CN112742675A - 校正装置、校正系统及校正方法 - Google Patents

校正装置、校正系统及校正方法 Download PDF

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CN112742675A CN202011554277.0A CN202011554277A CN112742675A CN 112742675 A CN112742675 A CN 112742675A CN 202011554277 A CN202011554277 A CN 202011554277A CN 112742675 A CN112742675 A CN 112742675A
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Abstract

一种校正装置,包括壳体、光源、第一棱镜、第二棱镜、第三棱镜及成像模组,光源、第一棱镜、第二棱镜及第三棱镜收容于壳体内,壳体开设有供点胶针移动或转动的移针空间。光源用于发射平行光,第一棱镜朝向光源设置,第二棱镜朝向第一棱镜,且与第一棱形旋转90度设置。第三棱镜与第二棱镜对向平行设置,成像模组,连接壳体,与第三棱镜对向设置,以获取点胶针的图像,图像包括点胶针的第一成像及第二成像,第一成像为点胶针在第一反射面上的投影,第二成像为点胶针在第二反射面上的投影。本申请提供的校正装置有利于实现对点胶针的快速、精确的位置校正。另外,本申请还提供一种校正系统及校正方法。

Description

校正装置、校正系统及校正方法
技术领域
本申请涉及一种校正装置、校正系统及校正方法。
背景技术
带有针头的点胶机由于在每次更换针头或者点胶过程中,针头的位置、高度与初次预设的基准位置发生偏移,所以我们需要一种装置能够检测出当前针头的位置、高度与基准位置的偏移量,点胶时补偿针头的偏移值。
一般情况下,点胶机大部分使用的装置是利用两个对射式光电传感器垂直安装的方式,通过机构的超慢速X/Y/Z三个方向的移动去探知针头的X/Y/Z三个方向的位置值,与初次预设的位置值的偏移量,但是这种方式需要针头的移动速度很慢,所以检测的时间比较长,并且检测的精度与针头的移动速度、光束直径有关系,造成检测精度差。
发明内容
本申请的主要目的在于提供一种点胶针的校正装置,以快速、精确地实现点胶针位置的校正。
一种点胶针的校正装置,包括壳体、光源、第一棱镜、第二棱镜、第三棱镜及成像模组,所述光源、所述第一棱镜、所述第二棱镜及所述第三棱镜收容于所述壳体内,所述壳体开设有供点胶针移动或转动的移针空间。所述光源用于发射平行光,所述第一棱镜朝向所述光源设置,所述第二棱镜朝向所述第一棱镜,且与所述第一棱形旋转90度设置。所述第三棱镜与所述第二棱镜对向平行设置,所述成像模组,连接所述壳体,与所述第三棱镜对向设置,以获取所述点胶针的图像,所述图像包括所述点胶针的第一成像及第二成像,所述第一成像为所述点胶针在第一反射面上的投影,所述第二成像为所述点胶针在第二反射面上的投影。
一种点胶针的校正系统,包括:通信器及处理器,所述通信器用于发出拍摄指令至成像模组,以使所述成像模组获取点胶针的图像,所述图像包括第一成像及第二成像,所述第一成像为所述点胶针在第一反射面上的投影,所述第二成像为所述点胶针在第二反射面上的投影,以及响应所述拍摄指令的发出,接收所述图像;
所述处理器耦接所述通信器,所述处理器用于对所述图像进行边缘检测,获取所述图像的边缘。根据映射关系及所述边缘,获取所述第一成像中的点胶针头尖端的第一坐标及所述第二成像中的所述点胶针头尖端的第二坐标。比较所述第一坐标与预设值的差,形成第一调整量;比较所述第二坐标与预设值的差,形成第二调整量。根据所述第一调整量及所述第二调整量,形成所述点胶针的校正指令。
一种点胶针的校正方法,包括步骤:
发出拍摄指令至成像模组,以使所述成像模组获取点胶针的图像,所述图像包括第一成像及第二成像,所述第一成像为所述点胶针在第一反射面上的投影,所述第二成像为所述点胶针在第二反射面上的投影。
响应所述拍摄指令的发出,接收所述图像。
对所述图像进行边缘检测,获取所述图像的边缘。
根据映射关系及所述边缘,获取所述第一成像中点胶针头尖端的第一坐标,及获取所述第二成像中点胶针头尖端的第二坐标。
