CN111822256A

CN111822256A - 基于转盘的摄像头模组点胶系统

Info

Publication number: CN111822256A
Application number: CN202010753449.0A
Authority: CN
Inventors: 贺高明
Original assignee: Chongqing Shine Photics Co Ltd
Current assignee: Chongqing Shine Photics Co Ltd
Priority date: 2020-07-30
Filing date: 2020-07-30
Publication date: 2020-10-27

Abstract

本发明涉及点胶技术领域，具体涉及一种基于转盘的摄像头模组点胶系统，包括：获取模块，用于根据预设的点胶路径，获取点胶路径信息；对象模块，用于实时获取对象标记点的对象图像坐标；目标模块，用于实时获取目标标记点的目标图像坐标；计算模块，用于实时计算对象平台坐标与目标平台坐标在平台坐标系下的坐标偏差量；修正模块，用于实时根据坐标偏差量对点胶路径进行修正，并更新点胶路径，得到更新后的点胶路径；点胶模块，用于按照更新后的点胶路径信息点胶。本发明解决了现有技术不能对点胶路径发生变化时进行立刻、实时的修正，难以实时地修正点胶路径的偏差的技术问题。

Description

基于转盘的摄像头模组点胶系统

技术领域

本发明涉及点胶技术领域，具体涉及一种基于转盘的摄像头模组点胶系统。

背景技术

点胶，也称施胶、涂胶、灌胶、滴胶，是把电子胶水、油或者其他液体涂抹、灌封、点滴到产品上，让产品起到黏贴、灌封、绝缘、固定、表面光滑等作用，在电子制造领域得到了广泛的应用。

通常，利用点胶机械设备将理想大小的微量流体，如导电环氧树脂、粘连剂等，点在摄像头、芯片等电子元器件的预设位置，从而实现电子元器件之间的可靠连接。由于机械设备本身以及人为操作的因素，点胶对象在点胶平台上的位置与预设的目标位置之间可能会存在偏差，若仍然按照预设的点胶路径进行点胶，会使得点胶的位置产生偏差。

对此，文件CN106493042A公开了一种点胶方法，通过视觉定位相机获取对象标记点的对象图像坐标，以及目标标记点的目标图像坐标，之后根据图像坐标系与平台坐标系之间的映射关系，计算对象平台坐标，以及目标平台坐标；再计算对象平台坐标与目标平台坐标的坐标偏差量；根据坐标偏差量，控制点胶平台移动，使对象标记点与目标标记点的初始位置对位；最后向点胶机械手发送点胶路径信息，控制点胶机械手点胶。避免了点胶对象相对于目标位置存在的X轴、Y轴方向的平移或者θ轴方向的倾斜时，点胶机械手仍然按照预设的点胶路径进行点胶，导致点胶路径产生偏差，从而导致点胶工艺的良品率的下降的问题。

但是，上述技术中(CN106493042A)公开的技术方案，需要控制点胶平台移动使对象标记点与目标标记点的初始位置对位，从而实现对点胶路径偏差的修正。但是，由于增加了控制点胶平台移动这个环节，容易产生额外的偏差，比如对位不准确。此外，移动点胶平台是一次性完成的，在后续点胶路径发生偏差后，不能及时地进行修正。也就是说，现有技术并不能对点胶路径发生变化时进行立刻、实时的修正，难以实时地修正点胶路径的偏差。

发明内容

本发明提供一种基于转盘的摄像头模组点胶系统，解决了现有技术不能对点胶路径发生变化时进行立刻、实时的修正，难以实时地修正点胶路径的偏差的技术问题。

本发明提供的基础方案为：基于转盘的摄像头模组点胶系统，包括：

获取模块，用于根据预设的点胶路径，获取点胶路径信息；

对象模块，用于实时获取对象标记点的对象图像坐标，对象标记点位于点胶对象上，对象图像坐标为对象标记点在视觉定位相机的图像坐标系下的坐标；

目标模块，用于实时获取目标标记点的目标图像坐标，目标标记点位于点胶平台上，目标图像坐标为目标标记点在视觉定位相机的图像坐标系下的坐标；

计算模块，用于实时计算对象图像坐标在平台坐标系下所对应的对象平台坐标，以及目标图像坐标在平台坐标系下所对应的目标平台坐标，并计算对象平台坐标与目标平台坐标在平台坐标系下的坐标偏差量；

