CN116634134B - 一种成像系统校准的方法、装置、存储介质及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请的一些实施例提供了一种成像系统校准的方法、装置、存储介质及电子设备，该方法包括：通过相机获取机器视觉设备载台上的校准块的关键特征点对应的图像，其中，所述关键特征点的类型包括：棋盘格、刻度线、基准点、直线元素和交点元素；对所述图像进行分析，确定所述载台和相机间的校准参数。本申请的一些实施例通过校准块可以实现对机器视觉设备的成像系统的自动化校验，校准效率较高。

Description

一种成像系统校准的方法、装置、存储介质及电子设备

技术领域

本申请涉及机器视觉技术领域，具体而言，涉及一种成像系统校准的方法、装置、存储介质及电子设备。

背景技术

随着视觉技术的不断发展，在外观缺陷检测领域，机器视觉检测设备已经逐渐替代人工检测，该检测方式使得对产品的外观检测效率大幅提高。

在对产品外观检测时，机器视觉检测设备的成像系统的调试尤其重要。目前，为了对成像系统进行校准，一般采用量具和人工目视的方式相结合。通过直尺以及人工肉眼观察确定成像系统的相机和载台处于合适的位置。但是，通过人工目视的方法进行校准，效率比较低，并且会受观察角度的影响，带来校准偏差。

因此，如何提供一种高效的成像系统校准的方法的技术方案成为亟需解决的技术问题。

发明内容

本申请的一些实施例的目的在于提供一种成像系统校准的方法、装置、存储介质及电子设备，通过本申请的实施例的技术方案可以实现对成像系统的自动化校准，校准效率高且准确度高。

第一方面，本申请的一些实施例提供了一种成像系统校准的方法，包括：通过相机获取机器视觉设备载台上的校准块的关键特征点对应的图像，其中，所述关键特征点的类型包括：棋盘格、刻度线、基准点、直线元素和交点元素；对所述图像进行分析，确定所述载台和相机间的校准参数。

本申请的一些实施例通过对机器视觉设备载台上安装的校准块的关键特征点的图像进行分析，得到校准参数，可以实现对机器视觉设备中成像系统的相机和载台间的参数进行自动化校准，校准效率高且准确度高，为后续产品外观缺陷检测提供有效的支持。

在一些实施例，在所述通过相机获取机器视觉设备载台上的校准块的关键特征点对应的图像之前，所述方法还包括：获取所述相机的相机参数，其中，所述相机参数包括：区域点横坐标、区域点纵坐标、第一方向像素数、第二方向像素数、区域横向分辨率和区域纵向分辨率；对所述相机参数进行验证，得到验证结果；若确认所述验证结果为不通过，则调节所述区域点横坐标和/或所述区域点纵坐标，直至所述验证结果为通过。

本申请的一些实施例通过对相机参数进行验证，在验证不通过时进行调节，得到满足验证条件的相机参数，为后续校准的准确度提供支持。

在一些实施例，所述对所述相机参数进行验证，得到验证结果，包括：将所述第一方向像素数与所述区域横向分辨率的差值的一半作为第一参考值；将所述第二方向像素数与所述区域纵向分辨率的差值的一半作为第二参考值；若所述第一参考值与所述区域点横坐标相同，且所述第二参考值与所述区域点纵坐标相同，则所述验证结果为通过；若所述第一参考值与所述区域点横坐标不相同，和/或所述第二参考值与所述区域点纵坐标不相同，则所述验证结果为不通过。

本申请的一些实施例通过相机参数间的关系进行验证得到验证结果，准确度较高。

在一些实施例，所述通过相机获取机器视觉设备载台上的校准块的关键特征点对应的图像，包括：通过所述相机对所述棋盘格进行拍照，得到所述图像；所述对所述图像进行分析，确定所述载台和相机间的校准参数，包括：在所述图像上进行框选，得到棋盘格区域图像；基于所述棋盘格的物理尺寸和二值化参数，对所述棋盘格区域图像进行计算，输出所述机器视觉设备上各穴位对应的各穴位图像像素当量值，其中，所述各穴位图像像素当量值为所述校准参数。

本申请的一些实施例通过相机对校准块上的棋盘格进行拍照、框选和计算，得到各穴位图像像素当量值，可以实现多穴位相机视野(像素当量)一致性自动化检查，效率较高。

在一些实施例，所述通过相机获取机器视觉设备载台上的校准块的关键特征点对应的图像，包括：通过所述相机对所述基准点进行拍照，得到所述图像；所述对所述图像进行分析，确定所述载台和相机间的校准参数，包括：在所述图像上进行框选，得到基准点区域图像；基于所述基准点的中心灰度阈值，对所述基准点区域图像进行计算，得到基准点中心坐标，其中，所述基准点中心坐标为所述校准参数。