比较所述第一坐标与预设值的差,形成第一调整量。
比较所述第二坐标与预设值的差,形成第二调整量。
根据所述第一调整量及所述第二调整量,形成所述点胶针的校正指令。
本申请提供的校正装置,通过第一成像、所述第二成像及映射关系分别获得第一调整量及第二调整量,从而有利于实现对点胶针的快速、精确的位置校正。
附图说明
图1为本申请实施例提供的点胶针的校正装置的整体示意图。
图2为图1所示的校正装置除壳体外的侧视图。
图3为图1所示的校正装置除壳体外的俯视图。
图4为图1所示的校正装置获取第一成像的原理图。
图5为图1所示的校正装置获取第二成像的原理图。
图6为本发明实施例提供的校正系统的架构示意图。
图7为本发明实施例提供的校正方法的示意图。
主要元件符号说明
校正装置 100
壳体 10
通孔 11
光源 20
第一棱镜 30
第一反射面 31
第二棱镜 40
第二反射面 41
第三棱镜 50
第三反射面 51
成像模组 60
相机 61
远心镜头 62
通信器 70
处理器 80
点胶针 200
第一方向 X
第二方向 Y
第三方向 Z
第一成像 I
第二成像 H
移针空间 P
第一平行光 L1
第一反射光 L2
第二平行光 L3
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本申请。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
需要说明的是,当组件被称为“固定于”另一个组件,它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件,它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件,它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本申请。
为能进一步阐述本申请达成预定目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施方式,对本申请作出如下详细说明。
请参见图1至图2,本申请较佳实施例提供点胶针的校正装置100,用于在点胶机(图未示)每次更换点胶针200或者点胶过程中,对点胶针200的位置进行校正,以使点胶针200的位置与预设值相同,该位置包括第一方向X的坐标,第二方向Y的坐标以及第三方向Z的坐标,该第一方向X、该第二方向Y及该第三方向互相垂直。
该校正装置100包括壳体10、光源20、第一棱镜30、第二棱镜40、第三棱镜50及成像模组60。该光源20、该第一棱镜30、该第二棱镜40及该第三棱镜50收容于该壳体10内。
该壳体10开设有通孔11,该点胶针200的一端可伸入该通孔11内,该点胶针200可在该通孔11所限定的范围内移动或者转动,该点胶针200移动或者转动的范围构成移针空间P。
在一种实施例中,该第一棱镜30与该光源20对向设置,该移针空间P位于该第一棱镜30与该光源20之间。该光源20用于发出平行光,该第二棱镜40与该第一棱镜30对向且旋转预设角度设置,该第三棱镜50与该第二棱镜40对向平行设置。其中预设角度可选为80-90度。
该成像模组60连接于该壳体10,且该成像模组60朝向该第三棱镜50,该成像模组60用于获取该点胶针200的第一成像I及第二成像H。
该第一棱镜30包括第一反射面31,该第二棱镜40包括第二反射面41,该第三棱镜50包括第三反射面51。
该第一成像I的形成过程,即第一过程,包括:该光源20发出第一平行光L1,该平行光L1经过该第一反射面31反射后形成第一反射光L2,该第一反射光L2进入该针移空间P并射向该点胶针200,部分该第一反射光L2被该点胶针200阻挡以在该第二反射面41形成第一投影(图未示),该第一投影被该第三反射面51一次反射进入该成像模组60并被该成像模组60记录为第一成像I。
该第二成像H的形成过程,即第二过程,包括:该光源20发出的第二平行光L3直接进入该针移空间P并射向该点胶针200,部分该第二平行光L3被该点胶针200阻挡以在该第一反射面31形成第二投影(图未示),该第二投影依次通过第二反射面41及第三反射面51二次反射进入该成像模组60并被该成像模组60记录为第二成像H。
