CN113064251B - 透镜定位方法及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种透镜定位方法及其系统，包括：在制作透镜时，于透镜上设置标识缺口；获取透镜的图像，对图像进行处理并确定图像中透镜的圆心；提取图像中透镜的区域，以圆心为原点建立平面直角坐标系，所建立的平面直角坐标系包括相互垂直连接的X轴和Y轴，根据计算得出透镜的区域的质心；计算得出自X轴的正方向沿顺时针方向转动至透镜的区域的质心和圆心的连线处所经过的角度α，根据如下公式计算得出标识缺口的位置信息：θ＝α‑180°。本申请通过在透镜上设置标识缺口，提取透镜的区域，计算得出标识缺口的位置信息，通过将该标识缺口的位置信息传递给机械手，以便于机械手根据该位置信息将标识缺口对准对应的安装位置进行安装。

Description

透镜定位方法及其系统

技术领域

本发明涉及透镜检测技术领域，特指一种透镜定位方法及其系统。

背景技术

摄像头的透镜背面设有标识字符，在安装透镜时，需要确保标识字符正向进行定位，摄像头的透镜是圆形的，没有方向性，无法对透镜进行定位，容易导致透镜的安装位置出现差错。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种透镜定位方法及其系统，以解决现有透镜的安装位置容易出现差错的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种透镜定位方法，包括如下步骤：

在制作透镜时，于所述透镜上设置标识缺口；

获取透镜的图像，对所述图像进行处理并确定所述图像中所述透镜的圆心；

提取所述图像中透镜的区域，以圆心为原点建立平面直角坐标系，所建立的平面直角坐标系包括相互垂直连接的X轴和Y轴，根据计算得出所述透镜的区域的质心；以及

计算得出自所述X轴的正方向沿顺时针方向转动至所述透镜的区域的质心和所述圆心的连线处所经过的角度α，根据如下公式计算得出标识缺口的位置信息：

θ＝α-180°

其中θ为标识缺口的位置信息。

本发明的检测方法通过在透镜上设置标识缺口，提取透镜的区域，计算得出自X轴的正方向沿顺时针方向转动至透镜的区域的质心和圆心的连线处所经过的角度α，根据θ＝α-180°计算出标识缺口的位置信息θ，通过将该标识缺口的位置信息传递给机械手，以便于机械手根据该位置信息将标识缺口对准对应的安装位置进行安装，以实现对透镜准确地定位安装并确保标识字符正向准确的定位。

本发明透镜定位方法的进一步改进在于，提取所述图像中透镜的区域的步骤包括：

对所述图像进行二值化处理，提取所述图像中所有的轮廓并对所有的轮廓内部进行颜色填充；

设定尺寸阈值，将小于所述尺寸阈值的轮廓区域删除。

本发明还提供了一种透镜定位方法，包括如下步骤：

在制作透镜时，于所述透镜上设置标识缺口；

获取透镜的图像，对所述图像进行处理并确定所述图像中所述透镜的圆心；

提取所述透镜的标识缺口所在位置的区域，以圆心为原点建立平面直角坐标系，所建立的平面直角坐标系包括相互垂直连接的X轴和Y轴，根据计算得出所述标识缺口所在位置的区域的质心；以及

计算得出自所述X轴的正方向沿着顺时针方向转动至所述标识缺口所在位置的区域的质心和所述圆心的连线处所经过的角度β，所述标识缺口的位置信息θ为β。

本发明透镜定位方法的进一步改进在于，提取所述透镜的标识缺口所在位置的区域的步骤包括：

遍历所述图像的轮廓以获取最大的轮廓，对所述图像进行掩摸处理；

对所述图像进行二值化处理，提取出所述标识缺口所在位置的区域。

本发明透镜定位方法的进一步改进在于，在获取透镜的图像之后，还包括如下步骤：

检测所述透镜上缺口的数量，判断所述透镜上缺口的数量是否大于1，若是，则判断结果为所述透镜具有缺陷，若否，再进一步判断所述缺口的尺寸与所述标识缺口的设定尺寸是否一致，若是，则判断结果为所述透镜不具有缺陷，若否，则判断结果为所述透镜具有缺陷。

