CN112024318A - 一种2d和3d视觉整合化的自主化点胶方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种2D和3D视觉整合化的自主化点胶方法，其中，2D摄像头采集点胶形状的2D平面位置数据，3D摄像头采集点胶形状的3D位置数据，3D摄像头采集的3D数据结合2D摄像头采集的2D数据用于建立各种点胶胶形的3维体积、高度、缺陷以及2维缺陷等信息与点胶器气压、点胶器真空度和点胶头点胶高度之间的关联模型。通过程序生成模块将该关联模型转换为程序语言，点胶程序在作业的过程中根据当前点胶的2D数据与3D数据信息通过该关联模型的对应关系对点胶器、点胶头进行控制，达到点胶质量进行自优化的目的。本发明使点胶器可以适应不同的点胶位置，无需手动微调点胶器参数和点胶头的位置，实现了点胶装置的自主化调节。

Description

一种2D和3D视觉整合化的自主化点胶方法
技术领域
本发明涉及点胶领域，具体而言，涉及一种2D和3D视觉整合化的自主化点胶方法。
背景技术
目前，对于装片等作业的点胶都是通过点胶器进行点胶作业，当点胶器安装到不同的平台上时，因为点胶器会和不同平台出现点胶位置的差异，因此需要工人手动进行点胶器的气压、真空等参数及点胶位置的调节，点胶品质与工人的技能水平密切相关。这种手工调节的方式对于胶量要求严格的产品上已经越来越不适用，也无法满足点胶等设备上高精度的微调作业。
发明内容
鉴于此，本发明提供了一种2D和3D视觉整合化的自主化点胶方法，解决了现有技术中无法满足点胶位置、点胶器压力与真空等参数高精度微调要求的问题，使得点胶更为智能化，点胶作业精度更高。
为此，本发明提供了一种2D和3D视觉整合化的自主化点胶方法，其包括以下步骤：
1)将点胶装置安装到点胶平台的上方，将点胶装置连接运动驱动装置；
2)将2D摄像头移动至点胶装置的上方，采集点胶装置的第一位置的2D位置数据，2D摄像头通过内置的数据发送模块将第一位置的2D位置数据发送给点胶程序；
3)将2D摄像头从点胶装置的上方移走，将3D摄像头移动至点胶装置的上方，采集点胶装置的第一位置的3D位置数据，3D摄像头通过内置的数据发送模块将第一位置的3D位置数据发送给点胶程序；
4)处理数据：点胶程序将2D位置数据和3D位置数据进行整合并形成双数据层，将双数据层插入到点胶程序中，2D数据用于计算与原先的点胶位置数据之间的位置差别数据，此时通过程序生成模块将位置差别数据转换为程序语言；3D数据结合2D数据用于建立各种点胶胶形的3维体积、高度、缺陷以及2维缺陷信息与点胶参数之间的关系模型，此时通过程序生成模块将关系模型转换为程序语言；
5)点胶程序根据位置差别数据启动并控制运动驱动装置启动，运动驱动装置将点胶装置自动地移动位置差别数据的调节量，至准确点胶的第二位置开始点胶作业，并在作业的过程中，通过上位机程序对点胶/画胶质量进行自主调节。
进一步地，双数据层中，2D数据位于上层，点胶程序从上层调走2D数据后与点胶位置数据进行差异计算，3D数据位于下层，点胶程序随后从下层调走3D数据后，并结合2D数据对点胶/画胶质量进行关联模型建模。
进一步地，2D数据和3D数据差异计算后进行数据的整合，将数据整合为一份数据，随后形成位置差别数据、点胶器参数和2D、3D数据之间的关联模型数据。
进一步地，2D摄像头和3D摄像头由一线性驱动装置驱动移动。
进一步地，线性驱动装置为可拆卸地连接于点胶平台上方的桁架，2D摄像头和3D摄像头由电机驱动在桁架底部线性移动。
进一步地，程序生成模块将位置差别数据与点胶器参数和2D、3D数据之间的关联模型数据转换为C语言程序并直接插入到点胶程序的末端形成专用驱动程序，点胶程序直接从末端调出驱动程序后驱动点胶装置调节位置并根据关联模型数据对点胶装置的点胶器进行参数自优化。
进一步地，2D摄像头采集点胶后的2D胶形、3D摄像头采集点胶后3D立体数据后，随后与关联模型进行对比，出现差异时对点胶装置的真空度、气压、点胶器点胶头高度进行调节。
进一步地，2D摄像头采集点胶时的2D图像，对其进行灰度直方图、灰度均值、灰度方差计算，随后与标准2D胶行图像的灰度直方图、灰度均值、灰度方差进行对比，出现差异时对光源亮度、相机增益和曝光进行调节。