在本实施例中,该成像模组60包括相机61及远心镜头62,该远心镜头62一端连接该相机61,该远心镜头62另一端朝向该第三棱镜50,该远心镜头62用于基于确定的该第一棱镜30、该第二棱镜40、该第三棱镜50及该移针空间P与该远心镜头62的相对位置,使该第一成像I及该第二成像H的放大倍率与物距的变化相互独立。
在本实施例中,该第一棱镜30、该第二棱镜40及该第三棱镜50为直角棱镜,该第一反射面31、该第二反射面41及该第三反射面51为该直角棱镜的斜面。
以下将结合该校正装置100对本申请一实施方式中提供的点胶针的校正系统进行具体说明。
请参见图6,该校正系统10包括该校正装置100、通信器70及处理器80,该处理器80耦接于该通信器70,该通信器70耦接于该成像模组60。
该通信器70用于发出拍摄指令至成像模组60,以使该成像模组60获取点胶针200的图像,该图像200包括第一成像I及第二成像H,该通信器70还响应该拍摄指令的发出,接收该图像。该通信器70可以是蓝牙通信单元、红外通信单元或Wi-Fi通信单元。
该处理器80用于对该图像进行边缘检测,获取该图像的边缘。根据映射关系及该边缘,获取该第一成像中的点胶针头尖端的第一坐标及该第二成像中的该点胶针头尖端的第二坐标。然后,比较该第一坐标与预设值的差,形成第一调整量;再然后,比较该第二坐标与预设值的差,形成第二调整量,最后,该第一调整量及该第二调整量,形成该点胶针的校正指令,该校正指令发送至该点胶机,该点胶机依据该校正指令实现对该点胶针200的校正。
处理器80可以为中央处理器(CPU,Central Processing Unit),还可以包括其他通用处理器、数字信号处理器(DSP,Digital Signal Processor)、专用集成电路(ASIC,Application Specific Intergrated Circuit)、现成可编程门阵列(FPGA,Field-Programmable Gate Array)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。
其中,该映射关系为依据该图像以及该点胶针200的物理位置所建立的关系,具体地,该映射关系的建立过程包括:
首先,于该第一成像I上获取该点胶针尖端中间点位置的第一像素坐标,该第一像素坐标为图像坐标系中行/列方向的像素坐标,记为(I1,I2)。
然后,于该第二成像H上获取该点胶针尖端中间点位置的第二像素坐标,该第一像素坐标为图像坐标系中行/列方向的像素坐标,记为(P1,P2)。
然后,于该点胶机上获取该点胶针200的物理坐标,该物理坐标包括该点胶针200在第一方向X、第二方向Y及第三方向Z所确定的坐标系中的空间坐标,记为(X,Y,Z)。
最后,可以采用九点标定算法计算出该点胶针200的物理坐标到该第一像素坐标或该第二像素坐标的映射关系。在本申请的其他实施例中,也可以通过至少三个点的物理坐标与对应的第一像素坐标、第二像素坐标即可建立该映射关系,具体如何计算并获得对应的函数关系为现有技术,在此不再赘述。
在本实施例中,该处理器80还用于形成第一调整指令,以通过该第一调整指令控制调整机构(图未示)调整该成像模组60与该点胶针200之间的距离,以调整该图像的清晰度。该调整机构可以为驱动器或机械手臂。
在本实施例中,其中该处理器80还用于形成第二调整指令,以通过该第二调整指令控制调整该光源20亮度或该成像模组60拍照的曝光时间,以调整该图像的亮度,通过调整亮度能够改进该图像的质量,以提高处理器80检测边缘的精度。
以下将结合上述校正装置对本申请一实施方式中提供的点胶针头的校正方法进行具体说明。根据不同需求,该校正方法的步骤顺序可以改变,某些步骤可以省略或合并。该校正方法可在该校正系统10中的处理器80中被执行,包括以下步骤:
步骤S1:发出拍摄指令至成像模组60,以使该成像模组60获取点胶针的图像,该图像包括第一成像及第二成像。
该第一成像I的形成过程,即第一过程,包括:该光源20发出第一平行光L1,该平行光L1经过该第一反射面31反射后形成第一反射光L2,该第一反射光L2进入该针移空间P并射向该点胶针200,部分该第一反射光L2被该点胶针200阻挡以在该第二反射面41形成第一投影(图未示),该第一投影被该第三反射面51一次反射进入该成像模组60并被该成像模组60记录为第一成像I。