本发明还提供了一种透镜定位系统，透镜上设置有标识缺口，所述透镜定位系统包括：

第一图像获取模块，用于获取透镜的图像；

与所述第一图像获取模块连接的第一图像处理模块，用于对所述图像进行处理并确定所述图像中所述透镜的圆心；

与所述第一图像处理模块连接的透镜提取模块，用于提取所述图像中透镜的区域；

与所述透镜提取模块连接的透镜质心计算模块，以圆心为原点建立平面直角坐标系，所建立的平面直角坐标系包括相互垂直连接的X轴和Y轴，并计算出所述透镜的区域的质心；以及

与所述透镜质心计算模块连接的透镜角度计算模块，用于计算得出自所述X轴的正方向沿顺时针方向转动至所述透镜的区域的质心和所述圆心的连线处所经过的角度α，根据如下公式计算得出标识缺口的位置信息：

θ＝α-180°

其中θ为标识缺口的位置信息。

本发明透镜缺口方向的检测系统的进一步改进在于，在提取所述透镜的区域时，所述透镜提取模块用于对所述图像进行二值化处理，提取所述图像中所有的轮廓并对所有的轮廓内部进行颜色填充，设定尺寸阈值，将小于所述尺寸阈值的轮廓区域删除。

本发明透镜缺口方向的检测系统的进一步改进在于，还包括：

与所述第一图像处理模块连接的缺陷检测模块，用于检测所述透镜上缺口的数量，判断所述透镜上缺口的数量是否大于1，若是，则判断结果为所述透镜具有缺陷，若否，再进一步判断所述缺口的尺寸与所述标识缺口的设定尺寸是否一致，若是，则判断结果为所述透镜不具有缺陷，若否，则判断结果为所述透镜具有缺陷。

本发明还提供了一种透镜定位系统，透镜上设置有标识缺口，所述透镜定位系统包括：

第二图像获取模块，用于获取透镜的图像；

与所述第二图像获取模块连接的第二图像处理模块，用于对所述图像进行处理并确定所述图像中所述透镜的圆心；

与所述第二图像处理模块连接的标识缺口提取模块，用于提取所述透镜的标识缺口所在位置的区域；

与所述标识缺口提取模块连接的标识缺口质心计算模块，用于以圆心为原点建立平面直角坐标系，所建立的平面直角坐标系包括相互垂直连接的X轴和Y轴，并计算得出所述标识缺口所在位置的区域的质心；以及

与所述标识缺口质心计算模块连接的标识缺口角度计算模块，用于计算得出自所述X轴的正方向沿着顺时针方向转动至所述标识缺口所在位置的区域的质心和所述圆心的连线处所经过的角度β，所述标识缺口的位置信息θ为β。

本发明透镜缺口方向的检测系统的进一步改进在于，在提取所述透镜的标识缺口所在位置的区域时，所述标识缺口提取模块用于遍历所述图像的轮廓以获取最大的轮廓，对所述图像进行掩摸处理，对所述图像进行二值化处理，提取出所述标识缺口所在位置的区域。

附图说明

图1为本发明透镜定位方法的第一实施例的流程图。

图2为本发明透镜定位方法中透镜的图像。

图3为本发明透镜定位方法第一实施例中在对图像进行二值化处理后的状态图。

图4为本发明透镜定位方法第一实施例中在对所有的轮廓内部进行颜色填充后的状态图。

图5为本发明透镜定位方法中第一实施例中将小于尺寸阈值的轮廓区域删除后的状态图。

图6为本发明透镜定位方法的第二实施例的流程图。

图7为本发明透镜定位方法中第二实施例中在对图像进行掩摸处理后的状态图。

图8为本发明透镜定位方法中在提取出标识缺口所在位置的区域后的状态图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种透镜定位方法及其系统，用于透镜的定位安装。本发明通过在透镜上设置标识缺口，提取透镜的区域，计算得出标识缺口的位置信息，通过将该标识缺口的位置信息传递给机械手，以便于机械手根据该位置信息将标识缺口对准对应的安装位置进行安装，以实现对透镜准确地定位安装并确保标识字符正向准确的定位。