本发明所提供的一种2D和3D视觉整合化的自主化点胶方法中，创新地将2D视觉采集和3D视觉采集进行了有机的整合，即2D摄像头采集点胶形状的2D平面位置数据，3D摄像头采集点胶形状的3D立体数据，3D摄像头采集的3D数据结合2D摄像头采集的2D数据用于建立各种点胶胶形的3维体积、高度、缺陷以及2维缺陷等信息与点胶器气压、点胶器真空度和点胶头点胶高度之间的关联模型。此时，通过程序生成模块将该关联模型转换为程序语言，点胶程序在作业的过程中根据当前点胶的2D数据与3D数据信息通过该关联模型的对应关系对点胶器、点胶头进行控制；具体的，2D摄像头和3D摄像头分别采集数据后，点胶程序将2D位置数据和3D位置数据进行整合并形成双数据层，将双数据层插入到点胶程序中，首先计算与原先的点胶位置数据之间的位置差别数据，此时通过程序生成模块将位置差别数据转换为程序语言，点胶程序根据位置差别数据启动并控制运动驱动装置启动并调节到需要点胶的位置，然后在调试以及作业过程中结合所建立的点胶器各参数与2D、3D数据之间的关联模型对点胶质量进行自主管控。无需操作人员手动去微调点胶器的位置以及手动去调节点胶器的各参数，真正地实现了点胶器点胶/花胶性能的自优化，自动化及智能程度相较于现有技术更高。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本发明实施例提供的一种2D和3D视觉整合化的自主化点胶方法中点胶装置在一状态下的移动示意图；
图2为本发明实施例提供的一种2D和3D视觉整合化的自主化点胶方法中点胶装置在另一状态下的移动示意图；
图3为本发明实施例提供的一种2D和3D视觉整合化的自主化点胶方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
实施例一：
参见图1至图3，图中示出了本发明实施例一提供的一种2D和3D视觉整合化的自主化点胶方法，其包括以下步骤：
S1：将点胶装置1安装到点胶平台2的上方，将点胶装置1连接运动驱动装置3；
S2：将2D摄像头4移动至点胶装置1的上方，采集点胶装置1的第一位置的2D位置数据，2D摄像头4通过内置的数据发送模块将第一位置的2D位置数据发送给点胶程序；
S3：将2D摄像头4从点胶装置1的上方移走，将3D摄像头5移动至点胶装置1的上方，采集点胶装置1的第一位置的3D位置数据，3D摄像头5通过内置的数据发送模块将第一位置的3D位置数据发送给点胶程序；
具体地，2D摄像头4和3D摄像头5由一线性驱动装置6驱动移动，该线性驱动装置6为可拆卸地连接于点胶平台2上方的桁架，2D摄像头4和3D摄像头5由电机驱动在桁架底部线性移动；
S4：处理数据：所述点胶程序将所述2D数据和所述3D数据进行整合并形成双数据层，将所述双数据层插入到所述点胶程序中，2D数据用于计算与原先的点胶位置数据之间的位置差别数据，此时通过程序生成模块将所述位置差别数据转换为程序语言；3D数据结合2D数据用于建立各种点胶胶形的3维体积、高度、缺陷以及2维缺陷等信息与点胶各参数之间的关系模型，此时通过程序生成模块将所述关系模型转换为程序语言。
具体地，双数据层中，2D数据位于上层，点胶程序从上层调走2D平面位置数据后与点胶位置数据进行差异计算，3D数据位于下层，点胶程序随后从下层调走3D数据后进行点胶质量差异对比，便于程序基于上下层快速识别2D数据或者3D数据，无需对数据进行标记，有助于程序的计算效率的提高；
具体地，2D数据和3D数据差异计算后进行数据的整合，将数据整合为一份数据，随后形成所述位置差别数据与点胶器参数和2D、3D数据之间的关联模型数据；
具体地，程序生成模块将模型数据转换为C语言程序并直接插入到点胶程序的末端形成专用驱动程序，点胶程序直接从末端调出驱动程序后驱动点胶装置1调节位置以及调节点胶器参数，从末端直接调用程序利于程序的快速识别，无需再进入程序中进行依次的执行，等于在程序末端形成一个子程序，这样就可以形成专用于点胶器位置微调和点胶器参数调节的程序；
S5：点胶程序根据位置差别数据启动并控制运动驱动装置3启动，运动驱动装置3将点胶装置1自动地移动位置差别数据的调节量，至准确点胶的第二位置开始点胶作业，并在作业的过程中，通过上位机程序对点胶/画胶质量进行自主调节。
因此，本实施例所提供的一种2D和3D视觉整合化的自主化点胶方法中，本发明所提供的一种2D和3D视觉整合化的自主化点胶方法中，创新地将2D视觉采集和3D视觉采集进行了有机的整合，即2D摄像头采集点胶形状的2D平面数据，3D摄像头采集点胶形状的3D数据，3D摄像头采集的3D数据结合2D摄像头采集的2D数据用于建立各种点胶胶形的3维体积、高度、缺陷以及2维缺陷等信息与点胶器气压、点胶器真空度和点胶头点胶高度之间的关联模型。此时，通过程序生成模块将该关联模型转换为程序语言，点胶程序在作业的过程中根据当前点胶的2D数据与3D数据信息通过该关联模型的对应关系对点胶器、点胶头进行控制；具体的，2D摄像头和3D摄像头分别采集数据后，点胶程序将2D位置数据和3D位置数据进行整合并形成双数据层，将双数据层插入到点胶程序中，首先计算与原先的点胶位置数据之间的位置差别数据，此时通过程序生成模块将位置差别数据转换为程序语言，点胶程序根据位置差别数据启动并控制运动驱动装置启动并调节到需要点胶的位置，然后在调试以及作业过程中结合所建立的点胶器各参数与2D、3D数据之间的关联模型对点胶质量进行自主管控。无需操作人员手动去微调点胶器的位置以及手动去调节点胶器的各参数，真正地实现了点胶器点胶/画胶性能的自优化，自动化及智能程度相较于现有技术更高。
