CN109177138B - 一种玻璃与膜片的对位方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于图像处理技术领域，提供了一种玻璃与膜片的对位方法及装置，包括：获取相机坐标系和膜片坐标系之间的转换矩阵；分别获取玻璃和膜片在相机坐标系中的位置坐标，并通过相机坐标系和膜片坐标系之间的转换矩阵转换为膜片坐标系中的位置坐标；根据玻璃和膜片在膜片坐标系中的位置坐标计算出玻璃与膜片的第一平移偏差和第一旋转偏差；若所述第一平移偏差大于等于预设平移偏差或第一旋转偏差大于等于预设旋转偏差，则将所述第一平移偏差或第一旋转偏差输入PID控制器得到第二平移偏差或第二旋转偏差，并控制对位装置根据第二平移偏差或第二旋转偏差调整膜片位置。本发明有效地提高了产品质量和合格率，降低了生产成本。
Description
技术领域
本发明属于机器视觉技术领域，尤其涉及一种玻璃与膜片的对位方法及装置。
背景技术
贴合技术一直是手机3D玻璃加工的工艺难点之一，在贴合过程中，玻璃与膜片对位的精度直接决定了产品的质量，由于上料和传动会使装载的物料位置产生误差，导致在对位过程中玻璃与膜片对位不准确，严重影响了产品的质量和良品率。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种玻璃与膜片的对位方法及终端设备，以解决现有技术中玻璃与膜片对位的精度不高，影响了产品的质量和良品率的问题。
本发明实施例的第一方面提供了一种一种玻璃与膜片的对位方法，包括：
获取相机坐标系和膜片坐标系之间的转换矩阵；
分别获取玻璃和膜片在相机坐标系中的位置坐标，并通过相机坐标系和膜片坐标系之间的转换矩阵转换为膜片坐标系中的位置坐标；
根据玻璃和膜片在膜片坐标系中的位置坐标计算出玻璃与膜片的第一平移偏差和第一旋转偏差；
若所述第一平移偏差大于等于预设平移偏差或第一旋转偏差大于等于预设旋转偏差，则将所述第一平移偏差或第一旋转偏差输入PID控制器得到第二平移偏差或第二旋转偏差，并控制对位装置根据第二平移偏差或第二旋转偏差调整膜片位置。
进一步的，所述获取相机坐标系和膜片坐标系的转换矩阵之前，还包括：
对相机坐标系、玻璃坐标系和膜片坐标系进行标定，建立相机坐标系、玻璃坐标系和膜片坐标系两两之间的转换矩阵。
进一步的，所述对相机坐标系、玻璃坐标系和膜片坐标系进行标定，建立相机坐标系、玻璃坐标系和膜片坐标系两两之间的转换矩阵，包括：
通过张正友标定算法计算得到相机内参矩阵，通过将标定板放置在玻璃放置平面上，利用标定板上的物理圆点建立若干个方程，求解出单应性矩阵，由已知的内参矩阵，可以从单应性矩阵中分解出相机坐标系和玻璃坐标系的转换矩阵；
将标定板放置在膜片放置平面上，利用标定板上的物理圆点建立若干个方程，求解出单应性矩阵，由已知的内参矩阵，可以从单应性矩阵中分解出相机坐标系和膜片坐标系的转换矩阵；
通过已知的相机坐标系和玻璃坐标系的转换矩阵、相机坐标系和膜片坐标系的转换矩阵，以相机坐标系为媒介通过坐标系传递方程可以计算出玻璃坐标系和膜片坐标系的转换矩阵。
进一步的，所述若所述第一平移偏差大于等于预设平移偏差或第一旋转偏差大于等于预设旋转偏差，则将所述第一平移偏差或第一旋转偏差输入PID控制器得到第二平移偏差或第二旋转偏差，并控制对位装置根据第二平移偏差或第二旋转偏差调整膜片位置，包括：
若所述第一平移偏差大于等于预设平移偏差且第一旋转偏差大于等于预设旋转偏差，则将所述第一平移偏差和第一旋转偏差输入PID控制器得到第二平移偏差和第二旋转偏差，并控制对位装置根据第二平移偏差和第二旋转偏差调整膜片位置；
若所述第一平移偏差大于等于预设平移偏差且第一旋转偏差小于预设旋转偏差，则将所述第一平移偏差输入PID控制器得到第二平移偏差，并控制对位装置根据第二平移偏差调整膜片位置；
若所述第一平移偏差小于预设平移偏差且第一旋转偏差大于等于预设旋转偏差，则将所述第一旋转偏差输入PID控制器得到第二旋转偏差，并控制对位装置根据第二旋转偏差调整膜片位置。
进一步的，所述将所述第一平移偏差和第一旋转偏差输入PID控制器得到第二平移偏差和第二旋转偏差，包括：
