[发明专利]具有预测运动控制的机器视觉系统和方法

说明书

发明背景

本发明涉及视觉系统，尤其涉及耦合至运动控制器的视觉系统，运动控制器提供用于生成图像获取触发信号的运动数据。

在许多应用中，机器视觉或图像处理分析被用于检查或定位物体。例如，在制造应用中，机器视觉分析可用于通过获取所制造物体的图像并且使用多种类型的图像处理算法分析这些图像以检测该物体中的缺陷。作为示例，用于制造诸如存储器盘之类的物体的系统可使用机器视觉来检查该物体以便检测制造缺陷，并且确保该物体被正确地标记或装配。

在此类机器视觉系统中，编码器通常用于将物体位置传达到视觉系统，以便在计算出的时刻生成触发信号并且调度数字输出的生成。触发信号被用于当物体在视觉系统前移动时获取视场中的该物体的一个或多个图像，并且数字输出可用于触发例如拒绝机制。图1示出例示性机器视觉系统20，其适于获取存储器盘24的一个或多个图像22。传送装置28传输盘24以引起盘24与成像设备32的视场30之间的相对运动。传送装置28的运动由一个或多个编码器36来跟踪。编码器36通过链路40将信号发送至处理器42，处理器42使用编码器信号来计算盘位置，并在计算出的时刻生成通过链路44去往成像设备32的触发信号以获取视场中的盘24的一个或多个图像。如果盘24是有缺陷的，则成像设备32和/或控制器42可被编程以通过链路46发送信号至拒绝执行装置48来将有缺陷的盘50从传送装置28移除，如图所示。

但是，编码器由于其不精确性、抗扰度问题以及可靠性问题而会是麻烦的且不合需要的。消除对提供位置数据至成像设备的单独编码器的需要会提高机器视觉系统的整体性能，减少故障点，并且增大视觉系统用户的效率。所需要的是可利用来自运动控制器的运动数据计算物体位置的机器视觉系统和方法。

发明内容

本发明实施例通过利用来自运动控制器的运动数据计算物体位置克服了现有技术的缺点。

因此，一些实施例包括一种视觉系统，其利用自网络上的运动控制器传达的运动数据来触发对物体的图像获取，其中运动控制器耦合至运动驱动器。视觉系统包括相机，并具有耦合至相机的获取控制器，获取控制器包括网络接口，且网络接口可操作用于耦合至网络。在从运动控制器接收到运动数据之后，相机使用虚拟轴应用来针对运动周期计划虚拟轴的运动，虚拟轴允许由相机计算获取触发率，该获取触发率遵循由运动驱动器所引起的物体运动。并且，基于计算出的获取触发率，相机生成用于触发物体的图像获取的获取触发信号。

其它实施例包括一种包含相机的视觉系统，相机可操作用于利用自网络上的运动控制器传达的运动数据来触发对物体的图像获取，并且运动控制器耦合至运动驱动器。相机包括虚拟轴应用和获取控制器，获取控制器可耦合至网络。公共时间基准由运动控制器、相机时钟、专用主时钟以及运动驱动器中的至少一个来提供。在接收到从运动控制器传达的运动数据之后，相机使用虚拟轴应用来针对运动周期计划虚拟轴的运动，虚拟轴可操作用于遵循运动驱动器引起的物体的相对运动。并且，基于虚拟轴的运动，相机生成用于触发物体的图像获取的获取触发信号。

与以上一致地，一些实施例包括用于获取图像的方法。该方法包括：向相机和运动控制器提供公共时间基准，其中相机和运动控制器在网络上通信；运动控制器发送运动数据至运动驱动器；运动控制器通过网络发送运动数据至相机；在接收到运动数据之后，相机计划虚拟轴的运动，其中虚拟轴以相对运动驱动器的固定关系运动；使用虚拟轴，生成实际上遵循物体运动的图像获取触发率；以及使用图像获取触发率，生成图像获取触发信号并获取物体的图像。

对于前述和相关的目标的成就，本发明则包括下文中完整描述的特征。以下描述和所附附图详细阐述了本发明的多方面。然而，这些方面只表示能运用本发明原理的多种方式中的一小部分。通过结合附图参考对本发明的以下详细描述，本发明的其它方面、优点和新颖特征将变得显而易见。

附图说明

图1是包括提供用于计算物体位置的编码器信号的编码器的典型视觉系统配置的示意图；

图2是根据本发明实施例的包括用于提供运动数据的运动控制器的示例性视觉系统的示意图，其中运动数据用于生成虚拟轴；

图3是示出各种视觉系统信号以及跟踪运动驱动器的虚拟轴的示例图；以及

图4是根据本发明实施例的方法的流程图。