实施例二：
参见图1至图3，图中示出了本发明实施例二提供的一种2D和3D视觉整合化的自主化点胶方法，本实施例在上述各实施例的基础上还进一步地做出了以下作为改进的技术方案：2D摄像头采集点胶时的2D图像，对其进行灰度直方图、灰度均值、灰度方差计算，随后与标准2D胶行图像的灰度直方图、灰度均值、灰度方差进行对比，出现差异时对光源亮度、相机增益和曝光进行调节。利于对点胶的光亮度进行自主化的调整，使得点胶的自动化及智能程度相较于现有技术更高。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种2D和3D视觉整合化的自主化点胶方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将点胶装置(1)安装到点胶平台(2)的上方，将所述点胶装置(1)连接运动驱动装置(3)；
2)将2D摄像头(4)移动至所述点胶装置(1)的上方，采集所述点胶装置(1)的第一位置的2D位置数据，所述2D摄像头(4)通过内置的数据发送模块将所述第一位置的2D位置数据发送给点胶程序；
3)将所述2D摄像头(4)从所述点胶装置(1)的上方移走，将3D摄像头(5)移动至所述点胶装置(1)的上方，采集所述点胶装置(1)的第一位置的3D位置数据，所述3D摄像头(5)通过内置的数据发送模块将所述第一位置的3D位置数据发送给所述点胶程序；
4)处理数据：所述点胶程序将所述2D位置数据和所述3D位置数据进行整合并形成双数据层，将所述双数据层插入到所述点胶程序中，2D数据用于计算与原先的点胶位置数据之间的位置差别数据，此时通过程序生成模块将所述位置差别数据转换为程序语言；3D数据结合2D数据用于建立各种点胶胶形的3维体积、高度、缺陷以及2维缺陷信息与点胶参数之间的关系模型，此时通过程序生成模块将所述关系模型转换为程序语言；
5)所述点胶程序根据所述位置差别数据启动并控制所述运动驱动装置(3)启动，所述运动驱动装置(3)将所述点胶装置(1)自动地移动所述位置差别数据的调节量，至准确点胶的第二位置开始点胶作业，并在作业的过程中，通过上位机程序对点胶/画胶质量进行自主调节。
2.根据权利要求1所述的一种2D和3D视觉整合化的自主化点胶方法，其特征在于，所述双数据层中，所述2D数据位于上层，所述点胶程序从上层调走所述2D数据后与所述点胶位置数据进行差异计算，所述3D数据位于下层，所述点胶程序随后从下层调走所述3D数据后，并结合2D数据对所述点胶/画胶质量进行关联模型建模。
3.根据权利要求2所述的一种2D和3D视觉整合化的自主化点胶方法，其特征在于，所述2D数据和所述3D数据差异计算后进行数据的整合，将数据整合为一份数据，随后形成所述位置差别数据、点胶器参数和2D、3D数据之间的关联模型数据。
4.根据权利要求1所述的一种2D和3D视觉整合化的自主化点胶方法，其特征在于，所述2D摄像头(4)和所述3D摄像头(5)由一线性驱动装置(6)驱动移动。
5.根据权利要求4所述的一种2D和3D视觉整合化的自主化点胶方法，其特征在于，所述线性驱动装置(6)为可拆卸地连接于所述点胶平台(2)上方的桁架，所述2D摄像头(4)和所述3D摄像头(5)由电机驱动在所述桁架底部线性移动。
6.根据权利要求3所述的一种2D和3D视觉整合化的自主化点胶方法，其特征在于，所述程序生成模块将所述位置差别数据与所述点胶器参数和2D、3D数据之间的关联模型数据转换为C语言程序并直接插入到所述点胶程序的末端形成专用驱动程序，所述点胶程序直接从末端调出所述驱动程序后驱动所述点胶装置(1)调节位置并根据所述关联模型数据对所述点胶装置(1)的点胶器进行参数自优化。
7.根据权利要求1所述的一种2D和3D视觉整合化的自主化点胶方法，其特征在于，所述2D摄像头(4)采集点胶后的2D胶形、所述3D摄像头(5)采集点胶后3D立体数据后，随后与所述关联模型进行对比，出现差异时对所述点胶装置(1)的真空度、气压、点胶器点胶头高度进行调节。
8.根据权利要求7所述的一种2D和3D视觉整合化的自主化点胶方法，其特征在于，所述2D摄像头(4)采集点胶时的2D图像，对其进行灰度直方图、灰度均值、灰度方差计算，随后与标准2D胶行图像的灰度直方图、灰度均值、灰度方差进行对比，出现差异时对光源亮度、相机增益和曝光进行调节。
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