CN115248605A - 运动控制视觉对位方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及图像数据处理技术领域，具体涉及运动控制视觉对位方法及系统，包括：控制面板，是系统的主控端，用于发出控制命令；分析模块，用于分析加工设备上对位贴合目标的属性参数；摄像头模组，用于采集加工设备上对位贴合目标对位贴合过程中的运动图像数据；设置模块，用于设置摄像头模组运行采集对位贴合目标对位贴合过程运动图像数据的采集频率；本发明能够在加工设备对对位贴合产品进行传输对位贴合过程中实时的通过图像数据采集及面积计算来判定对位贴合产品是否存在误差，并进一步的通过红外线跟随对位贴合设备同步行走的方式来更快的捕捉对位贴合产品在加工设备上传输过程中，发生的位置偏移问题。

Description

运动控制视觉对位方法及系统

技术领域

本发明涉及图像数据处理技术领域，具体涉及运动控制视觉对位方法及系统。

背景技术

对位贴合是指两个产品物体进行对位贴合，只需要拍其中一个物体去位置调整，去贴合另一个物体，目前常用于玻璃、金属制品的贴合及电子元器件的贴合工序，其对应对位贴合所使用的设备为对位贴合设备。

目前对位贴合设备采用自动化的方式对对位贴合产品及被对位贴合产品进行初始校正，而后对对位贴合产品进行传输对位贴合，然而在产品对位贴合过程中并未设置进一步的校正，对位贴合设备随长时间使用等不定因素影响可能造成一定程度的误差，进而导致对位贴合成品精度不达标，成为残次品，以至于对位贴合产品的生产成本及损耗增加。

发明内容

解决的技术问题

针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了运动控制视觉对位方法及系统，解决了上述背景技术中提出的技术问题。

技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

第一方面，运动控制视觉对位系统，包括：

控制面板，是系统的主控端，用于发出控制命令；

分析模块，用于分析加工设备上对位贴合目标的属性参数；

摄像头模组，用于采集加工设备上对位贴合目标对位贴合过程中的运动图像数据；

设置模块，用于设置摄像头模组运行采集对位贴合目标在对位贴合过程中对运动图像数据的采集频率；

采集模块，用于采集对位贴合目标图像数据中的对位贴合目标图像轮廓线条；

比对模块，用于获取对位贴合目标图像轮廓线条交点，参考线条交点进行相邻垂直方向区域连线计算区域面积，与对位贴合目标图像数据面积进行比对；

协调模块，用于抓取对位贴合目标进行角度偏移。

更进一步地，所述分析模块中运行分析的对位贴合目标属性参数包括：对位贴合目标规格、对位贴合目标精度要求数值、对位贴合目标功能用途；

其中，所述分析模块中设置有手动编辑程序，手动编辑程序启动时，用户对对位贴合目标属性参数进行手动输入。

更进一步地，所述摄像头模组下级设置有子模块，包括：

跟随模组，用于部署摄像头模组安装于对位贴合目标表面跟随对位贴合目标同步运动；

投影模组，用于投影图像，提供激光模组参照面；

激光模组，用于发出红外激光光束照射在投影模组投影的图像数据上；

其中，所述投影模组在系统运行过程中持续运行。

更进一步地，所述摄像头模组还用于采集激光模组在投影模组投影的图像数据上初始位置、终点位置投影点的图像数据，初始位置与终点位置投影点的图像数据同步向处理模块发送。

更进一步地，所述处理模块用于接收初始位置与终点位置投影点的图像数据，对图像数据处理后向比对模块发送，所述处理模块处理图像数据通过其下级子模块完成，子模块包括：

推导单元，用户获取加工设备上对位贴合目标传输方向及初始位置投影点图像数据，参考传输方向及图像数据中投影点设计投影点移动路线；

判定单元，用于判定终点位置投影点图像数据中投影点是否处于移动路线上。

更进一步地，所述设置模块根据用户自定义设定图像数据采集频率，采集频率设定阈值范围为：0.1~2s/次；采集频率初始默认设定为1s/次。

更进一步地，所述协调模块运行是根据设置模块设置的图像数据采集频率进行等量设定，比对模块在跟随协调模块同步运行，在比对结果为连线计算区域面积与贴合目标图像数据面积相等时控制协调模块结束运行。