该第二成像H的形成过程,即第二过程,包括:该光源20发出的第二平行光L3直接进入该针移空间P并射向该点胶针200,部分该第二平行光L3被该点胶针200阻挡以在该第一反射面31形成第二投影(图未示),该第二投影依次通过第二反射面41及第三反射面51二次反射进入该成像模组60并被该成像模组60记录为第二成像H。
步骤S2:响应该拍摄指令的发出,接收该图像。成像模组60朝向该第三棱镜50,该成像模组60用于获取该点胶针200的第一成像I及第二成像H,成像模组60耦接通信器70,以发出该图像至通信器70。
步骤S3:对该图像进行边缘检测,获取该图像的边缘。
具体地,边缘检测算法为常见的现有技术,例如用不同的算子进行运算,此处不再赘述。
步骤S4:根据映射关系及该边缘,获取该第一成像中点胶针头尖端的第一坐标,及获取该第二成像中点胶针头尖端的第二坐标。
具体地,该映射关系为依据该图像以及该点胶针200的物理位置所建立的关系,具体地,该映射关系的建立过程包括:
步骤S41,于该第一成像I上获取该点胶针200尖端中间点位置的第一像素坐标,该第一像素坐标为图像坐标系中行/列方向的像素坐标,记为(I1,I2)。
步骤S42,于该第二成像H上获取该点胶针200尖端中间点位置的第二像素坐标,该第一像素坐标为图像坐标系中行/列方向的像素坐标,记为(P1,P2)。
步骤S43,于该点胶机上获取该点胶针200的物理坐标,该物理坐标包括该点胶针200在第一方向X、第二方向Y及第三方向Z所确定的坐标系中的空间坐标,记为(X,Y,Z)。
步骤S44,可以采用九点标定算法计算出该点胶针200的物理坐标到该第一像素坐标或该第二像素坐标的映射关系。在本申请的其他实施例中,也可以通过至少三个点的物理坐标与对应的第一像素坐标、第二像素坐标即可建立该映射关系,具体如何计算并获得对应的函数关系为现有技术,再次不在赘述。
步骤S5:比较该第一坐标与预设值的差,形成第一调整量。
具体地,第一坐标示例性为X方向的图像坐标,预设值为点胶针200的符合点胶标准要求的预设值,例如预设值为X=10.5,第一坐标为X=9.5,则第一调整量示例性的为10.5-9.5=1。同理,第一坐标也可以包含Z方向的图像坐标,若Z方向的调整量也为1,则形成的该第一调整量为(X,Z)=(1,1)。
步骤S6:比较该第二坐标与预设值的差,形成第二调整量。
具体地,第二坐标示例性为Y方向的图像坐标,预设值为点胶针200的符合点胶标准要求的预设值,例如预设值为Y=10.5,第一坐标为Y=9.5,则第二调整量示例性的为10.5-9.5=1。同理,第二坐标也可以包含Z方向的图像坐标,若Z方向的调整量也为1,则形成的该第二调整量为(Y,Z)=(1,1)。
步骤S7:根据该第一调整量及该第二调整量,形成该点胶针的校正指令。
具体地,例如,处理器80获得第一调整量及第二调整量分别为(1,1),则校正指令需要包含第一调整量及第二调整量,并通过一定的方式(例如显示)通知作业人员需要控制点胶针往X正方向移动1个单位,以及往Y正方向移动1个单位,但不限于此,例如还可以通知该点胶机自动调整。同理,也可根据第一调整量及第二调整量,确定调整量为(X,Y,Z)=(1,1,1),则校正指令通过一定的方式(例如显示)通知作业人员需要控制点胶针往X正方向移动1个单位,往Y正方向移动1个单位,及往Z正方向移动1个单位。
在本实施例中,该校正方法还包括通过处理器80形成第一调整指令,以通过该第一调整指令控制调整机构(图未示)调整该成像模组60与该点胶针200之间的距离,以调整该图像的清晰度。该调整机构可以为驱动器或机械手臂。
在本实施例中,该校正方法还包括通过该处理器80形成第二调整指令,以通过该第二调整指令控制调整该光源20亮度或该成像模组60拍照的曝光时间,以调整该图像的亮度,通过调整亮度能够改进该图像的质量,以提高处理器80检测边缘的精度。
本申请提供的校正装置,通过第一成像、该第二成像及映射关系分别获得第一调整量及第二调整量,从而有利于实现对点胶针的快速、精确的位置校正。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。

Claims (13)

1.一种点胶针的校正装置,包括:
壳体,设有供点胶针移动或转动的移针空间;