所述PID控制器使用以下公式计算第二平移偏差和第二旋转偏差：第二平移偏差＝kp1×第一平移偏差，第二旋转偏差＝kp2×第二旋转偏差，其中，kp1和kp2为比例系数。
进一步的，所述对位装置为一个5自由度机械手。
本发明实施例的第二方面提供了一种玻璃与膜片的对位装置，包括：
第一获取模块，用于获取相机坐标系和膜片坐标系之间的转换矩阵；
第二获取模块，用于分别获取玻璃和膜片在相机坐标系中的位置坐标，并通过相机坐标系和膜片坐标系之间的转换矩阵转换为膜片坐标系中的位置坐标；
偏差计算模块，用于根据玻璃和膜片在膜片坐标系中的位置坐标计算出玻璃与膜片的第一平移偏差和第一旋转偏差；
调整模块，用于若所述第一平移偏差大于等于预设平移偏差或第一旋转偏差大于等于预设旋转偏差，则将所述第一平移偏差或第一旋转偏差输入PID控制器得到第二平移偏差或第二旋转偏差，并控制对位装置根据第二平移偏差或第二旋转偏差调整膜片位置。
进一步的，所述装置还包括：
标定模块，用于对相机坐标系、玻璃坐标系和膜片坐标系进行标定，建立相机坐标系、玻璃坐标系和膜片坐标系两两之间的转换矩阵。
本发明实施例的第三方面提供了一种终端设备，包括：存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序。所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面所述方法的步骤。
本发明实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，包括：所述计算机可读存储介质存储有计算机程序。所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述方法的步骤。
本发明实施例通过获取相机坐标系和膜片坐标系的转换矩阵；分别获取玻璃和膜片在相机坐标系中的位置坐标，并通过相机坐标系和膜片坐标系的转换矩阵转换为膜片坐标系中的位置坐标；根据玻璃和膜片在膜片坐标系中的位置坐标计算出玻璃与膜片的第一平移偏差和第一旋转偏差；若所述第一平移偏差大于等于预设平移偏差或第一旋转偏差大于等于预设旋转偏差，则将所述第一平移偏差或第一旋转偏差输入PID控制器得到第二平移偏差或第二旋转偏差，并控制对位装置根据第二平移偏差或第二旋转偏差调整膜片位置。本发明实施例通过将玻璃和膜片统一到膜片坐标系下进行偏差计算，再将偏差通过PID控制器输出减少了由机械间隙和平面不平行带来的误差，进一步提高系统的稳态精度，并且对调整后的膜片和玻璃的偏差再次进行计算，防止出现对位不准的现象，有效地提高了产品质量和合格率，降低了生产成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种玻璃与膜片的对位方法的实现流程示意图；
图2是本发明实施例提供的另一种玻璃与膜片的对位方法的实现流程示意图；
图3是本发明实施例提供的一种玻璃与膜片的对位装置的示意图；
图4是本发明实施例提供的另一种玻璃与膜片的对位装置的示意图；
图5是本发明实施例提供的终端设备的示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
参考图1，图1是本发明实施例提供的一种玻璃与膜片的对位方法的示意流程图，执行主体为贴合机，所述贴合机执行如步骤S101至S105所述的方法，该方法包括：步骤S101至步骤S105。
步骤S101，获取相机坐标系和膜片坐标系之间的转换矩阵。
在本发明实施例中，贴合机包含相机和对位装置，对位装置用于将膜片和玻璃进行对位，所述对位装置可以为5自由度机械手。所述相机坐标系可以为单相机坐标系或多相机坐标系，其坐标系原点可以为相机上任意一点。膜片放置在5自由度机械手的末端平面上，所述5自由度机械手用于将膜片与玻璃进行对位和贴合，膜片坐标系的原点可以为5自由度机械手末端平面任何点。
