CN111739107B - 标定辅助装置、标定系统及标定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开标定辅助装置、标定系统及标定方法，包含有，标定板本体，所述标定板本体具有标定板顶面，所述标定板顶面形成有标定板特征点，所述标定板顶面还形成有开口向上的标定板凹槽，所述标定板凹槽用于容置被标定产品，所述标定板凹槽的深度与所述被标定产品的厚度相同，使得当所述被标定产品被置于所述标定板凹槽的内部时，所述被标定产品的顶面、所述标定板顶面、所述标定板特征点三者处于同一平面。本发明的有益效果在于：大大提高标定精度，标定后的图像能够满足精密的图像测量需求。

Description

标定辅助装置、标定系统及标定方法

技术领域

本发明涉及机器视觉标定领域，特别地是，标定辅助装置、标定系统及标定方法。

背景技术

机器视觉标定领域中，标定方法基本都是先通过机器视觉相机对标定板（诸如，中国实用新型专利CN202622812U公告的“机器人视觉系统标定板”）进行标定，以确定机器视觉相机的标定坐标系。后将标定板移出，移入被标定产品，通过机器视觉相机在前述标定坐标系下对被标定产品进行标定。现实作业中，标定板的厚度与被标定产品的厚度往往不同，前述标定坐标系的精确度被降低，不利于精密的图像测量。有业者提出通过软件方法对前述标定坐标系进行厚度补偿以克服上述问题，而缺点在于，软件运算过程中会不断产生误差并叠加，无法做到非常精确。并且，标定板与被标定产品的厚度差越大，软件运算过程产生的误差也越大。

需要补充的是，被标定产品的厚度（诸如，太阳能电池板）一般可小到0.2mm，而受制于加工技术、材料特性、尺寸大小等因素，标定板的厚度最小却只能做到3mm，即小于3mm厚度的被标定产品根本无法匹配到对应厚度的标定板。并且，标定板的厚度越小，制作成本越大，加工难度也越大，可见，极小厚度的被标定产品的标定成本相对较高，一直困扰着相关企业。

发明内容

本发明要解决现有技术中标定板与被标定产品厚度不一致带来的标定精度问题，提供一种新型的标定辅助装置、标定系统及标定方法。

为了实现这一目的，本发明的技术方案如下：标定辅助装置，包含有，标定板本体，所述标定板本体具有标定板顶面，所述标定板顶面形成有标定板特征点，所述标定板顶面还形成有开口向上的标定板凹槽，所述标定板凹槽用于容置被标定产品，所述标定板凹槽的深度与所述被标定产品的厚度相同，使得当所述被标定产品被置于所述标定板凹槽的内部时，所述被标定产品的顶面、所述标定板顶面、所述标定板特征点三者处于同一平面。

作为标定辅助装置的优选方案，所述标定板凹槽由凹槽底面、凹槽第一侧面及凹槽第二侧面界定而成，其中，所述凹槽第一侧面相对于所述凹槽第二侧面或所述凹槽第一侧面与所述凹槽第二侧面相邻。

作为标定辅助装置的优选方案，所述标定板特征点布置于所述标定板凹槽的一侧。

作为标定辅助装置的优选方案，所述标定板特征点布置于所述标定板凹槽的相对两侧。

作为标定辅助装置的优选方案，所述标定板本体的材质为玻璃。

作为标定辅助装置的优选方案，所述标定板本体的材质为陶瓷。

作为标定辅助装置的优选方案，所述标定板本体的材质为金属。

与现有技术相比，本发明的有益效果至少在于：1.所述标定辅助装置中所述被标定产品的顶面、所述标定板顶面、所述标定板特征点三者处于同一平面，以此能够大大提高标定精度，标定后的图像能够满足精密的图像测量需求。2.所述标定板本体的整体厚度可相对做大并且完全不影响所述被标定产品的标定，以此降低所述标定板本体的制作成本及加工难度。

