[发明专利]视觉系统中对彩色图像中色彩候选姿态评分的系统和方法

说明书

本发明提供了一种通过使用与边缘对齐候选姿态相关的受训色彩、灰度和/或距离(高度)信息(“色彩/灰度/距离”)在视觉系统的几何模板匹配工具中对候选姿态进行评分的系统和方法。受训模板包括测试点集中相关的色彩/灰度/距离信息。在运行时获取或者提供色彩、灰度和/或距离图像。运行时姿态具有与受训模板相关的色彩/灰度/距离图像的坐标空间，其中所述运行时姿态由对齐工具生成。色彩/灰度/距离测试点被映射到图像的坐标空间上。然后在各个映射的测试点上确定匹配。基于所述测试点确定分数。所述分数连同运行时间中的对齐结果一起使用以从(例如)获取的运行时目标图像中接受或者退回候选姿态。

技术领域

本发明涉及成像现场中的对象对齐和检查的机器视觉系统及相关方法。

背景技术

机器视觉系统，本文中又名“视觉系统”，用于在生产环境中执行各种任务。一般说来，视觉系统由一个或者多个带有图像传感器的摄像机组成，所述摄像机获取现场的灰度或者彩色图像，而所述现场又含有生产对象。分析所述对象的图像以向用户及相关生产过程提供数据/信息。通常通过一个或者多个视觉系统处理器中的视觉系统对由图像所产生的数据进行分析和处理，而所述视觉系统处理器可以是特定用途的，又或者是通用计算机(例如PC，笔记本电脑，平板电脑或者智能电话)中的一个或多个软件应用程序的一部分。

常规视觉系统任务包括对齐和检查。在对齐任务中，视觉系统工具，例如众所周知的、可通过商业途径从Cognex Corporation of Natick，MA获取的系统，比较现场图像中的特征以训练模板(使用实际的或者合成的模型)，并确定成像现场中模板的存在/缺席及姿态。此信息能在后续的检查(或其它)操作中使用，以搜索缺陷和/或执行其它操作，例如部件退回。

对于视觉系统来说，将某些成像的特征与受训模板匹配是非常具有挑战性的。这由缺乏高对比度的边缘(大部分模板匹配工具以此作为基础做出匹配决定)所导致。杂波的存在，即独立于期望的边缘的对比特征的存在，可用于协助做出匹配决定，正如申请号为14/580,153，名为SYSTEM AND METHOD FOR DETERMINING CLUTTER IN AN ACQUIRED IMAGE(确定获取的图像中杂波的系统和方法)，Jason Davis等人于2014年12月24号提交的美国专利申请所描述的那样，所述专利申请的公开文件通过引用全文并入作为有益的背景信息。此系统和方法操作时识别运行时基于灰度的杂波，特别是，其可确定杂波分数，而所述杂波分数使得关于受训模板的候选姿态的匹配成为可能。所述受训模板具有表现受训模板中空集(emptiness)水平的杂波测试点集。具有关于受训模板的图像坐标空间的运行时姿态得以建立。所述杂波测试点然后被映射到所述图像的坐标空间上，然后所述空集水平在映射的杂波测试点上得以确定。基于空集水平，获取图像(至少一部分)中的杂波大小也得以确定。

在机器视觉的许多应用中，对含有不同于边缘的清晰的图像信息，如颜色、灰度等级和/或高度(距离信息)。与杂波估算值在高梯度区域中稳定性较差相类似，色彩、灰度和/或距离(高度)典型地在目标边缘-高梯度区域-中较为不稳定，而这些高梯度区域，典型地在传统几何模板匹配过程和/或算法中作为特征得到使用。

发明内容