下面结合附图对本发明透镜定位方法及其系统进行说明。

参见图1和图2，本发明的第一实施例提供了一种透镜定位系统，透镜上设置有标识缺口，透镜定位系统包括：第一图像获取模块、与第一图像获取模块连接的第一图像处理模块、与第一图像处理模块连接的透镜提取模块、与透镜提取模块连接的透镜质心计算模块以及与透镜质心计算模块连接的透镜角度计算模块，第一图像获取模块用于获取透镜的图像，第一图像处理模块用于对图像进行处理并确定图像中透镜的圆心，透镜提取模块用于图像中透镜的区域，透镜质心计算模块用于以圆心为原点建立平面直角坐标系，所建立的平面直角坐标系包括相互垂直连接的X轴和Y轴，并计算出透镜的区域的质心，透镜角度计算模块用于计算得出自X轴的正方向沿顺时针方向转动至透镜的区域的质心和圆心的连线处所经过的角度α，根据如下公式计算得出标识缺口的位置信息：θ＝α-180°，其中θ为标识缺口的位置信息。

该第一实施例中检测系统通过在透镜上设置标识缺口，提取透镜的区域，计算得出自X轴的正方向沿顺时针方向转动至透镜的区域的质心和圆心的连线处所经过的角度α，根据θ＝α-180°计算出标识缺口的位置信息θ，通过将该标识缺口的位置信息传递给机械手，以便于机械手根据该位置信息将标识缺口对准对应的安装位置进行安装，以实现对透镜准确地定位安装并确保标识字符正向准确的定位。

参见图3、图4和图5，进一步的，在提取图像中透镜的区域时，透镜提取模块用于对图像进行二值化处理，提取图像中所有的轮廓并对所有的轮廓内部进行颜色填充，设定尺寸阈值，将小于尺寸阈值的轮廓区域删除。

更进一步的，透镜定位系统还包括：

与第一图像处理模块连接的缺陷检测模块，用于检测透镜上缺口的数量，判断透镜上缺口的数量是否大于1，若是，则判断结果为透镜具有缺陷，若否，再进一步判断缺口的尺寸与标识缺口的设定尺寸是否一致，若是，则判断结果为透镜不具有缺陷，若否，则判断结果为透镜具有缺陷。

参见图2和图6，本发明的第二实施例提供了一种透镜定位系统，透镜上设置有标识缺口，透镜定位系统包括：第二图像获取模块、与第二图像获取模块连接的第二图像处理模块、与第二图像处理模块连接的标识缺口提取模块、与标识缺口提取模块连接的标识缺口质心计算模块以及与标识缺口质心计算模块连接的标识缺口角度计算模块，第二图像获取模块用于获取透镜的图像，第二图像处理模块用于对图像进行处理并确定图像中透镜的圆心，标识缺口提取模块用于提取透镜的标识缺口所在位置的区域，标识缺口质心计算模块用于以圆心为原点建立平面直角坐标系，所建立的平面直角坐标系包括相互垂直连接的X轴和Y轴，并计算得出标识缺口所在位置的区域的质心，标识缺口角度计算模块用于计算得出自X轴的正方向沿着顺时针方向转动至标识缺口所在位置的区域的质心和圆心的连线处所经过的角度β，标识缺口的位置信息θ为β。

该第二实施例中检测系统通过提取标识缺口所在位置的区域而计算得出标识缺口的质心，标识缺口的位置信息θ为自X轴的正方向沿着顺时针方向转动至标识缺口所在位置的区域的质心和圆心的连线处所经过的角度β，通过将该标识缺口的位置信息传递给机械手，以便于机械手根据该位置信息将标识缺口对准对应的安装位置进行安装，以实现对透镜准确地定位安装并确保标识字符正向准确的定位。

第一实施例中是利用自X轴的正方向沿顺时针方向转动至透镜的区域的质心和圆心的连线处所经过的角度α，由于标识缺口的尺寸比较小，因此质心和圆心的距离比较近，在绘制角度α可能不太明显，容易存在一定的误差，而第二实施例中，是利用自X轴的正方向沿着顺时针方向转动至标识缺口所在位置的区域的质心和圆心的连线处所经过的角度β，由于标识缺口在透镜的边缘，因此标识缺口的质心和圆心的距离比较远，绘制角度β更为容易，大大减小了误差，因此，第二实施例中得到的标识缺口方向的角度更加理想，鲁棒性比第一实施例更高，稳定性更强。

参见图7和图8，进一步的，在提取透镜的标识缺口所在位置的区域时，标识缺口提取模块用于遍历图像的轮廓以获取最大的轮廓，对图像进行掩摸处理，对图像进行二值化处理，提取出标识缺口所在位置的区域。