通过高精度视觉标定板对相机进行标定可以获得相机的内参矩阵，再通过将视觉标定板放置在玻璃放置平面上，利用标定板上的物理圆点，可以建立若干个方程，从而求解出单应性矩阵，单应性矩阵又能分解为内参矩阵和外参矩阵的乘积，由已知的内参矩阵，可以从单应性矩阵中分解出外参矩阵，外参矩阵就是相机坐标系和玻璃坐标系的转换矩阵。同理可以得到相机坐标系和膜片坐标系的转换矩阵，再以相机坐标为媒介通过坐标系传递方程可以计算出玻璃坐标系和膜片坐标系的转换矩阵。得到相机坐标系、玻璃坐标系和膜片坐标系两两之间的转换矩阵后，将相机坐标系、玻璃坐标系和膜片坐标系两两之间的转换矩阵保存在贴合机中，以便贴合机在对位时进行调用。在本发明实施例中，对各个实施步骤的描述都各有侧重，某个实施步骤中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
步骤S102，分别获取玻璃和膜片在相机坐标系中的位置坐标并通过相机坐标系和膜片坐标系之间的转换矩阵转换为膜片坐标系中的位置坐标。
相机拍摄玻璃，获取玻璃的图像，通过视觉算法可以计算出玻璃边或孔在图像上的像素坐标，然后利用标定好的相机外参矩阵和内参矩阵，计算出玻璃边或孔等在相机坐标系中的一系列点坐标，同理可以得到膜片边或孔等在相机坐标系中的一系列点坐标。最后通过相机坐标系和膜片坐标系之间的转换矩阵，可以将玻璃和膜片在相机坐标系中的位置坐标转换为膜片坐标系中的位置坐标。例如，相机坐标系和膜片坐标系的转换矩阵设为
那么可用公式
将相机坐标系中的坐标转换为膜片坐标系中的坐标，其中，AP为目标点在膜片坐标系中的位置坐标，BP为目标在相机坐标系中的位置坐标。应理解，此处仅为示例性表述，并不能理解为对本发明的具体限制。
过两点做一条线，可以得到方向矢量，进而就得到了一个角度。在本发明实施例中，通过在玻璃边上选取2点做一条直线可以计算出玻璃的边在相机坐标系中的方向矢量和角度，同理可以得到膜片的边在相机坐标系中的方向矢量和角度。
步骤S103，根据玻璃和膜片在膜片坐标系中的位置坐标计算出玻璃与膜片的第一平移偏差和第一旋转偏差。
膜片放置平面是一个5自由度机械手的末端平面，可以实现平移(X、Y、Z)运动、水平翻转(T)运动和旋转(R)运动。将玻璃在膜片坐标系上的X和Y坐标减去膜片在膜片坐标系上的X和Y坐标，得到玻璃与膜片的X和Y轴的平移偏差，称为第一平移偏差；将膜片与玻璃的角度相减，得到玻璃与膜片的旋转偏差R，称为第一旋转偏差。
步骤S104，若所述第一平移偏差大于等于预设平移偏差或第一旋转偏差大于等于预设旋转偏差，则将所述第一平移偏差或第一旋转偏差输入PID控制器得到第二平移偏差或第二旋转偏差，并控制对位装置根据第二平移偏差或第二旋转偏差调整膜片位置。
若所述第一平移偏差大于等于预设平移偏差且第一旋转偏差大于等于预设旋转偏差，则将所述第一平移偏差和第一旋转偏差输入PID控制器得到第二平移偏差和第二旋转偏差，并控制对位装置根据第二平移偏差和第二旋转偏差调整膜片位置；
若所述第一平移偏差大于等于预设平移偏差且第一旋转偏差小于预设旋转偏差，则将所述第一平移偏差输入PID控制器得到第二平移偏差，并控制对位装置根据第二平移偏差调整膜片位置；
若所述第一平移偏差小于预设平移偏差且第一旋转偏差大于等于预设旋转偏差，则将所述第一旋转偏差输入PID控制器得到第二旋转偏差，并控制对位装置根据第二旋转偏差调整膜片位置。
若第一平移偏差小于预设平移偏差且第一旋转偏差小于预设旋转偏差，则控制对位装置进行贴合。
在本发明实施例中，所述对位装置即为放置膜片的5自由度机械手，所述预设平移偏差和预设旋转偏差由技术人员根据实际需求进行设定，例如，在本发明的一种实施例中，所述预设平移偏差为X<0.02mm、Y<0.02mm，预设旋转偏差为R<0.015度。应理解，此处仅为示例性表述，并不能理解为对本发明的具体限制。
由于机械间隙，平面不平行等因素的存在，直接按第一平移偏差和第一旋转偏差进行偏差调整并不能完全消除误差，所以本发明实施例采用了PID控制器进行误差消除，以第一平移偏差和第一旋转偏差作为输入，控制器的输出作为实际的偏差调整量，使用PID控制器还可以提升系统的稳态精度。在本发明实施例中，所述PID控制器中PID参数Ti和Td设定为0，也就是说本发明使用的是比例(P)控制，所述PID控制器使用以下公式计算第二平移偏差和第二旋转偏差：第二平移偏差＝kp1×第一平移偏差，第二旋转偏差＝kp2×第二旋转偏差，其中，kp1和kp2为比例系数。获得第二平移偏差和第二旋转偏差后，对位模块根据第二平移偏差和第二旋转偏差调整膜片的位置，使得膜片与玻璃对齐。所述对位模块即为放置膜片的5自由度机械手。