本发明还提供一种标定系统，包含有，机器视觉相机及标定辅助装置，所述机器视觉相机布置于所述标定板本体的所述标定板顶面侧。

作为一种标定系统的优选方案，所述机器视觉相机位于所述标定板凹槽的正上方。

本发明进一步提供一种标定方法，包含有以下步骤，

提供标定系统；

提供被标定产品，将所述被标定产品置于所述标定板凹槽的内部，所述被标定产品的顶面、所述标定板顶面、所述标定板特征点三者处于同一平面；

所述机器视觉相机的标定坐标系由实时采集的所述标定板特征点确定；以及，

利用所述机器视觉相机对所述被标定产品进行标定。

与现有技术相比，本发明的有益效果至少在于：所述机器视觉相机的标定坐标系是根据实时采集的所述标定板特征点确定，即使所述机器视觉相机出现位置偏移（所述位置偏移是由机架固定松动、温漂造成机械变形、场地震动等情形造成），也完全不影响对所述被标定产品的标定精度。并且，使用该标定系统及方法，可以降低机架（用于固定所述机器视觉相机）的技术要求，从而减少机架的制作成本。

除了上面所描述的本发明解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技术方案的技术特征所带来的有益效果之外，本发明所能解决的其他技术问题、技术方案中包含的其他技术特征以及这些技术特征带来的有益效果，将连接附图作出进一步详细的说明。

附图说明

图1为本发明中标定辅助装置的结构示意图。

图2为本发明中标定系统的结构示意图。

图3为本发明中标定方法的流程示意图。

图4为本发明中标定方法的使用状态图。

具体实施方式

下面通过具体的实施方式连接附图对本发明作进一步详细说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

请参见图1，图中示出的是一种标定辅助装置，用于配合机器视觉相机以对被标定产品进行标定。所述被标定产品可以是板体或类板体，诸如，太阳能电池板。

所述标定辅助装置包含有标定板本体1。所述标定板本体1具有标定板顶面10及与所述标定板顶面10相对的标定板底面。所述标定板顶面10及所述标定板底面均为平面。所述标定板顶面10形成有标定板特征点11。所述标定板特征点11可采用喷涂、刻蚀、机加工或其他方式形成于所述标定板顶面10。所述标定板特征点11可以是圆点、方块或其他形状的特征点。所述标定板顶面10还形成有开口向上的标定板凹槽12。所述标定板凹槽12可采用机加工、铸造或其他方式成型。在一实施例中，所述标定板特征点11布置于所述标定板凹槽12的左右两侧。所述标定板特征点11的数量为多个，沿前后方向间隔布置。在其他实施例中，所述标定板特征点可仅布置于所述标定板凹槽的一侧。

所述标定板凹槽12用于容置所述被标定产品。较佳地，所述标定板凹槽12可由凹槽底面、凹槽左侧面及凹槽右侧面界定而形成前后贯通，利于置入、保持或移出所述被标定产品3。

所述标定板凹槽12的深度须与所述被标定产品3的厚度相同。当所述被标定产品3被置于所述标定板凹槽12的内部时，所述被标定产品3的顶面、所述标定板顶面10、所述标定板特征点11三者处于同一平面，即，不存在厚度差的问题，以此能够大大提高标定精度，标定后的图像能够满足精密的图像测量需求，而不需要再通过软件方法进行厚度补偿。

所述标定板本体1的材质为玻璃、陶瓷或金属。其中的金属建议采用膨胀系数较小的类型（诸如，模具钢）。因为热胀冷缩对所述被标定产品3的图像测量有一定影响。

所述标定辅助装置还有一个优势在于，所述标定板本体1的厚度可相对做大，诸如，所述标定板本体1的厚度为10mm，而所述待测标定板的厚度仅为0.2mm。所述标定板本体1的厚度的增加不影响所述被标定产品3的标定精确度，以此大大降低所述标定板本体1的制作成本及加工难度，解决了人们一直渴望解决但始终未能获得成功的技术难题。