更进一步地，所述采集模块运行采集对位贴合目标图像轮廓线条时通过如下公式进行线条模糊误差消除，公式为：

；

式中，

为轮廓线条协调数值；

d为轮廓线条两端直线距离；

s为轮廓线条采集阶段[1,2,3,4.....]；

V为轮廓线条变更系数采集频率因子；

I为轮廓线条变更系数。

更进一步地，所述控制面板通过介质电性连接有分析模块及摄像头模组，所述摄像头模组通过介质电性与跟随模组、投影模组及激光模组相连接，所述摄像头模组通过介质电性连接有设置模块、采集模块、比对模块及协调模块，所述设置模块及采集模块均通过介质电性与处理模块相连接，所述处理模块通过介质电性连接有推导单元及判定单元。

第二方面，运动控制视觉对位方法，包括以下步骤：

步骤1：部署摄像头跟随加工设备上传输的对位贴合目标同步运行，同步采集对位贴合目标的图像数据；

步骤2：配置投影设备及红外设备跟随摄像头同步运动，使红外设备投影点在投影设备投影图像数据表面移动；

步骤3：根据加工设备传输对位贴合目标走向设置红外设备于投影图像数据表面投影点逻辑运动轨迹；

步骤4：获取摄像头实时采集的对位贴合目标图像数据，分析图像数据中对位贴合目标轮廓线交点相邻直角连接区域面积，判定对位贴合目标对应贴合对象面积与轮廓线交点相邻直角连接区域面积是否相等；

步骤5：获取红外设备于投影图数据表面投影点终点位置，分析投影点终点位置是否处于逻辑运动轨迹上；

步骤6：步骤4及步骤5任意一判断结果为否，校正对位贴合目标位置，重新返回步骤4及步骤5的步骤执行：

步骤7：步骤4及步骤5任意一判断结果均为是，加工设备进行执行对位贴合目标的对位贴合工序。

有益效果

采用本发明提供的技术方案，与已知的公有技术相比，具有如下有益效果：

1、本发明提供一种运动控制视觉对位系统该系统能在加工设备对对位贴合产品进行传输对位贴合过程中实时的通过图像数据采集及面积计算来判定对位贴合产品是否存在误差，并进一步的通过红外线跟随对位贴合设备同步行走的方式来更快的捕捉对位贴合产品在加工设备上传输过程中，发生的位置偏移问题，以此可作为提升对对位贴合产品进行监控，确保对位贴合产品在对位贴合前的传输过程得到实时的校对，确保对位贴合产品在传输至加工设备上对位贴合工位时仍处于精准的对位贴合位置。

2、本发明提供一种运动控制视觉对位方法，通过该方法中的步骤执行能够进一步的辅助本发明中系统的稳定运行，且方法中为系统配置了准确的对位贴合产品校对纠偏逻辑，确保对位贴合产品能够根据实时的当前状态来完成适应性的校对纠偏，从而以此提升加工设备对对位贴合产品的对位贴合加工工序效率及对位贴合产品对位贴合成品的合格率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为运动控制视觉对位系统的结构示意图；

图2为本发明中处理模块的独立结构示意图；

图3为运动控制视觉对位方法的流程示意图；

图4为本发明中对位贴合产品在加工设备上传输过程中校对纠偏的概念演示示意图；

图中的标号分别代表：1、控制面板；2、分析模块；3、摄像头模组；31、跟随模组；32、投影模组；33、激光模组；4、设置模块；5、处理模块；51、推导单元；52、判定单元；6、采集模块；7、比对模块；8、协调模块；

a、对位贴合产品；b、对位贴合产品轮廓线交点相邻垂直方向区域连线；a′、对位贴合产品的对位贴合目标；b′、贴合目标轮廓线交点相邻垂直方向区域连线。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

