[发明专利]一种基于单目视觉的十字滑台自动校准系统

说明书

本发明公开了一种基于单目视觉的十字滑台自动校准系统，包括十字滑台机构、单目视觉单元、图像采集卡、运动控制装置,所述十字滑台机构安装在底座上，由滚珠丝杠螺母带动滑块和工作平台在导轨上运动，工作平台在X、Y方向均可直线运动；所述单目视觉单元，固定在十字滑台机构上方，摄取目标刀具图像以及信号的转换、传输、将光信号转化成电信号存入图像采集卡缓冲区；所述图像采集卡，用于将相机传输的模拟或数字信号转换成一定格式的图像数字信号，经过高速PCI总线将采集图像数字信号传输到计算机。本发明能够提高十字滑台自动校准精度，具有操作方便，省时省力的优点，可用于解决目前十字滑台自动校准的技术难题。

技术领域

本发明涉及于单目视觉、目标识别及目标定位领域，具体涉及一种基于单目视觉的十字滑台自动校准系统。

背景技术

在自动化加工、自动装配、分拣等领域，基于机器视觉的伺服控制是近年来研究的热点。对于自动化生产线上的机器来说，为了完成一定的动作，比如，“抓取—放置”，其前提是先对被测目标的快速识别定位。自动识别的技术有多种，包括移动机器人导航定位系统、无人机侦察系统、装配机器人定位系统等。其中视觉以其非接触、采样周期短、柔性和智能化等优点迅速得到了广泛的应用。对十字滑台引入视觉装置具有重要意义，可以模仿人类眼睛来感知外部工作环境，从工作环境中识别目标，从而获取信息。通过步进电机控制十字滑台快速移动定位该被测目标，比激光定位、雷达定位更准确。应用视觉解决零件自动识别、定位等问题，需要对被测目标进行图像处理，特征提取，建立识别算法，确定目标物体位置。

双目视觉定位理论上能够精确定位目标，但是在现实应用中，双目视觉定位还处于起步阶段。立体匹配作为双目视觉的核心，无论从理论上还是从技术上都存在不足，计算繁琐、速度低下。然而单目视觉模型构造简单，避免了视觉数据融合，具有实时检测特点。本发明是基于单目视觉的十字滑台自动校准装置。把单目视觉技术和十字滑台机构相结合，利用单目视觉技术获取被测目标和周围环境的信息。在机器视觉中利用数字图像处理，根据成像平面坐标系与摄像机之间的坐标转换算法，可以定位出目标物相对于摄像机坐标位置。从而识别被测目标，对被测目标快速定位，实现十字滑台的自动校准整个过程。

发明内容

本发明的目的就是提供一种基于单目视觉的十字滑台自动校准系统，以解决上述背景技术中提出的从工作环境中识别目标，从而获取信息。对被测目标进行图像处理，特征提取，建立识别算法，确定目标物体位置，通过步进电机控制十字滑台快速移动定位问题，提高对被测目标的快速定位实现十字滑台的自动校准。

为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于单目视觉的十字滑台自动校准系统，包括十字滑台机构、单目视觉单元、图像采集卡、运动控制装置,所述十字滑台机构安装在底座上，由滚珠丝杠螺母带动滑块和工作平台在导轨上运动，工作平台在X、Y方向均可直线运动；所述单目视觉单元，固定在十字滑台机构上方，摄取目标刀具图像以及信号的转换、传输、将光信号转化成电信号存入图像采集卡缓冲区；所述图像采集卡，用于将相机传输的模拟或数字信号转换成一定格式的图像数字信号，经过高速PCI总线将采集图像数字信号传输到计算机；所述运动控制装置，用于将计算机处理的信号输入给系统运动控制器，控制器给电机驱动器发送控制指令，电机驱动器根据控制指令给步进电机发送脉冲指令驱动十字滑台按照期望的轨迹运动，完成自动校准整个过程。

优选的，所述十字滑台机构包括导轨座、移动滑块、工作平台、步进电动机、滚珠丝杠螺母副和光栅尺；所述步进电动机为执行元件，驱动滚珠丝杠；所述滚珠丝杠螺母带动滑块和工作平台在导轨上运动，实现工作平台在X、Y方向的直线运动；所述光栅尺用于单目视觉单元在滚动导轨移动时，产生的信号经过处理后传输到计算机。

优选的，所述十字滑台机构还包括联轴器、限位开关；所述联轴器为莲花弹性联轴器，于连接步进电机轴和滚珠丝杠；所述限位开关安装在底座上限制十字滑台的移动极限位置。