下面结合附图对本发明透镜定位系统进行说明。

在制作透镜时，于透镜上设置标识缺口。

通过传送带运输透镜，当透镜移动到第一工位时，通过相机对透镜进行摄像，图像获取模块调用相机本身提供的相机软件接口，在线读取透镜的图像，通过缺陷检测模块检测透镜是否有缺陷，若有缺陷，通过机械手将该具有缺陷的透镜抓取至次品收集区域，若无缺陷，再通过图像处理模块对图像进行处理并确定图像中透镜的圆心。

第一种实施例：通过透镜提取模块对图像进行二值化处理，提取图像中所有的轮廓并对所有的轮廓内部进行颜色填充，设定尺寸阈值，将小于尺寸阈值的轮廓区域删除，通过透镜质心计算模块计算出透镜的质心，通过透镜角度计算模块计算得出透镜的质心和圆心的连线与水平方向的角度α，标识缺口方向的角度θ＝α-180°；

或者第二实施例：通过标识缺口提取模块遍历图像的轮廓以获取最大的轮廓，对图像进行掩摸处理，对图像进行二值化处理，提取出标识缺口的区域，通过标识缺口质心计算模块计算出标识缺口的质心，通过标识缺口角度计算模块计算得出标识缺口的质心和圆心的连线与水平方向的角度β，标识缺口方向的角度θ＝β。

该检测系统将标识缺口方向的角度信息传递给安装透镜的机械手，通过传送带将透镜移动至下一工位，机械手抓取透镜并根据该角度信息调整透镜的角度以将标识缺口对准对应的安装部进而安装连接，从而完成透镜的安装。

参见图1和图2，本发明的第一实施例还提供了一种透镜定位方法，包括如下步骤：

S101：在制作透镜时，于透镜上设置标识缺口。

S102：获取透镜的图像，对图像进行处理并确定图像中透镜的圆心。

S103：提取图像中透镜的区域，以圆心为原点建立平面直角坐标系，所建立的平面直角坐标系包括相互垂直连接的X轴和Y轴，根据计算得出透镜的区域的质心。

S104：计算得出自X轴的正方向沿顺时针方向转动至透镜的区域的质心和圆心的连线处所经过的角度α，根据如下公式计算得出标识缺口的位置信息：

θ＝α-180°

其中θ为标识缺口的位置信息。

参见图3、图4和图5，进一步的，提取图像中透镜的区域的步骤包括：

对图像进行二值化处理，提取图像中所有的轮廓并对所有的轮廓内部进行颜色填充。

设定尺寸阈值，将小于尺寸阈值的轮廓区域删除。

具体的，尺寸阈值可以为长度和宽度的参数或者面积阈值，删除小于尺寸阈值的轮廓区域后会留下最大的轮廓部分即为透镜的区域。

较佳地，以圆心为基点建立坐标系，通过计算透镜部分的区域的面积以及面积中心坐标，进而可计算出透镜的质心的位置坐标。

具体的，查找透镜最外面的大圆，用圆心作为基点，对图像进行阈值处理，从图像中黑色背景中分割出白色的环状透镜，填充上一步提取的圆环轮廓，将轮廓内部颜色填充，形成一个大的连通域，把图中的所有小面积的轮廓点都删除掉，使用面积或者长宽参数过滤，留下最大的圆环状，得到很大的粒子，计算最大粒子的面积中心坐标和面积，进而计算出质心。

参见图2和图6，本发明的第二实施例还提供了一种透镜定位方法，包括如下步骤：

S201：在制作透镜时，于透镜上设置标识缺口。

S202：获取透镜的图像，对图像进行处理并确定图像中透镜的圆心。

S203：提取透镜的标识缺口所在位置的区域，以圆心为原点建立平面直角坐标系，所建立的平面直角坐标系包括相互垂直连接的X轴和Y轴，根据计算得出标识缺口所在位置的区域的质心。

S204：计算得出自X轴的正方向沿着顺时针方向转动至标识缺口所在位置的区域的质心和圆心的连线处所经过的角度β，标识缺口的位置信息θ为β。

参见图7和图8，进一步的，提取透镜的标识缺口所在位置的区域的步骤包括：

遍历图像的轮廓以获取最大的轮廓，对图像进行掩摸处理。

对图像进行二值化处理，提取出标识缺口所在位置的区域。

图像掩模是用选定的图像、图形或物体、对待处理的图像(全部或局部)进行遮挡来控制图像处理的区域或处理过程。本申请通过图像掩摸的方式得到感兴趣区域，即取透镜最外面的亮环，手动阈值二值化，从图像中白色的亮环中分离出灰度低的标识缺口。