实施例1

本实施例的运动控制视觉对位系统，如图1所示，包括：

控制面板1，是系统的主控端，用于发出控制命令；

分析模块2，用于分析加工设备上对位贴合目标的属性参数；

摄像头模组3，用于采集加工设备上对位贴合目标对位贴合过程中的运动图像数据；

设置模块4，用于设置摄像头模组3采集对位贴合目标在对位贴合过程中对运动图像数据的采集频率；

采集模块6，用于采集对位贴合目标图像数据中的对位贴合目标图像轮廓线条；

比对模块7，用于获取对位贴合目标图像轮廓线条交点，参考线条交点进行相邻垂直方向区域连线计算区域面积，与对位贴合目标图像数据面积进行比对；

协调模块8，用于抓取对位贴合目标进行角度偏移。

在本实施例中，控制面板1控制分析模块2运行分析加工设备上对位贴合目标的属性参数，摄像头模组3实时采集加工设备上对位贴合目标对位贴合过程中的运动图像数据，设置模块4前置运行设置摄像头模组3运行采集对位贴合目标对位贴合过程运动图像数据的采集频率，再由采集模块6采集对位贴合目标图像数据中的对位贴合目标图像轮廓线条，比对模块7后置运行获取对位贴合目标图像轮廓线条交点，参考线条交点进行相邻垂直方向区域连线计算区域面积，与对位贴合目标图像数据面积进行比对，从而协调模块8根据比对模块7运行结果抓取对位贴合目标进行角度偏移。

实施例2

在具体实施层面，在实施例1的基础上，本实施例参照图1和2所示对实施例1中运动控制视觉对位系统做进一步具体说明：

如图1所示，分析模块2中运行分析的对位贴合目标属性参数包括：对位贴合目标规格、对位贴合目标精度要求数值、对位贴合目标功能用途；

其中，分析模块2中设置有手动编辑程序，手动编辑程序启动时，用户对对位贴合目标属性参数进行手动输入。

如图1所示，摄像头模组3下级设置有子模块，包括：

跟随模组31，用于部署摄像头模组3安装于对位贴合目标表面跟随对位贴合目标同步运动；

投影模组32，用于投影图像，提供激光模组33参照面；

激光模组33，用于发出红外激光光束照射在投影模组32投影的图像数据上；

其中，投影模组32在系统运行过程中持续运行。

通过该设置能提供加工设备进一步的对对位贴合目标产品的位置判定，使得加工设备对对位贴合目标产品传输过程中一旦出现位置偏移能够被加工设备管理人员及时发现，进一步对对位贴合目标产品进行监控，使对位贴合目标产品在对位贴合工序执行时位置更加精准。

如图1所示，摄像头模组3还用于采集激光模组33在投影模组32投影的图像数据上初始位置、终点位置投影点的图像数据，初始位置与终点位置投影点图像数据同步向处理模块5发送。

如图1和2所示，处理模块5用于接收初始位置与终点位置投影点的图像数据，对图像数据处理后向比对模块7发送，处理模块5处理图像数据通过其下级子模块完成，子模块包括：

推导单元51，用户获取加工设备上对位贴合目标传输方向及初始位置投影点图像数据，参考传输方向及图像数据中投影点设计投影点移动路线；

判定单元52，用于判定终点位置投影点图像数据中投影点是否处于移动路线上。

通过该设置可以使得摄像头模组3下级运行的子模块运行所获得数据能够脱下主系统运算单独处理，在处理完成后输出返回主系统中比对模块7输出，以此提供系统以两种不同的对位贴合目标产品校位纠偏判定的同时，减少了系统运行运算量，使系统运行更加稳定快捷。

如图1所示，设置模块4根据用户自定义设置图像数据采集频率，采集频率设定阈值范围为：0.1~2s/次；采集频率初始默认设定为1s/次。

如图1所示，协调模块8运行是根据设置模块4设置的图像数据采集频率进行等量设定，比对模块7在跟随协调模块8同步运行，在比对结果为连线计算区域面积与贴合目标图像数据面积相等时控制协调模块8结束运行。

