[发明专利]视觉定位方法，相机系统和自动化设备

说明书

本发明提供了视觉定位方法以及相机系统和自动化设备，该视觉定位方法包括：以视觉坐标系作为基准坐标系，计算第一机械轴相对于基准坐标系的第一映射关系，该第一映射关系包括第一机械轴相对于基准坐标系的第一夹角、第一机械轴的移动量和基准坐标系中的对象的移动量之间的第一长度比率；在基准坐标系中的对象从第一位置移动到第二位置的情况下，确定第一位置和第二位置在基准坐标系中的第一坐标和第二坐标和基于第一坐标、第二坐标、第一夹角和第一长度比率确定与对象从第一位置移动到第二位置对应的第一机械轴的移动量，通过根据本发明的视觉定位方法，相机系统和自动化设备，可以利用机械视觉来进行高精度定位。

技术领域

本发明涉及图像处理领域，特别涉及应用机器视觉的相机系统的视觉定位方 法，以及应用该视觉定位方法的相机系统和自动化设备。

背景技术

机器视觉是用机器代替人眼来做测量和判断。机器视觉系统是指通过机器视 觉产品(即图像摄取装置)将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处 理系统，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号；图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。

典型的工业机器视觉系统包括：光源、镜头、相机(例如CCD相机和CMOS 相机)、图像处理单元(或图像捕获卡)、图像处理软件、监视器、通信/输入输出单元等。

目前，随着人力成本的不断增加，自动化设备越来越受到制造业从业者的关 注，而机械视觉对于自动化设备而言是不可或缺的一部分，尤其是对高精度自动化设备。

如何将机械视觉与设备进行整合，形成一个整体是每个设备开发人员所面临的一个重要问题，因此，需要具有普遍意义的图像处理方案，从而应用于具有不同相机系统和不同相机安装方式的自动化设备。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术中的缺陷和不足，提供适用于各种设备类型和安装方式的通用的视觉定位方法，以及应用该视觉定位方法的相机系统和自动化设备。

根据本发明的一方面，提供了一种视觉定位方法，包括：以视觉坐标系作为基准坐标系，计算第一机械轴相对于所述基准坐标系的第一映射关系，所述第一映射关系包括所述第一机械轴相对于所述基准坐标系的第一夹角、所述第一机械轴的移动量和所述基准坐标系中的对象的移动量之间的第一长度比率；在所述基准坐标系中的对象从第一位置移动到第二位置的情况下，确定所述第一位置和第二位置在所述基准坐标系中的第一坐标和第二坐标；和，基于所述第一坐标、 所述第二坐标、所述第一夹角和所述第一长度比率确定与所述对象从第一位置移动到第二位置对应的所述第一机械轴的移动量。

在上述视觉定位方法中，所述第一长度比率为所述第一机械轴的移动距离为 1单位的物理距离时，所述对象在所述基准坐标系中的移动距离。

在上述视觉定位方法中，所述对象是所述第一机械轴上预设的特征点在所述基准坐标系中的映射。

在上述视觉定位方法中，令所述第一机械轴的移动距离为1单位的物理距离 时，所述对象在所述基准坐标系中从点A移动到点B，且点A和点B的坐标分 别为(Xa,Ya)和(Xb,Yb)；

θ＝arctan(dX/dY)*180/π°dX0

θ＝arctan(dX/dY)*180/π+180°dX0

θ＝90°dX＝0且dY0

θ＝270°dX＝0且dY0

（1）

其中，dX＝Xb-Xa且dY＝Yb-Ya。