一種表面貼裝元件的機器視覺定位方法
【專利說明】
[0001]技術領域:
本發(fā)明涉及電學領域，尤其涉及電子元件的表面貼裝技術，特別是一種表面貼裝元件的機器視覺定位方法。
[0002]【背景技術】:
表面貼裝技術產(chǎn)業(yè)由于產(chǎn)品精度高，工件情況復雜而多變等原因，用傳統(tǒng)定位辦法無法精準而高速地生產(chǎn)?，F(xiàn)有技術中，采用視覺定位方法提高了表面貼裝元件在加工托盤平臺的定位效率。但是，現(xiàn)有的視覺定位技術通過模板圖像分析獲得的位置，具體地說，就是由目標工件上的一個有一定辨識度的矢量圖形，經(jīng)過視覺運算找出它的角度及位置。這種方法不夠精確，尤其是在角度的測算上，由于視覺取樣的時候是通過像素計算的，像素沒有浮點數(shù)這一概念，所以不可避免地出現(xiàn)精度的缺失，導致存在誤差。
[0003]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
本發(fā)明的目的在于提供一種表面貼裝元件的機器視覺定位方法，所述的這種表面貼裝元件的機器視覺定位方法要解決現(xiàn)有技術中通過模板圖像分析獲得位置的視覺定位技術存在精度缺失和誤差的技術冋題。
[0004]本發(fā)明的這種表面貼裝元件的機器視覺定位方法，包括一個利用相機采集和分析表面貼裝元件的圖像的過程，其中，在所述的利用相機采集和分析表面貼裝元件的圖像的過程中，設置一個可在水平方向上平移和旋轉(zhuǎn)的托盤平臺，在所述的托盤平臺的上方固定設置一個相機，在所述的相機和一個計算機之間設置圖像數(shù)據(jù)傳送通道，首先進行一個校準步驟，然后進行待加工工件的定位步驟，在所述的校準步驟中，在托盤平臺中制作一個圓形特征點并將其放置到相機視場中心位置，然后將托盤平臺分別進行X方向和Y方向的平移，利用相機采集兩個以上位置的圓形特征點的圖像，再結(jié)合每個圖像對應移動的托盤平臺的坐標，利用每次定位的坐標位置及對應求出的像素位置，計算出照片中像素位置與坐標的比例關系，再進行以下步驟:
步驟一，將圓形特征點放置在相機視場中心位置，
步驟二，將托盤平臺向順時針或者逆時針旋轉(zhuǎn)1°，
步驟三，再沿X方向和Y方向的平移托盤平臺，使圓形特征點位于圖像中心位置， 步驟四，記錄托盤平臺當前X、Y方向的坐標，
步驟五，重復步驟二到步驟四，到托盤平臺累計偏轉(zhuǎn)大于60°時停止，
將步驟一到步驟五采集到的托盤平臺坐標序列通過最小二乘法計算出中心坐標，該坐標為相機圖像中心所對應的托盤平臺中的實際坐標，
在所述的待加工工件的定位步驟中，將待加工工件置于標準加工位置，在待加工工件上設置一個第一特征點和一個第二特征點，移動托盤平臺，使第一特征點出現(xiàn)在相機視場中，這時采集相片，根據(jù)照片中第一特征點的像素位置，以及校準流程中得到的相機視場中心坐標，得出第一特征點的標準加工坐標，然后移動托盤平臺，使第二特征點出現(xiàn)在相機視場中，這時采集相片，根據(jù)照片中第二特征點的像素位置，以及校準流程中得到的相機視場中心的坐標，得出第二特征點的標準加工坐標；根據(jù)實際加工坐標和標準加工坐標的偏差進行重新定位，到達標準加工位置，待加工的新工件定位兩個實際特征點在視場中的像素位置，計算出的相應的坐標，通過與兩個特征點的標準加工坐標比較，直接計算出新工件所處加工位置和標準加工位置的角度差，然后通過計算得出新工件的糾正角度后的坐標，得出X，y的平移距離，重新定位，到達標準加工位置。