如图1所示，采集模块6运行采集对位贴合目标图像轮廓线条时通过如下公式进行线条模糊误差消除，公式为：

；

式中，

为轮廓线条协调数值；

d为轮廓线条两端直线距离；

s为轮廓线条采集阶段[1,2,3,4.....]；

V为轮廓线条变更系数采集频率因子；

I为轮廓线条变更系数。

如图1所示，控制面板1通过介质电性连接有分析模块2及摄像头模组3，摄像头模组3通过介质电性与跟随模组31、投影模组32及激光模组33相连接，摄像头模组3通过介质电性连接有设置模块4、采集模块6、比对模块7及协调模块8，设置模块4及采集模块6均通过介质电性与处理模块5相连接，处理模块5通过介质电性连接有推导单元51及判定单元52。

实施例3

在具体实施层面，在实施例1的基础上，本实施例参照图2所示对实施例1中运动控制视觉对位系统做进一步具体说明：

如图3所示，运动控制视觉对位方法，包括以下步骤：

步骤1：部署摄像头跟随加工设备上传输的对位贴合目标同步运行，同步采集对位贴合目标的图像数据；

步骤2：配置投影设备及红外设备跟随摄像头同步运动，使红外设备投影点在投影设备投影图像数据表面移动；

步骤3：根据加工设备传输对位贴合目标走向设置红外设备于投影图像数据表面投影点逻辑运动轨迹；

步骤4：获取摄像头实时采集的对位贴合目标图像数据，分析图像数据中对位贴合目标轮廓线交点相邻直角连接区域面积，判定对位贴合目标对应贴合对象面积与轮廓线交点相邻直角连接区域面积是否相等；

步骤5：获取红外设备于投影图数据表面投影点终点位置，分析投影点终点位置是否处于逻辑运动轨迹上；

步骤6：步骤4及步骤5任意一判断结果为否，校正对位贴合目标位置，重新返回步骤4及步骤5的步骤执行：

步骤7：步骤4及步骤5任意一判断结果均为是，加工设备进行执行对位贴合目标的对位贴合工序。

如图4所示，当a由轮廓线交点相邻垂直方向的b组成封闭区域时计算其由b封闭所形成面域面积，通过a与a′的由其二者对应b及b′的面域面积比对，即可操作a进行旋转，直至a与a′的由其二者对应b及b′的面域面积相等时停止对a的旋转，此时a所处位置状态保持并进一步向a′传输，在进行对位贴合的工序，即可精准的使a与a′对位贴合。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.运动控制视觉对位系统，其特征在于，包括：

控制面板（1），是系统的主控端，用于发出控制命令；

分析模块（2），用于分析加工设备上对位贴合目标的属性参数；

摄像头模组（3），用于采集加工设备上对位贴合目标对位贴合过程中的运动图像数据；

设置模块（4），用于设置摄像头模组（3）采集对位贴合目标在对位贴合过程中对运动图像数据的采集频率；

采集模块（6），用于采集对位贴合目标图像数据中的对位贴合目标图像轮廓线条；

比对模块（7），用于获取对位贴合目标图像轮廓线条交点，参考线条交点进行相邻垂直方向区域连线计算区域面积，与对位贴合目标图像数据面积进行比对；

协调模块（8），用于抓取对位贴合目标进行角度偏移。

2.根据权利要求1所述的运动控制视觉对位系统，其特征在于，所述分析模块（2）中运行分析的对位贴合目标属性参数包括：对位贴合目标规格、对位贴合目标精度要求数值、对位贴合目标功能用途；