修正模块，用于实时根据坐标偏差量对点胶路径进行修正，并更新点胶路径，得到更新后的点胶路径；

点胶模块，用于按照更新后的点胶路径信息点胶。

本发明的工作原理及优点在于：首先获取点胶路径信息，然后获取对象标记点的对象图像坐标、目标标记点的目标图像坐标。之后，根据图像坐标系与平台坐标系之间的映射关系，计算对象图像坐标在平台坐标系下所对应的对象平台坐标，以及目标图像坐标在平台坐标系下所对应的目标平台坐标，从而计算对象平台坐标与目标平台坐标在平台坐标系下的坐标偏差量。最后，根据坐标偏差量，对点胶路径进行修正并更新点胶路径，得到更新后的点胶路径，按照更新后的点胶路径信息点胶。通过这样的方式，提高了定位路径的质量、精度，可以对实时点胶路径进行修正。

本发明根据坐标偏差量对点胶路径进行修正并更新点胶路径，得到更新后的点胶路径，按照更新后的点胶路径信息点胶，通过这样的方式，提高了定位路径的质量、精度，可以对实时点胶路径进行修正，解决了现有技术不能对点胶路径发生变化时进行立刻、实时的修正，难以实时地修正点胶路径的偏差的技术问题。

进一步，修正模块包括：

采集单元，用于采集待定节点的第一位置信息和确定节点的位置信息；

更新单元，用于根据坐标偏差量以及确定节点的运动数值，得到待定节点的第二位置信息，以第二位置信息作为待定节点的最终位置信息对点胶路径进行更新。

有益效果在于：通过这样的方式，依据坐标偏差量的大小，并考虑确定节点的运动数值，当点胶路径出现偏差时能够及时有效地进行修正。

进一步，得到待定节点的第二位置信息具体包括：

A1、提取最接近待定节点预设个数的确定节点，并计算提取确定节点的平均速度；

A2、根据提取的确定节点，利用最小二乘法拟合得到直线方程；

A3、以直线方程、平均速度生成位于确定节点沿直线方向正前方的第二位置信息。

有益效果在于：通过这样的方式，以确定节点可以快速、准确地获得待定节点的第二位置信息，可操作性也比较强。

进一步，修正模块还包括：滤波单元，用于根据第二位置信息和确定节点的位置信息对点胶路径滤波。

有益效果在于：通过对点胶路径滤波，能够去除噪声，有效地还原点胶路径的真实数据。

进一步，修正模块还包括：显示单元，用于实时显示修正后的点胶路径。

有益效果在于：这样便于实时观测修正后的点胶路径。

进一步，对点胶路径滤波具体包括：

B1、根据预设的滤波倍数值，将待定节点的第一位置信息对应的点及待定节点最近的确定节点连接成第一直线，将确定节点拟合成第二直线；

B2、计算第一直线和第二直线的夹角，当夹角大于夹角阈值时，增大滤波倍数值；

B3、将待定节点的第二位置信息作为观测值、待定节点最近的确定节点的位置信息作为预测值，对确定节点和待定节点进行卡尔曼滤波。

有益效果在于：卡尔曼滤波(Kalman filtering)是一种利用线性系统状态方程，通过系统输入输出观测数据，对系统状态进行最优估计的算法，便于计算机编程实现，并能够对现场采集的数据进行实时的更新和处理。

进一步，计算第一直线和第二直线的夹角包括：

B2a、将确定节点的位置信息和待定节点的第一位置信息转换为笛卡尔坐标信息；

B2b、通过向量夹角计算第一直线和第二直线的夹角。

有益效果在于：通过这样的方式，将位置信息转换为笛卡尔坐标信息，通过向量夹角计算第一直线和第二直线的夹角，便于操作与实现。

进一步，根据直线方程的斜率推算得到待定节点的第二位置信息。

有益效果在于：根据直线斜率推算位置信息，实现起来比较简单，也不会丢失真实信息。

进一步，预设个数为三个。

有益效果在于：提取最接近待定节点的三个确定节点，既可以有效地得到第二位置信息，又可以极大地简化数学运算。

进一步，运动数值包括速度或加速度。

有益效果在于：速度或加速度与点胶的路径有着极大的关系，通过速度或加速度可以真实地再现点胶路径。

附图说明

图1为本发明基于转盘的摄像头模组点胶系统实施例的系统结构框图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细的说明：

实施例1

本发明基于转盘的摄像头模组点胶系统实施例基本如附图1所示，包括：

获取模块，用于根据预设的点胶路径，获取点胶路径信息；

点胶模块，用于按照更新后的点胶路径信息点胶。

在本实施例中，获取模块、对象模块、目标模块、计算模块和修正模块均集成在服务器上，通过硬件加软件或者程序的方式实现其功能，点胶模块采用点胶设备，比如点胶机器手。

首先，获取模块获取点胶路径信息。

通常，根据实际的工艺需要设定预设的点胶路径，然后根据预设点胶路径获取点胶机械手的点胶路径信息。点胶机械手就是按照点胶路径信息，在点胶对象上进行点胶操作。具体而言，第一步，提取预设点胶路径内的数个路径点，比如五十个，其中，路径点即预设点胶路径所经过的点。第二步，获取数个路径点的在平台坐标系下的坐标。也就是说，点胶路径信息包括数个路径点的坐标、相邻的每两个路径点的坐标差。这样，点胶机械手即可在步进机的作用下按照预设点胶路径点胶。

