坐標系平行，通過如下式計算XY方 向視覺補償：
[0052] 其中視覺補償量的正負號按如下方式確定：若被測物體在所述像素坐標系
[0053]內(nèi)移