更进一步的，在获取透镜的图像之后，还包括如下步骤：

检测透镜上缺口的数量，判断透镜上缺口的数量是否大于1，若是，则判断结果为透镜具有缺陷，若否，再进一步判断缺口的尺寸与标识缺口的设定尺寸是否一致，若是，则判断结果为透镜不具有缺陷，若否，则判断结果为透镜具有缺陷。

Claims (2)

1.一种透镜定位方法，其特征在于，包括如下步骤：

在制作透镜时，于所述透镜上设置标识缺口；

通过传送带运输透镜，当所述透镜移动到第一工位时，通过相机对所述透镜进行摄像，获取透镜的图像，检测所述透镜上缺口的数量，判断所述透镜上缺口的数量是否大于1，若是，则判断结果为所述透镜具有缺陷，若否，再进一步判断所述缺口的尺寸与所述标识缺口的设定尺寸是否一致，若是，则判断结果为所述透镜不具有缺陷，若否，则判断结果为所述透镜具有缺陷；

若有缺陷，通过机械手将该具有缺陷的透镜抓取至次品收集区域，若无缺陷，对所述图像进行处理并确定所述图像中所述透镜的圆心；

提取所述图像中透镜的区域，以圆心为原点建立平面直角坐标系，所建立的平面直角坐标系包括相互垂直连接的X轴和Y轴，根据计算得出所述透镜的区域的质心；以及

计算得出自所述X轴的正方向沿顺时针方向转动至所述透镜的区域的质心和所述圆心的连线处所经过的角度α，根据如下公式计算得出标识缺口的位置信息：

θ＝α-180°

其中θ为标识缺口的位置信息；

提取所述图像中透镜的区域的步骤包括：

对所述图像进行二值化处理，提取所述图像中所有的轮廓并对所有的轮廓内部进行颜色填充；

设定尺寸阈值，将小于所述尺寸阈值的轮廓区域删除；

所述检测系统将所述标识缺口方向的角度信息传递给安装透镜的机械手，通过所述传送带将所述透镜移动至下一工位，安装透镜的机械手抓取所述透镜并根据所述角度信息调整所述透镜的角度以将所述标识缺口对准对应的安装部进而安装连接，从而完成透镜的安装。

2.一种透镜定位方法，其特征在于，包括如下步骤：

在制作透镜时，于所述透镜上设置标识缺口；

通过传送带运输透镜，当所述透镜移动到第一工位时，通过相机对所述透镜进行摄像，获取透镜的图像，检测所述透镜上缺口的数量，判断所述透镜上缺口的数量是否大于1，若是，则判断结果为所述透镜具有缺陷，若否，再进一步判断所述缺口的尺寸与所述标识缺口的设定尺寸是否一致，若是，则判断结果为所述透镜不具有缺陷，若否，则判断结果为所述透镜具有缺陷；

若有缺陷，通过机械手将该具有缺陷的透镜抓取至次品收集区域，若无缺陷，对所述图像进行处理并确定所述图像中所述透镜的圆心；

提取所述透镜的标识缺口所在位置的区域，以圆心为原点建立平面直角坐标系，所建立的平面直角坐标系包括相互垂直连接的X轴和Y轴，根据计算得出所述标识缺口所在位置的区域的质心；以及

计算得出自所述X轴的正方向沿着顺时针方向转动至所述标识缺口所在位置的区域的质心和所述圆心的连线处所经过的角度β，所述标识缺口的位置信息θ为β；

提取所述透镜的标识缺口所在位置的区域的步骤包括：

遍历所述图像的轮廓以获取最大的轮廓，对所述图像进行掩摸处理；

对所述图像进行二值化处理，提取出所述标识缺口所在位置的区域；

所述检测系统将所述标识缺口方向的角度信息传递给安装透镜的机械手，通过所述传送带将所述透镜移动至下一工位，安装透镜的机械手抓取所述透镜并根据所述角度信息调整所述透镜的角度以将所述标识缺口对准对应的安装部进而安装连接，从而完成透镜的安装。

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