[发明专利]激光打标机自动调焦系统视觉测距信号处理方法

说明书

本发明提供一种激光打标机自动调焦系统视觉测距信号处理方法，S1：采用相机标定算法进行相机的标定，得到相机的内外参数，获得被打标物的双目图像；S2：采用图像分割算法提取被打标物边缘轮廓；S3：利用双目图像进行立体匹配获取图像视差；S4：利用获取的图像视差通过相似三角形原理计算得到角点深度，完成被打标物的距离测试；S5：利用GUI控件完成用户和程序间的交互。本发明能过处理图像因噪声、场偏移效应等因素造成的边缘模糊、灰度不均匀等现象且本激光打标机自动调焦方法具有普适性，能够适应绝大多数种类的被打标物体，避免被打标物体之间大小、位置和表面属性各不相同而导致的已有自动调焦算法无法适应的问题。

技术领域

本发明属于激光打标领域，具体涉及一种激光打标机自动调焦系统视觉测距信号处理方法。

背景技术

激光打标机产生高能量的激光束照射在工件表面，产生的热能蚀刻工件，使工件表面呈现所需要的文字图形，标刻的质量受打标机在工件上聚焦准确的程度影响，但现阶段激光打标机调焦方法均有所欠缺，这使得打标精度与打标效率受到影响。为了实现精确聚焦，人们提出了各种调焦方法：中国专利CN103350281A通过调节物体与图像采集装置间距离采集一系列的图像，获取各个序列图像的边缘信息，并将各个序列图像划分为相同的区域。获取各个区域聚焦清晰的位置，进而得到精确的位置信息。精度大小取决于图像序列中的每一个图像划分为相同的区域大小，若划分区域较大会降低打标精度且采用提取融合规则使得高度信息精确度下降。中国专利CN208991976U通过设置步进电机和传动丝杆能够带动激光腔体上下位移，当感应撞针接触工件时记录原点位置，再通过控制装置使激光腔体移动设置好的焦距距离。通过硬件设备感应撞针移动测量记录标记物体位置，对设备硬件基础要求高，不具有普适性。中国专利CN110052704A通过双目立体视觉获取被打标物深度信息，对采集图像进行灰度处理后提取特征，匹配得出深度信息。该方法需要根据图像灰度信息提取被打标物体轮廓，但实际中被打标物大多会因噪声、场偏移效应等因素出现边缘模糊、灰度不均匀等现象，所以该方法在实际应用中仍有所欠缺。

激光打标机在生活生产中现已被广泛应用，而且被打标物品种类及其大小也日益增加，精确打标工作对激光打标机工作的要求也转移到焦点的准确度与被打标材料多样性上。现实生活中被打标物体之间大小、位置和表面属性各不相同，因此现有的调焦方法已经不能满足生产生活的需求。

发明内容

本发明的目的是为了为解决现有激光打标机存在调焦困难、不精准和适用被打标材料单一、边界灰度重叠致使调焦精度下降的问题，本发明公开了一种激光打标机自动调焦系统视觉测距信号处理方法。

本发明的目的是这样实现的：

一种激光打标机自动调焦系统视觉测距信号处理方法，包括以下步骤：

S1：采用相机标定算法进行相机的标定，得到相机的内外参数，获得被打标物的双目图像；

S2：采用图像分割算法提取被打标物边缘轮廓；

S3：利用双目图像进行立体匹配获取图像视差；

S4：利用获取的图像视差通过相似三角形原理计算得到角点深度，完成被打标物的距离测试；

S5：利用GUI控件完成用户和程序间的交互。

基于主动轮廓模型的水平集图像分割方法，利用变分原理构造梯度下降流，求解能量泛函极小值点，迭代确定收敛规则，所述步骤S2具体为：

S2-1：利用水平集方程表示曲线的具体演化方式；

水平集函数Φ：

像素点到演化曲线C的距离为dist(x,C)，符号的正负由像素点与曲线位置决定：x在封闭曲线外部时取正，x在封闭曲线内部时取负。