[发明专利]一种基于光栅尺位置实现高精度坐标拼图的方法

说明书

本发明提供一种取图视野大且精度高的基于光栅尺位置实现高精度坐标拼图的方法。该方法包括以下步骤：（1）在自动化设备上进行相机位置标定，求出相机当量S；（2）对产品进行两次不同位置拍照取图，将拍照时所述光栅尺在两个不同位置记录的实际拍照坐标分别设定为A（X1，Y1）和B（X2，Y2），将相机在视野中Y方向的移动宽度设定为d；（3）将步骤（2）得到的两次不同位置的XY轴电机组的坐标转换成图像坐标；（4）将两次拍得的图像进行拼图处理，将两张图的重叠部分裁剪掉，裁剪后的两张图片在Y方向上拼接，X方向上平移（X1‑X2）/S距离，即得到拼图。本发明用于视觉技术领域。

技术领域

本发明涉及视觉技术领域，尤其涉及一种基于光栅尺位置实现高精度坐标拼图的方法。

背景技术

随着科技的发展，视觉技术发展得越来越成熟。视觉技术主要是针对图像进行处理。但现有的视觉图像处理主要存在如下问题：单张取图为了提高精度，但视野必然会缩小，否则硬件成本会成几何倍数增长；多张取图再拼接，但目前的拼图技术很大部分都是根据图像特征进行拼接，由于多张取图时是利用电机驱动相机来进行拍摄获取图片的，而电机驱动过程中会存在电机输出轴到被驱动设置之间的齿轮间隙问题，故其重复性比较差。拼接过度部分不得不进行预值处理，导致图像丢失了最真实的特征，拼接后的图像再进行测量等运算明显不太真实，准确性得不到保证。这不能满足目前高集成度的电子产品市场对精度和准确度的要求。

目前，市面上也存在一些针对上述问题的解决方案。如“基于光栅的快速精确图像拼接”，但这项技术没考虑相机与机构夹角带入的误差，而且当量标定只是两条线（4个点标定），精度有限，并未把拼接的重叠部分处理方案，且算法复杂，实现难度大，成本高。又如“一种自动视觉检测中基于光栅定位的二维图像拼接方法”，这项技术需要计算出每个子图4个角的位置坐标，然后再通过位置坐标进行拼图。但控制系统不可能精确到像素级别，所以图片之间一定会有重叠部分，该方案中没有把拼接重叠部分给出截取的详细方案。再如“基于光栅定位的序列图像快速拼接技术研究”，这项技术是基于模板匹配算法，等距序列图像，图像拼接区域有做融合处理，但其最大运行速度只能12m/min，采样间隔时间为25ms的串口通讯查询位置，获得序列后再用MATLAB仿真修正来减少误差，实时性很差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足,提供一种取图视野大且精度高的基于光栅尺位置实现高精度坐标拼图的方法。

本发明所采用的技术方案是，本发明方法在自动化设备上进行，其中，自动化设备上设置有相机以及带动相机进行运动的XY轴电机组，在自动化设备上还设置有光栅尺，所述XY轴电机组带动相机对产品进行拍照取图，所述光栅尺记录所述XY轴电机组的移动位置，该方法包括以下步骤：

（1）在自动化设备上进行相机位置标定，得出在自动化设备上XY轴电机组的坐标与所述相机拍照取得的图像坐标之间的位置关系，求出相机当量S；

（2）对产品进行两次不同位置拍照取图，将拍照时所述光栅尺在两个不同位置记录的实际拍照坐标分别设定为A（X1，Y1）和B（X2，Y2），将相机在视野中Y方向的移动宽度设定为d；

（3）将步骤（2）得到的两次不同位置的XY轴电机组的坐标转换成图像坐标；

（4）将两次拍得的图像进行拼图处理，将两张图的重叠部分裁剪掉，裁剪后的两张图片在Y方向上拼接，X方向上平移（X1-X2）/S距离，即得到拼图。