然后，对象模块实时获取对象标记点的对象图像坐标，目标模块实时获取目标标记点的目标图像坐标。

本实施例中，对象标记点位于点胶对象上，对象图像坐标为对象标记点在视觉定位相机的图像坐标系下的坐标；目标标记点位于点胶平台上，目标图像坐标为目标标记点在视觉定位相机的图像坐标系下的坐标。具体而言，图像坐标系以视觉定位相机的视场的左上角为坐标原点建立坐标系，视场的横向边线方向作为图像坐标系的X轴，视场的纵向边线方向作为图像坐标系的Y轴；点胶平台具有X轴、Y轴以及θ轴，平台坐标系以点胶平台的旋转中心为坐标原点建立坐标系，且平台坐标系的X轴和Y轴分别平行于点胶平台的边线，平台坐标系的θ轴以坐标原点为中心，顺时针旋转方向为正，逆时针旋转方向为负。通过这样的方式，即可实时获取对象标记点的对象图像坐标、目标标记点的目标图像坐标。

再然后，计算模块实时计算对象图像坐标在平台坐标系下所对应的对象平台坐标，以及目标图像坐标在平台坐标系下所对应的目标平台坐标，并计算对象平台坐标与目标平台坐标在平台坐标系下的坐标偏差量。

本实施例中，计算对象图像坐标在平台坐标系下所对应的对象平台坐标，以及计算目标图像坐标在平台坐标系下所对应的目标平台坐标，完全可以参照现有技术进行，比如专利文件CN106493042A，故不再赘述。此外，在本实施例中，计算对象平台坐标与目标平台坐标在平台坐标系下的坐标偏差量时，第一步，构造目标标记点和对象标记点直线，根据左右相机目标标记点位置构造目标直线，根据左右相机对象标记点位置构造对象直线。这样，很容易计算出目标直线和对象直线之间的夹角Δθ。第二步，然后可根据夹角Δθ，通过坐标变换公式，很容易计算出坐标偏差量。由于通过坐标变换公式计算坐标偏差量在绝大多数《线性代数》书籍中均有详细的论述，可参照进行，故不再赘述。

接着，修正模块实时根据坐标偏差量对点胶路径进行修正并更新点胶路径，得到更新后的点胶路径。

本实施例中，修正模块包括采集单元、更新单元和显示单元。点胶路径上的路径点原来是确定节点，但当外在因素导致点胶路径发生了偏差时，点胶路径上的路径点就从确定节点变为了待定节点。这是因为，点胶路径在平台坐标系中发生了偏移，点胶路径上相应的路径点的坐标也发生了变化。具体而言，首先是采集单元采集待定节点的第一位置信息和确定节点的位置信息，第一位置信息是更新前的位置信息；然后是更新单元根据坐标偏差量以及确定节点的运动数值，得到待定节点的第二位置信息，第二位置信息是更新后的位置信息，以第二位置信息作为待定节点的最终位置信息对点胶路径进行更新，运动数值包括速度或加速度；最后是显示单元实时显示修正后的点胶路径。

本实施例中，借助最小二乘法得到待定节点的第二位置信息：提取最接近待定节点预设个数的确定节点，并计算提取确定节点的平均速度，预设个数为三个；根据提取的确定节点，利用最小二乘法拟合得到直线方程；以直线方程、平均速度生成位于确定节点沿直线方向正前方的第二位置信息，比如，根据直线方程的斜率推算得到待定节点的第二位置信息。通过这样的方式，可以逐个得到待定节点的第二位置信息，从而实现以第二位置信息作为待定节点的最终位置信息对点胶路径进行更新。