光源,设于所述壳体内;
第一棱镜,设于所述壳体内,与所述光源对向设置,具有第一反射面;
第二棱镜,设于所述壳体内,与所述第一棱镜对向平行且旋转预设角度设置,具有第二反射面;
第三棱镜,设于所述壳体内,与所述第二棱镜对向平行设置;
成像模组,连接所述壳体,与所述第三棱镜对向设置,以获取所述点胶针的图像,所述图像包括所述点胶针的第一成像及第二成像,所述第一成像为所述点胶针在所述第二反射面上的投影,所述第二成像为所述点胶针在所述第一反射面上的投影。
2.如权利要求1所述的点胶针的校正装置,其特征在于,所述壳体设有通孔,所述通孔位于所述光源、第一棱镜及第二棱镜之间,所述移针空间为所述通孔内的供点胶针移动或转动的空间。
3.如权利要求1所述的点胶针的校正装置,其特征在于,所述成像模组包括:远心镜头,所示远心镜头与所述第三棱镜对向设置,以获取所述图像。
4.如权利要求1所述的点胶针的校正装置,其特征在于,所述第二反射面为所述第二棱镜的反射面,所述第一成像形成于第一过程,所述第一过程包括:所述光源发出的平行光经过所述第一棱镜一次反射并穿过所述点胶针,以将所述点胶针的投影传递至所述第二反射面,通过所述第二反射面一次反射至所述第三棱镜,以形成所述第一成像。
5.如权利要求1所述的点胶针的校正装置,其特征在于,所述第一反射面为所述第一棱镜的反射面,所述第二成像形成于第二过程,所述第二过程包括:所述光源发出的平行光穿过所述点胶针,以将所述点胶针的投影传递至所述第一反射面,通过所述第一反射面一次反射至所述第二反射面,再通过所述第二反射面二次反射至所述第三棱镜,以形成所述第二成像。
6.一种点胶针的校正系统,包括:
通信器,用于:
发出拍摄指令至成像模组,以使所述成像模组获取点胶针的图像,所述图像包括第一成像及第二成像;
响应所述拍摄指令的发出,接收所述图像;
处理器,耦接所述通信器,用于:
对所述图像进行边缘检测,获取所述图像的边缘;
根据映射关系及所述边缘,获取所述第一成像中的点胶针头尖端的第一坐标及所述第二成像中的所述点胶针头尖端的第二坐标;
比较所述第一坐标与预设值的差,形成第一调整量;
比较所述第二坐标与预设值的差,形成第二调整量;
根据所述第一调整量及所述第二调整量,形成所述点胶针的校正指令。
7.如权利要求6所述的点胶针的校正系统,其特征在于,所述映射关系为图像坐标系与机构坐标系之间的映射关系,所述图像坐标系为所述成像模组获取所述点胶针的图像坐标系,所述机构坐标系为所述点胶针在移针空间中的物理坐标系。
8.如权利要求6所述的点胶针的校正系统,其特征在于,所述处理器,还用于形成第一调整指令,以通过所述第一调整指令控制调整机构调整所述成像模组与所述点胶针头之间的距离,以调整所述图像的清晰度。
9.如权利要求6所述的点胶针的校正系统,其中所述处理器,进一步用于形成第二调整指令,以通过所述第二调整指令控制调整光源亮度或所述成像模组拍照的曝光时间,以调整所述图像的亮度。
10.一种点胶针的校正方法,其特征在于,包括:
发出拍摄指令至成像模组,以使所述成像模组获取点胶针的图像,所述图像包括第一成像及第二成像;
响应所述拍摄指令的发出,接收所述图像;
对所述图像进行边缘检测,获取所述图像的边缘;
根据映射关系及所述边缘,获取所述第一成像中点胶针头尖端的第一坐标,及获取所述第二成像中点胶针头尖端的第二坐标;
比较所述第一坐标与预设值的差,形成第一调整量;
比较所述第二坐标与预设值的差,形成第二调整量;
根据所述第一调整量及所述第二调整量,形成所述点胶针的校正指令。
11.如权利要求10所述的点胶针的校正方法,其特征在于,所述映射关系为相机图像坐标系与机构坐标系之间的映射关系,所述相机图像坐标系为所述成像模组获取所述点胶针的图像坐标系,所述机构坐标系为所述点胶针在移针空间中的物理坐标系。
12.如权利要求11所述的点胶针的校正方法,其特征在于,还包括形成第一调整指令,以通过所述第一调整指令控制调整机构调整所述成像模组与所述点胶针头之间的距离,以调整所述图像的清晰度。
13.如权利要求11所述的点胶针的校正方法,其特征在于,还包括形成第二调整指令,以通过所述第二调整指令控制调整光源亮度或所述成像模组拍照的曝光时间,以调整所述图像的亮度。
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