本发明实施例通过获取相机坐标系和膜片坐标系的转换矩阵；分别获取玻璃和膜片在相机坐标系中的位置坐标，并通过相机坐标系和膜片坐标系的转换矩阵转换为膜片坐标系中的位置坐标；根据玻璃和膜片在膜片坐标系中的位置坐标计算出玻璃与膜片的第一平移偏差和第一旋转偏差；若所述第一平移偏差大于等于预设平移偏差或第一旋转偏差大于等于预设旋转偏差，则将所述第一平移偏差或第一旋转偏差输入PID控制器得到第二平移偏差或第二旋转偏差，并控制对位装置根据第二平移偏差或第二旋转偏差调整膜片位置。本发明实施例通过将玻璃和膜片统一到膜片坐标系下进行偏差计算，再将偏差通过PID控制器输出减少了由机械间隙和平面不平行带来的误差，进一步提高系统的稳态精度，并且对调整后的膜片和玻璃的偏差再次进行计算，防止出现对位不准的现象，有效地提高了产品质量和合格率，降低了生产成本。
参考图2，在上述实施例中，在所述步骤S101：获取相机坐标系、玻璃放置平面坐标系和膜片放置平面坐标系之间的转换矩阵之前，所述方法还进一步包括步骤S100。
步骤S100：对相机坐标系、玻璃坐标系和膜片坐标系进行标定，建立相机坐标系、玻璃坐标系和膜片坐标系之间的转换矩阵。
要获取各个坐标系之间的转换矩阵，就要先对相机的参数进行标定，无论是在图像测量或者机器视觉应用中，相机参数的标定都是非常关键的环节，其标定结果的精度及算法的稳定性直接影响相机工作产生结果的准确性。因此，做好相机标定是做好后续工作的前提，提高标定精度是科研工作的重点所在。相机内参包括：纵向像素单位、横向像素单位、焦距、切向畸变系数和径向畸变系数，在本发明实施例中，使用张正友标定算法对相机内参进行标定，以高精度标定板为基准，改变标定板与相机的姿态，获取6幅以上的图片，根据张正友标定算法，每一幅图片可以建立2个坐标方程，通过求解坐标方程组得到相机内参K。因为内参求解是近似估值求解，图片越多，结果会越好，例如，在本发明的一种实施例中使用20张图片，应理解，此处仅为示例性表述，并不能理解为对本发明的具体限制。
通过将标定板放置在玻璃放置平面上，利用标定板上的物理圆点建立若干个方程，求解出第一单应性矩阵，由已知的内参矩阵，可以从第一单应性矩阵中分解出相机坐标系和玻璃坐标系的转换矩阵；
将标定板放置在膜片放置平面上，利用标定板上的物理圆点建立若干个方程，求解出第二单应性矩阵，由所述相机内参矩阵，从第二单应性矩阵中分解出相机坐标系和膜片坐标系的转换矩阵；
通过所述相机坐标系和玻璃坐标系的转换矩阵、所述相机坐标系和膜片坐标系的转换矩阵，以相机坐标系为媒介通过坐标系传递方程可以计算出玻璃坐标系和膜片坐标系的转换矩阵。
通过投影几何的知识可知，物点到像点之间的变换矩阵是一个单映性矩阵，单映性矩阵可以简单的理解为它用来描述物体在世界坐标系和像素坐标系之间的位置映射关系。在本发明实施例中，将视觉标定板放置在玻璃平面上，因为标定板中所有角点的空间坐标是已知的，这些角点对应在拍摄的标定图片中的角点的像素坐标也是已知的，通过4个以上的角点，就可以根据LM等优化方法得到其单应性矩阵H。当然计算单应性矩阵一般不需要自己写函数实现，例如在OpenCV中就有现成的函数可以调用。
单应性矩阵H可以分解为内参矩阵K和外参矩阵[R|-RC]的乘积，已知单应性矩阵H和内参矩阵K，就可以从单应性矩阵中分解出外参矩阵[R|-RC]。相机的外参矩阵就是相机坐标系和玻璃坐标系的转换矩阵，转换矩阵包含两个成分：旋转矩阵R和平移向量t。
根据上述相同的原理可以得到相机坐标系和膜片坐标系的转换矩阵。将相机坐标系和玻璃坐标系的转换矩阵设为
相机坐标系和膜片坐标系的转换矩阵设为
那么根据坐标系传递方程
可以计算出玻璃坐标系和膜片坐标系的转换矩阵
应理解，此处仅为示例性表述，并不能理解为对本发明的具体限制。
本发明实施例通过对相机坐标系、玻璃坐标系和膜片坐标系进行标定，建立相机坐标系、玻璃坐标系和膜片坐标系之间的转换矩阵，为后续实施例的展开奠定了基础。
参考图3，图3是本发明实施例提供的一种玻璃与膜片的对位装置30的示意图，如图3所示，该装置包括：第一获取模块31，第二获取模块32，偏差计算模块33，调整模块34。
第一获取模块31，用于获取相机坐标系和膜片坐标系之间的转换矩阵。