[0005]本發(fā)明和現(xiàn)有技術相對比，其效果是積極和明顯的。本發(fā)明利用工業(yè)相機拍攝圖像，采集一系列數(shù)據(jù)，得到一個由平臺的軸坐標和視覺圖像像素位置構(gòu)成的坐標系統(tǒng)，進而精確地測量偏移量并進行校準，再通過包括以太網(wǎng)在內(nèi)的圖像數(shù)據(jù)傳送通道將照片傳送到計算機，通過視覺匹配算法在圖像中找出特征點在圖像中的具體位置，通過對工件上的一定距離的兩點進行采樣，將測量基數(shù)擴大了一個數(shù)量級，使圖像的誤差幾乎可以忽略，并且避免了對于特征點的形狀及視覺算法的依賴性，適用面更廣，精度更高。
[0006]【附圖說明】:
圖1是本發(fā)明一種表面貼裝元件的機器視覺定位方法的原理圖。
[0007]【具體實施方式】:
實施例1:
本發(fā)明一種表面貼裝元件的機器視覺定位方法，包括一個利用相機采集和分析表面貼裝元件的圖像的過程，其中，在所述的利用相機采集和分析表面貼裝元件的圖像的過程中，設置一個可在水平方向上平移和旋轉(zhuǎn)的托盤平臺1，在所述的托盤平臺I的上方固定設置一個相機2，在所述的相機2和一個計算機(圖中未示)之間設置圖像數(shù)據(jù)傳送通道，首先進行一個校準步驟，然后進行待加工工件3的定位步驟，在所述的校準步驟中，在托盤平臺I中制作一個圓形特征點并將其放置到相機2視場中心位置，然后將托盤平臺I分別進行X方向和Y方向的平移，利用相機2采集兩個以上位置的圓形特征點的圖像，再結(jié)合每個圖像對應移動的托盤平臺的坐標，利用每次定位的坐標位置及對應求出的像素位置，計算出照片中像素位置與坐標的比例關系，再進行以下步驟:
步驟一，將圓形特征點放置在相機2視場中心位置，
步驟二，將托盤平臺I向順時針或者逆時針旋轉(zhuǎn)1°，
步驟三，再沿X方向和Y方向的平移托盤平臺1，使圓形特征點位于圖像中心位置， 步驟四，記錄托盤平臺I當前X、Y方向的坐標，
步驟五，重復步驟二到步驟四，到托盤平臺I累計偏轉(zhuǎn)大于60°時停止，
將步驟一到步驟五采集到的托盤平臺I坐標序列通過最小二乘法計算出中心坐標，該坐標為相機2圖像中心所對應的托盤平臺I中的實際坐標，
在所述的待加工工件3的定位步驟中，將待加工工件3置于標準加工位置，在待加工工件3上設置一個第一特征點BI和一個第二特征點B2，移動托盤平臺1，使第一特征點BI出現(xiàn)在相機2視場中，這時采集相片，根據(jù)照片中第一特征點BI的像素位置，以及校準流程中得到的圓形特征點的坐標，可以得出第一特征點BI的標準加工坐標。然后移動托盤平臺1，使第二特征點B2出現(xiàn)在相機2視場中，這時采集相片，根據(jù)照片中第二特征點B2的像素位置，以及校準流程中得到的圓形特征點的坐標，得出第二特征點B2的標準加工坐標。
[0008]實際生產(chǎn)中，將新工件放置在平臺上的加工位置上，移動平臺，使實際特征點BI出現(xiàn)在相機2視場中，這時采集相片，根據(jù)照片中特征點BI的像素位置，以及校準流程中得到的圓形特征點的坐標，可以得出特征點BI的實際加工坐標。然后移動平臺，使實際特征點B2出現(xiàn)在相機2視場中，這時采集相片，根據(jù)照片中特征點B2的像素位置，以及校準流程中得到的視場中心坐標，得出特征點B2的實際加工坐標。
[0009]又已知工件兩個特征點的標準加工位置的坐標，可以根據(jù)實際加工位置的坐標和標準加工位置的坐標，得到X向、Y向以及旋轉(zhuǎn)角度偏差。平臺按照前后偏差、左右偏差和旋轉(zhuǎn)角度進行調(diào)整位置后，可以將工件移至標準加工位置。