其中，所述分析模块（2）中设置有手动编辑程序，手动编辑程序启动时，用户对对位贴合目标属性参数进行手动输入。

3.根据权利要求1所述的运动控制视觉对位系统，其特征在于，所述摄像头模组（3）下级设置有子模块，包括：

跟随模组（31），用于部署摄像头模组（3）安装于对位贴合目标表面跟随对位贴合目标同步运动；

投影模组（32），用于投影图像，提供激光模组（33）参照面；

激光模组（33），用于发出红外激光光束照射在投影模组（32）投影的图像数据上；

其中，所述投影模组（32）在系统运行过程中持续运行。

4.根据权利要求1所述的运动控制视觉对位系统，其特征在于，所述摄像头模组（3）还用于采集激光模组（33）在投影模组（32）投影的图像数据上初始位置、终点位置投影点的图像数据，初始位置与终点位置投影点的图像数据同步向处理模块（5）发送。

5.根据权利要求4所述的运动控制视觉对位系统，其特征在于，所述处理模块（5）用于接收初始位置与终点位置投影点的图像数据，对图像数据处理后向比对模块（7）发送，所述处理模块（5）处理图像数据通过其下级子模块完成，子模块包括：

推导单元（51），用户获取加工设备上对位贴合目标传输方向及初始位置投影点图像数据，参考传输方向及图像数据中投影点设计投影点移动路线；

判定单元（52），用于判定终点位置投影点的图像数据中投影点是否处于移动路线上。

6.根据权利要求1所述的运动控制视觉对位系统，其特征在于，所述设置模块（4）根据用户自定义设置图像数据采集频率，采集频率设定阈值范围为：0.1~2s/次；采集频率初始默认设定为1s/次。

7.根据权利要求1所述的运动控制视觉对位系统，其特征在于，所述协调模块（8）运行是根据设置模块（4）设置的图像数据采集频率进行等量设定，比对模块（7）跟随协调模块（8）同步运行，在比对结果为连线计算区域面积与贴合目标图像数据面积相等时控制协调模块（8）结束运行。

8.根据权利要求1所述的运动控制视觉对位系统，其特征在于，所述采集模块（6）运行采集对位贴合目标图像轮廓线条时通过如下公式进行线条模糊误差消除，公式为：

；

式中，

为轮廓线条协调数值；

d为轮廓线条两端直线距离；

s为轮廓线条采集阶段[1,2,3,4.....]；

V为轮廓线条变更系数采集频率因子；

I为轮廓线条变更系数。

9.根据权利要求1所述的运动控制视觉对位系统，其特征在于，所述控制面板（1）通过介质电性连接有分析模块（2）及摄像头模组（3），所述摄像头模组（3）通过介质电性与跟随模组（31）、投影模组（32）及激光模组（33）相连接，所述摄像头模组（3）通过介质电性连接有设置模块（4）、采集模块（6）、比对模块（7）及协调模块（8），所述设置模块（4）及采集模块（6）均通过介质电性与处理模块（5）相连接，所述处理模块（5）通过介质电性连接有推导单元（51）及判定单元（52）。

10.运动控制视觉对位方法，所述方法是对如权利要求1-9中任意一项所述运动控制视觉对位系统的实施方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：部署摄像头跟随加工设备上传输的对位贴合目标同步运行，同步采集对位贴合目标的图像数据；

步骤2：配置投影设备及红外设备跟随摄像头同步运动，使红外设备投影点在投影设备投影图像数据表面移动；

步骤3：根据加工设备传输对位贴合目标走向设置红外设备于投影图像数据表面投影点逻辑运动轨迹；

步骤4：获取摄像头实时采集的对位贴合目标图像数据，分析图像数据中对位贴合目标轮廓线交点相邻直角连接区域面积，判定对位贴合目标对应贴合对象面积与轮廓线交点相邻直角连接区域面积是否相等；

步骤5：获取红外设备于投影图数据表面投影点终点位置，分析投影点终点位置是否处于逻辑运动轨迹上；

步骤6：步骤4及步骤5任意一判断结果为否，校正对位贴合目标位置，重新返回步骤4及步骤5的步骤执行：

步骤7：步骤4及步骤5任意一判断结果均为是，加工设备进行执行对位贴合目标的对位贴合工序。

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