第二获取模块32，用于分别获取玻璃和膜片在相机坐标系中的位置坐标并通过相机坐标系和膜片坐标系之间的转换矩阵转换为膜片坐标系中的位置坐标。
偏差计算模块33，用于根据玻璃和膜片在膜片坐标系中的位置坐标计算出玻璃与膜片的第一平移偏差和第一旋转偏差。
调整模块34，用于若所述第一平移偏差大于等于预设平移偏差或第一旋转偏差大于等于预设旋转偏差，则将所述第一平移偏差或第一旋转偏差输入PID控制器得到第二平移偏差或第二旋转偏差，并控制对位装置根据第二平移偏差或第二旋转偏差调整膜片位置。
参考图4，图4是本发明实施例提供的另一种玻璃与膜片的对位装置40的示意图，如图4所示，所述装置还包括：标定模块35。
标定模块35，用于对相机坐标系、玻璃坐标系和膜片坐标系进行标定，建立相机坐标系、玻璃坐标系和膜片坐标系两两之间的转换矩阵。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
图5是本发明一实施例提供的终端设备的示意图。如图5所示，该实施例的终端设备5包括：处理器50、存储器51以及存储在所述存储器51中并可在所述处理器50上运行的计算机程序52。所述处理器50执行所述计算机程序52时实现上述各个方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤101至104。或者，所述处理器50执行所述计算机程序52时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如图4所示模块31至34的功能。
示例性的，所述计算机程序52可以被分割成一个或多个模块，所述一个或者多个模块被存储在所述存储器51中，并由所述处理器50执行，以完成本发明。所述一个或多个模块可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序52在所述终端设备5中的执行过程。
所述终端设备5可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述终端设备可包括，但不仅限于，处理器50、存储器51。本领域技术人员可以理解，图5仅仅是终端设备5的示例，并不构成对终端设备5的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器50可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
所述存储器51可以是所述终端设备5的内部存储单元，例如终端设备5的硬盘或内存。所述存储器51也可以是所述终端设备5的外部存储设备，例如所述终端设备5上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器51还可以既包括所述终端设备5的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器51用于存储所述计算机程序以及所述终端设备所需的其他程序和数据。所述存储器51还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(Read-Only Memory，ROM,)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种玻璃与膜片的对位方法，其特征在于，包括：
对相机坐标系、玻璃坐标系和膜片坐标系进行标定，建立相机坐标系、玻璃坐标系和膜片坐标系两两之间的转换矩阵；
获取相机坐标系和膜片坐标系之间的转换矩阵；
分别获取玻璃和膜片在相机坐标系中的位置坐标，并通过相机坐标系和膜片坐标系之间的转换矩阵转换为膜片坐标系中的位置坐标；
根据玻璃和膜片在膜片坐标系中的位置坐标计算出玻璃与膜片的第一平移偏差和第一旋转偏差；
若所述第一平移偏差大于等于预设平移偏差或第一旋转偏差大于等于预设旋转偏差，则将所述第一平移偏差或第一旋转偏差输入PID控制器得到第二平移偏差或第二旋转偏差，并控制对位装置根据第二平移偏差或第二旋转偏差调整膜片位置；
其中，所述对相机坐标系、玻璃坐标系和膜片坐标系进行标定，建立相机坐标系、玻璃坐标系和膜片坐标系两两之间的转换矩阵，包括：