[0010]具體的，在本實施例中，第一特征點BI和第二特征點B2均采用十字型圖案。
【主權項】
1.一種表面貼裝元件的機器視覺定位方法，包括一個利用相機采集和分析表面貼裝元件的圖像的過程，其特征在于:在所述的利用相機采集和分析表面貼裝元件的圖像的過程中，設置一個可在水平方向上平移和旋轉(zhuǎn)的托盤平臺，在所述的托盤平臺的上方固定設置一個相機，在所述的相機和一個計算機之間設置圖像數(shù)據(jù)傳送通道，首先進行一個校準步驟，然后進行待加工工件的定位步驟，在所述的校準步驟中，在托盤平臺中制作一個圓形特征點并將其放置到相機視場中心位置，然后將托盤平臺分別進行X方向和Y方向的平移，利用相機采集兩個以上位置的圓形特征點的圖像，再結(jié)合每個圖像對應移動的托盤平臺的坐標，利用每次定位的坐標位置及對應求出的像素位置，計算出照片中像素位置與坐標的比例關系，再進行以下步驟: 步驟一，將圓形特征點放置在相機視場中心位置， 步驟二，將托盤平臺向順時針或者逆時針旋轉(zhuǎn)1°， 步驟三，再沿X方向和Y方向的平移托盤平臺，使圓形特征點位于圖像中心位置， 步驟四，記錄托盤平臺當前X、Y方向的坐標， 步驟五，重復步驟二到步驟四，到托盤平臺累計偏轉(zhuǎn)大于60°時停止， 將步驟一到步驟五采集到的托盤平臺坐標序列通過最小二乘法計算出中心坐標，該坐標為相機圖像中心所對應的托盤平臺中的實際坐標， 在所述的待加工工件的定位步驟中，將待加工工件置于標準加工位置，在待加工工件上設置一個第一特征點和一個第二特征點，移動托盤平臺，使第一特征點出現(xiàn)在相機視場中，這時采集相片，根據(jù)照片中第一特征點的像素位置，以及校準流程中得到的相機視場中心坐標，得出第一特征點的標準加工坐標，然后移動托盤平臺，使第二特征點出現(xiàn)在相機視場中，這時采集相片，根據(jù)照片中第二特征點的像素位置，以及校準流程中得到的相機視場中心的坐標，得出第二特征點的標準加工坐標；根據(jù)實際加工坐標和標準加工坐標的偏差進行重新定位，到達標準加工位置，待加工的新工件定位兩個實際特征點在視場中的像素位置，計算出的相應的坐標，通過與兩個特征點的標準加工坐標比較，直接計算出新工件所處加工位置和標準加工位置的角度差，然后通過計算得出新工件的糾正角度后的坐標，得出X，y的平移距離，重新定位，到達標準加工位置。
【專利摘要】一種表面貼裝元件的機器視覺定位方法，包括利用相機采集表面貼裝元件的圖像的過程，其中，設置可在水平方向上平移和旋轉(zhuǎn)的托盤平臺，在托盤平臺上方設置一個相機，在相機和計算機之間設置圖像數(shù)據(jù)傳送通道，首先進行一個校準步驟，然后進行待加工工件的定位步驟。利用相機拍攝圖像，采集一系列數(shù)據(jù)，得到一個由平臺的軸坐標和視覺圖像像素位置構(gòu)成的坐標系統(tǒng)，進而測量偏移量并進行校準，再將照片傳送到計算機，通過視覺匹配算法在圖像中找出特征點在圖像中的具體位置，通過對工件上的一定距離的兩點進行采樣，將測量基數(shù)擴大了一個數(shù)量級，使圖像的誤差幾乎可以忽略，并且避免了對于特征點的形狀及視覺算法的依賴性，適用面更廣，精度更高。
【IPC分類】G01B11-00
【公開號】CN104729406
【申請?zhí)枴緾N201510125262
【發(fā)明人】呂德云, 王德民
【申請人】上海瑞伯德智能系統(tǒng)科技有限公司
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2015年3月23日