[发明专利]一种基于图像识别的运动平台定位方法

说明书

一种基于图像识别的运动平台定位方法，包括如下步骤：在工艺芯片上设置阵列排布的单元图案；通过成像系统拍摄工艺芯片得到第一图像；将第一图像与基准图像对比计算得到第一偏转角度，驱动运动平台旋转第一偏转角度；通过成像系统拍摄工艺芯片得到第二图像；将第二图像与基准图像对比计算得到第一偏移量，驱动运动平台平移第一偏移量。由于在工艺芯片上设置尺寸较小的单元图案，通过具有放大倍率的成像系统进行拍照，再将拍得的单元图案与基准图像对比计算出工艺芯片的角度偏差和平移偏差，最后驱动运动平台和工艺芯片一同旋转和平移到达指定位置，完成视觉定位。本工艺芯片通过放大倍率的视觉成像对比，识别精度高，具有更高的定位精度。

技术领域

本发明涉及自动化精密加工技术领域，具体涉及一种基于图像识别的运动平台定位方法。

背景技术

在自动化精密加工技术领域中，对工件进行定位加工的主要定位方式包括机械限位定位和电子学定位，其中，机械限位定位在指定位置设定机械机构阻挡运动平台移动达到定位的目的，电子学定位通过光电开关、压力感应器等传感器装置对运动平台进行定位。

但机械限位式定位由于机械结构在定位过程中容易产生形变，影响定位精度。单纯依靠电子学器件对运动平台进行定位的方式同样受制于传感器的响应速度和精确程度的限制，难以达到很高的定位精度。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提高工件的定位精度。

一种实施例中提供一种基于图像识别的运动平台定位方法，包括如下步骤：

在工艺芯片上设置阵列排布的单元图案，具有放大倍率的成像系统的一个视场内仅可呈现一个完整的单元图案；

将工艺芯片固定在运动平台上，再通过成像系统拍摄工艺芯片得到第一图像；将第一图像与基准图像对比计算得到第一偏转角度，驱动运动平台旋转第一偏转角度，基准图像为放大后的单元图案；

通过成像系统拍摄工艺芯片得到第二图像；将第二图像与基准图像对比计算得到第一偏移量，驱动运动平台平移第一偏移量，完成定位。

进一步地，单元图案为方形图像，单元图案包括九个子图案，九个子图案以九宫格的方式排布，，单元图案中位于四角的四个子图案为非矩形且相互不同的图案，其他五个图案为相同的矩形图案。

进一步地，四个非矩形子图案分别为圆形、正三角形、菱形和正六边形。

进一步地，第一图像与基准图像对比计算过程中，从第一图像中提取一个完整的第一子图案，并从基准图像中提取与第一子图案对应的第一基准子图案，再将第一子图案的中心与第一基准子图案的中心重合放置，第一子图案沿着中心旋转与第一基准子图案对比得到所述第一偏转角度。

进一步地，在旋转对比过程中，对第一基准子图案的一边进行开窗识别，再计算出第一子图案在旋转过程中，开窗内具有第一子图案最多像素时的偏转角度为第一偏转角度。

进一步地，开窗为覆盖在第一基准子图案上的一个长条矩形框。

进一步地，在第二图像与基准图像对比计算过程中，从第二图像中提取一个完整的第二子图案，并从基准图像中提取与第二子图案对应的第二基准子图案，根据下式计算所述第一偏移量：

上式中，(Δx，Δy)为所述第一偏移量，(x₀，y₀)为所述第二基准子图案的中心坐标，(x，y)为所述第二子图案的中心坐标，ρ为成像系统的放大倍数。

进一步地，在第二图像与基准图像对比计算过程中，若第二图像中只有一个完整非矩形的子图案，则将完整非矩形的子图案设为第二子图案；若第二图像中具有多个完整非矩形的子图像，则计算各完整非矩形的子图像的中心与对应的基准子图案的中心之间的距离，将与对应的基准子图案中心之间距离最短的子图像设为第二子图案。