通过张正友标定算法计算得到相机内参矩阵，通过将标定板放置在玻璃放置平面上，利用标定板上的物理圆点建立若干个方程，求解出第一单应性矩阵，由所述相机内参矩阵，从第一单应性矩阵中分解出相机坐标系和玻璃坐标系的转换矩阵；
将标定板放置在膜片放置平面上，利用标定板上的物理圆点建立若干个方程，求解出第二单应性矩阵，由所述相机内参矩阵，从第二单应性矩阵中分解出相机坐标系和膜片坐标系的转换矩阵；
通过所述相机坐标系和玻璃坐标系的转换矩阵、所述相机坐标系和膜片坐标系的转换矩阵，以相机坐标系为媒介通过坐标系传递方程计算出玻璃坐标系和膜片坐标系的转换矩阵。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述若所述第一平移偏差大于等于预设平移偏差或第一旋转偏差大于等于预设旋转偏差，则将所述第一平移偏差或第一旋转偏差输入PID控制器得到第二平移偏差或第二旋转偏差，并控制对位装置根据第二平移偏差或第二旋转偏差调整膜片位置，包括：
若所述第一平移偏差大于等于预设平移偏差且第一旋转偏差大于等于预设旋转偏差，则将所述第一平移偏差和第一旋转偏差输入PID控制器得到第二平移偏差和第二旋转偏差，并控制对位装置根据第二平移偏差和第二旋转偏差调整膜片位置；
若所述第一平移偏差大于等于预设平移偏差且第一旋转偏差小于预设旋转偏差，则将所述第一平移偏差输入PID控制器得到第二平移偏差，并控制对位装置根据第二平移偏差调整膜片位置；
若所述第一平移偏差小于预设平移偏差且第一旋转偏差大于等于预设旋转偏差，则将所述第一旋转偏差输入PID控制器得到第二旋转偏差，并控制对位装置根据第二旋转偏差调整膜片位置。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述第一平移偏差和第一旋转偏差输入PID控制器得到第二平移偏差和第二旋转偏差，包括：
所述PID控制器使用以下公式计算第二平移偏差和第二旋转偏差：第二平移偏差＝kp1×第一平移偏差，第二旋转偏差＝kp2×第二旋转偏差，其中，kp1和kp2为比例系数。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对位装置为一个5自由度机械手。
5.一种玻璃与膜片的对位装置，其特征在于，包括：
标定模块，用于对相机坐标系、玻璃坐标系和膜片坐标系进行标定，建立相机坐标系、玻璃坐标系和膜片坐标系两两之间的转换矩阵；
第一获取模块，用于获取相机坐标系和膜片坐标系之间的转换矩阵；
第二获取模块，用于分别获取玻璃和膜片在相机坐标系中的位置坐标，并通过相机坐标系和膜片坐标系之间的转换矩阵转换为膜片坐标系中的位置坐标；
偏差计算模块，用于根据玻璃和膜片在膜片坐标系中的位置坐标计算出玻璃与膜片的第一平移偏差和第一旋转偏差；
调整模块，用于若所述第一平移偏差大于等于预设平移偏差或第一旋转偏差大于等于预设旋转偏差，则将所述第一平移偏差或第一旋转偏差输入PID控制器得到第二平移偏差或第二旋转偏差，并控制对位装置根据第二平移偏差或第二旋转偏差调整膜片位置；
其中，所述标定模块，具体用于通过张正友标定算法计算得到相机内参矩阵，通过将标定板放置在玻璃放置平面上，利用标定板上的物理圆点建立若干个方程，求解出第一单应性矩阵，由所述相机内参矩阵，从第一单应性矩阵中分解出相机坐标系和玻璃坐标系的转换矩阵；将标定板放置在膜片放置平面上，利用标定板上的物理圆点建立若干个方程，求解出第二单应性矩阵，由所述相机内参矩阵，从第二单应性矩阵中分解出相机坐标系和膜片坐标系的转换矩阵；通过所述相机坐标系和玻璃坐标系的转换矩阵、所述相机坐标系和膜片坐标系的转换矩阵，以相机坐标系为媒介通过坐标系传递方程计算出玻璃坐标系和膜片坐标系的转换矩阵。
6.一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至4任一项所述方法的步骤。
7.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述方法的步骤。
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