最后，点胶模块按照更新后的点胶路径信息点胶。

这样，点胶路径更新后，更新后的点胶路径信息通过控制器传递到点胶机械手，点胶机械手接收到控制信号后按照更新后的点胶路径进行点胶。

实施例2

与实施例1不同之处仅在于，修正模块还包括滤波单元，用于根据第二位置信息和确定节点的位置信息对点胶路径滤波。具体而言，第一步，根据预设的滤波倍数值，将待定节点的第一位置信息对应的点及待定节点最近的确定节点连接成第一直线，将确定节点拟合成第二直线。第二步，计算第一直线和第二直线的夹角，当夹角大于夹角阈值时，增大滤波倍数值。比如，计算第一直线和第二直线的夹角包括：将确定节点的位置信息和待定节点的第一位置信息转换为笛卡尔坐标信息；通过向量夹角计算第一直线和第二直线的夹角。第三步，将待定节点的第二位置信息作为观测值、待定节点最近的确定节点的位置信息作为预测值，对确定节点和待定节点进行卡尔曼滤波。本实施例中，未尽详细之处均可参照现有技术进行。

实施例3

与实施例2相比，不同之处仅在于，还包括图片采集机构、图片识别模块、控制模块、照明机构以及调整机构。在对摄像头模组进行点胶之前，进行光线补偿，并根据实际情况调整摄像头模组在旋转台上的位置，保证摄像头模组不偏离其工位。同时，本实施例基于现有的转盘机构实施，也即文件CN205377994U公开的多工位手机摄像头模组检测机。

具体而言，摄像头模组在旋转台上的工位位于旋转台的径向，摄像头模组在旋转台的工位上放置有光敏传感器，而摄像头模组就放置在光敏传感器上。若摄像头模组在旋转台上的位置没有偏离其工位，也即处于正常工位时，摄像头模组会刚好压住、挡住光敏传感器；反之，若摄像头模组在旋转台上的位置偏离其工位，光敏传感器就会露出。

图片采集机构包括摄像头和支架，摄像头固定在支架上，支架焊接在旋转台上，摄像头位于摄像头模组的正上方；照明机构包括LED灯和灯架，LED灯固定在灯架上，灯架焊接在旋转台上，LED灯位于摄像头模组的正上方；图片识别模块具体为图片识别软件，控制模块为单片机，调整机构包括控制器与两个气缸，两个气缸位于旋转台的周向，且分别位于摄像头模组的两侧。

摄像头采集摄像头模组放置在旋转台上的位置的图片，图片采集完毕后，被发送至图片识别模块，当接收到摄像头采集的图片后，对图片进行识别，判断图片中是否出现黑团。黑团也即图片中漆黑的部分，这个漆黑部分是由于摄像头模组放置在旋转台上的位置出现了偏移，使得摄像头模组挡住了部分光线，从而出现的阴影。

如果图片中出现黑团，表明摄像头模组放置在旋转台上的位置出现了偏移，需要进行光线补偿，同时移动摄像头模组的位置。当图片中出现黑团时，单片机控制接通LED灯的电源开关，通过LED灯的灯光对摄像头模组进行光线补偿；并控制LED灯先以半功率的状态进行照明，后以全功率的状态进行照明，从而提高LED灯的寿命。与此同时，由于摄像头模组在旋转台上的位置偏离其工位，光敏传感器露出，LED灯的灯光照射在光敏传感器上，光敏传感器接收到光线后，发送信号到控制器，控制器控制气缸推动摄像头模组进行移动，直到摄像头模组挡住光敏传感器，也即摄像头模组恢复到正常工位上为止。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims

1.基于转盘的摄像头模组点胶系统，其特征在于，包括：

获取模块，用于根据预设的点胶路径，获取点胶路径信息；

点胶模块，用于按照更新后的点胶路径信息点胶。

2.如权利要求1所述的基于转盘的摄像头模组点胶系统，其特征在于，修正模块包括：

3.如权利要求2所述的基于转盘的摄像头模组点胶系统，其特征在于，得到待定节点的第二位置信息具体包括：

4.如权利要求3所述的基于转盘的摄像头模组点胶系统，其特征在于，修正模块还包括：滤波单元，用于根据第二位置信息和确定节点的位置信息对点胶路径滤波。

5.如权利要求4所述的基于转盘的摄像头模组点胶系统，其特征在于，修正模块还包括：显示单元，用于实时显示修正后的点胶路径。

6.如权利要求5所述的基于转盘的摄像头模组点胶系统，其特征在于，对点胶路径滤波具体包括：

7.如权利要求6所述的基于转盘的摄像头模组点胶系统，其特征在于，计算第一直线和第二直线的夹角包括：

B2b、通过向量夹角计算第一直线和第二直线的夹角。

8.如权利要求7所述的基于转盘的摄像头模组点胶系统，其特征在于，根据直线方程的斜率推算得到待定节点的第二位置信息。

9.如权利要求8所述的基于转盘的摄像头模组点胶系统，其特征在于，预设个数为三个。

10.如权利要求9所述的基于转盘的摄像头模组点胶系统，其特征在于，运动数值包括速度或加速度。