一種表面貼裝元件的雙相機機器視覺定位方法
【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雙相機機器視覺定位方法。
[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雙相機機器視覺定位方法，所述的這種表面貼裝元件的雙相機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問題。
[0004]本發(fā)明的這種表面貼裝元件的雙相機機器視覺定位方法，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的托盤平臺，在所述的托盤平臺的上方設置一個第一相機和一個第二相機，并將所述的第一相機和第二相機均設置在一個導軌上，在第一相機和第二相機與所述的導軌之間設置驅動機構，將所述的驅動機構的控制端連接一個伺服控制器，在第一相機和第二相機與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第一相機視場的中心位置，然后將托盤平臺分別進行X方向和Y方向的平移，利用第一相機采集兩個以上位置的圓形特征點的圖像，再結合每個圖像對應移動的托盤平臺的坐標，利用每次定位的托盤平臺的坐標位置及對應求出的圖像中的像素位置，計算出第一相機相片中像素位置與坐標的數(shù)值關系，再將圓形特征點放置到第二相機視場的中心位置，然后再將托盤平臺分別進行X方向和Y方向的平移，利用第二相機采集兩個以上位置的圓形特征點的圖像，再結合每個圖像對應移動的托盤平臺的坐標，利用每次定位的托盤平臺的坐標位置及對應求出的圖像中的像素位置，計算出第二相機相片中像素位置與坐標的數(shù)值關系，再進行以下步驟:
步驟一，沿X方向和Y方向平移托盤平臺，使圓形特征點放置在第一相機視場中心位置，并使圓形特征點遠離托盤平臺旋轉中心，
步驟二，將托盤平臺向順時針方向或者逆時針方向旋轉I度，
步驟三，再沿X方向和Y方向平移托盤平臺，使圓形特征點重新位于第一相機視場中心位置，
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，到托盤平臺累計旋轉角度大于60°時停止， 步驟六，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，該坐標為第一相機視場中心位置所對應的托盤平臺的實際坐標，
步驟七，沿X方向和Y方向平移托盤平臺，使圓形特征點放置在第二相機視場中心位置，并使圓形特征點遠離托盤平臺旋轉中心，
步驟八，將托盤平臺向順時針方向或者逆時針方向旋轉I度，
步驟九，再沿X方向和Y方向平移托盤平臺，使圓形特征點重新位于第二相機視場中心位置，
步驟十，記錄托盤平臺當前X、Y方向的坐標，
步驟十一，重復步驟八到步驟十，到托盤平臺累計旋轉角度大于60°時停止，
步驟十二，將步驟七到步驟十一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，該坐標為第二相機視場中心位置所對應的托盤平臺的實際坐標，
在所述的待加工工件的定位步驟中，將待加工工件置于托盤平臺上，并移動托盤平臺使待加工工件位于標準加工位置，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，使第一特征點和第二特征點同時出現(xiàn)在第一相機視場和第二相機視場中，這時利用第一相機采集相片，根據(jù)相片中第一特征點的像素位置，以及校準流程中得到的第一相機視場中心坐標，得出第一特征點的標準加工坐標，同時利用第二相機采集相片，根據(jù)相片中第二特征點的像素位置，以及校準流程中得到的第二相機視場中心坐標，得出第二特征點的標準加工坐標，記錄此時的第一特征點的標準加工坐標、第二相機視場中心坐標和托盤平臺的旋轉角度，作為正常加工時的觀測位置，將后續(xù)待加工工件放置到托盤平臺上并在后續(xù)待加工工件上設置第一特征點和第二特征點，利用第一相機和第二相機分別采集相片，根據(jù)相片中第一特征點和第二特征點的圖像中的像素位置，以及第一相機和第二相機的視場中心坐標，分別計算得到第一特征點和第二特征點的實際位置的坐標。
[0005]進一步的，在計算得到后續(xù)待加工工件中第一特征點和第二特征點的實際位置的坐標之后，根據(jù)第一特征點和第二特征點的標準坐標位置和實際位置的坐標，計算獲得實際位置與標準位置的x、y方向的偏差以及旋轉的角度偏差值，然后控制托盤平臺根據(jù)x、y方向的偏差以及旋轉的角度偏差值進行移動，實現(xiàn)工件位置的校正。
[0006]進一步的，第一相機和第二相機米用相同型號的相機。
[0007]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)明利用兩個工業(yè)相機拍攝圖像，采集一系列定位運動數(shù)據(jù)，從而得到一個通過視覺采集兩點定位的坐標系統(tǒng)，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。
[0008]【附圖說明】:
圖1是本發(fā)明一種表面貼裝元件的雙相機機器視覺定位方法的原理圖。
[0009]【具體實施方式】:
實施例1:
如圖1所示，本發(fā)明一種表面貼裝元件的雙相機機器視覺定位方法，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的托盤平臺1，在所述的托盤平臺I的上方設置一個第一相機2和一個第二相機3，并將所述的第一相機2和第二相機3均設置在一個導軌(圖中未示)上，在第一相機2和第二相機3與所述的導軌之間設置驅動機構(圖中未示)，將所述的驅動機構的控制端連接一個伺服控制器(圖中未示)，在第一相機2和第二相機3與一個計算機(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第一相機2視場的中心位置，然后將托盤平臺I分別進行X方向和Y方向的平移，利用第一相機2采集兩個以上位置的圓形特征點的圖像，再結合每個圖像對應移動的托盤平臺I的坐標，利用每次定位的托盤平臺I的坐標位置及對應求出的圖像中的像素位置，計算出第一相機2相片中像素位置與坐標的數(shù)值關系，再將圓形特征點放置到第二相機3視場的中心位置，然后再將托盤平臺I分別進行X方向和Y方向的平移，利用第二相機3采集兩個以上位置的圓形特征點的圖像，再結合每個圖像對應移動的托盤平臺I的坐標，利用每次定位的托盤平臺I的坐標位置及對應求出的圖像中的像素位置，計算出第二相機3相片中像素位置與坐標的數(shù)值關系，再進行以下步驟:
步驟一，沿X方向和Y方向平移托盤平臺1，使圓形特征點放置在第一相機2視場中心位置，并使圓形特征點遠離托盤平臺I旋轉中心，
步驟二，將托盤平臺I向順時針方向或者逆時針方向旋轉I度，
步驟三，再沿X方向和Y方向平移托盤平臺I，使圓形特征點重新位于第一相機2視場中心位置，
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