请参见图2，图中示出的是一种标定系统。再结合图1，所述标定系统包含有机器视觉相机2及标定辅助装置。所述机器视觉相机2布置于所述标定板本体1的所述标定板顶面10侧。所述机器视觉相机2位于所述标定板凹槽12的正上方。所述机器视觉相机2的图像测量范围包含整个所述标定板本体1。

请参见图3，图中示出的是一种标定方法。再结合图1和2，所述标定方法包含有以下步骤，

步骤S100，提供所述标定系统。

步骤S200，提供所述被标定产品3。将所述被标定产品3置于所述标定板凹槽12的内部。所述被标定产品3的顶面、所述标定板顶面10、所述标定板特征点11三者处于同一平面。

步骤S300，所述机器视觉相机2的标定坐标系由实时采集的所述标定板特征点11确定。以及，

步骤S400，根据所述标定坐标系，利用所述机器视觉相机2对所述被标定产品3进行标定。

相对于背景技术中提到的现有标定方法，所述标定方法是将所述标定板本体1、所述被标定产品3一同移入所述机器视觉相机2的图像测量范围，而无需先、后分两次移入，减少标定过程的操作步骤，并且有效地提高标定效率及精度。

在生产作业时，所述机器视觉相机2往往被固定于流水线的上方。请参见图4，若出现机架固定松动、温漂造成机械变形、场地震动等情形，所述机器视觉相机2会发生位置偏移（从原位置A到偏移后位置B）并且所述位置偏移不易甚至无法被技术人员发现或及时发现。而通过所述标定方法，就能够根据所述标定板特征点11实时修正所述标定坐标系，保证相对位置始终不变，避免所述机器视觉相机2因位置偏移而对所述被标定产品3标定的影响。并且，使用该标定系统及方法，可以降低机架（用于固定所述机器视觉相机）的技术要求，从而减少机架的制作成本。

以上仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但且不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的后提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.标定辅助装置，其特征在于，包含有，标定板本体，所述标定板本体具有标定板顶面，所述标定板顶面形成有标定板特征点，所述标定板顶面还形成有开口向上的标定板凹槽，所述标定板凹槽用于容置被标定产品，所述标定板凹槽的深度与所述被标定产品的厚度相同，使得当所述被标定产品被置于所述标定板凹槽的内部时，所述被标定产品的顶面、所述标定板顶面、所述标定板特征点三者处于同一平面。

2.根据权利要求1所述的标定辅助装置，其特征在于，所述标定板凹槽由凹槽底面、凹槽第一侧面及凹槽第二侧面界定而成，其中，所述凹槽第一侧面相对于所述凹槽第二侧面或所述凹槽第一侧面与所述凹槽第二侧面相邻。

3.根据权利要求1所述的标定辅助装置，其特征在于，所述标定板本体的材质为玻璃。

4.根据权利要求1所述的标定辅助装置，其特征在于，所述标定板本体的材质为陶瓷。

5.根据权利要求1所述的标定辅助装置，其特征在于，所述标定板本体的材质为金属。

6.标定系统，其特征在于，包含有，机器视觉相机及权利要求1至5中任意一项所述的标定辅助装置，所述机器视觉相机布置于所述标定板本体的所述标定板顶面侧。

7.根据权利要求6所述的标定系统，其特征在于，所述机器视觉相机位于所述标定板凹槽的正上方。

8.标定方法，其特征在于，包含有以下步骤，

提供权利要求6所述的标定系统；

提供被标定产品，将所述被标定产品置于所述标定板凹槽的内部，所述被标定产品的顶面、所述标定板顶面、所述标定板特征点三者处于同一平面；

所述机器视觉相机的标定坐标系由实时采集的所述标定板特征点确定；以及，

利用所述机器视觉相机对所述被标定产品进行标定。

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