本申请的一些实施例通过相机对校准块上的基准点进行拍照、框选和计算，得到基准点中心坐标，可以实现载台(旋转)中心与相机视野中心一致性检测和校准，效率较高。

在一些实施例，所述机器视觉设备为四穴位设备，所述载台上安装有四片校准块，其中，所述通过相机获取机器视觉设备载台上的校准块的关键特征点对应的图像，包括：对所述载台上经过位置处理的所述四片校准块进行拍照，得到初始图像；所述对所述图像进行分析，确定所述载台和相机间的校准参数，包括：对所述初始图像进行框选，确定关键区域图像；基于灰度阈值，对所述关键区域图像进行计算，得到所述关键区域图像与载台水平线的交点坐标和旋转角度，其中，所述交点坐标和旋转角度为所述校准参数。

本申请的一些实施例通过对载台上的多片校准块进行拍照、框选和计算，得到述关键区域图像与载台水平线的交点坐标和旋转角度，可以实现四穴位载台水平检查和校准，效率较高。

在一些实施例，所述载台上安装有盖板，其中，在所述确定所述载台和相机间的校准参数之后，所述方法还包括：确认所述盖板的左上角位于所述相机的中间位置后拍照得到盖板图像；获取所述盖板图像中的上边缘对应的第一直线以及左边缘对应的第二直线；计算所述第一直线和所述第二直线的交点，以及所述第一直线与载台水平线间的角度，其中，所述交点和所述角度为载台定位参数。

本申请的一些实施例通过对载台上放置的盖板进行拍照、获取边缘直线，得到载台定位参数，可以实现载台定位一致性校准，准确度较高且效率较高。

在一些实施例，在所述确定所述载台和相机间的校准参数之后，所述方法还包括：利用所述校准参数和所述载台定位参数对所述载台和所述相机进行校准，并显示所述校准参数和所述载台定位参数。

本申请的一些实施例通过校准参数和载台定位参数进行校准并显示，可以实现自动校准，并显示给供调试人员参考。

在一些实施例，在所述通过相机获取机器视觉设备载台上的校准块的关键特征点对应的图像之前，所述方法还包括：通过对轴体运动部使用定点运动，对所述相机对焦，并确定所述相机的拍照点位置。

本申请的一些实施例通过轴体运动部的定点运动，可以确定拍照点位置，准确度较高，确保了拍照的图像的清晰度。

在一些实施例，所述通过相机获取机器视觉设备载台上的校准块的关键特征点对应的图像，包括：在所述轴体运动部定位到所述拍照点位置的情况下，通过所述相机对所述关键特征点拍照，得到所述图像，其中，一种关键特征点对应一个拍照点位置。

本申请的一些实施例通过将轴体运动部定位到拍照点位置进行关键特征点拍照，可以得到清晰的图像，提升校准的准确度。

在一些实施例，所述通过相机获取机器视觉设备载台上的校准块的关键特征点对应的图像，包括：通过所述相机对所述关键特征点进行自动拍照，得到所述图像；或者，响应于操作人员的操作指令，控制所述相机对所述关键特征点进行拍照，得到所述图像。

本申请的一些实施例通过自动或人工控制相机的拍照情况，灵活性较高。

第二方面，本申请的一些实施例提供了一种成像系统校准的装置，包括：拍照模块，用于通过相机获取机器视觉设备载台上的校准块的关键特征点对应的图像，其中，所述关键特征点的类型包括：棋盘格、刻度线、基准点、直线元素和交点元素；校准模块，用于对所述图像进行分析，确定所述载台和相机间的校准参数。

第三方面，本申请的一些实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时可实现如第一方面任一实施例所述的方法。

第四方面，本申请的一些实施例提供一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其中，所述处理器执行所述程序时可实现如第一方面任一实施例所述的方法。

第五方面，本申请的一些实施例提供一种计算机程序产品，所述的计算机程序产品包括计算机程序，其中，所述的计算机程序被处理器执行时可实现如第一方面任一实施例所述的方法。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的一些实施例的技术方案，下面将对本申请的一些实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本申请的一些实施例提供的成像系统校准的系统图之一；

图2为本申请的一些实施例提供的成像系统校准的系统图之二；

图3为本申请的一些实施例提供的校准块示意图；

图4为本申请的一些实施例提供的成像系统校准的方法流程图之一；

图5为本申请的一些实施例提供的相机ROI中心和相机视野中心一致性示意图；

图6为本申请的一些实施例提供的成像系统校准的方法流程图之二；

图7为本申请的一些实施例提供的相机视野一致性示意图之一；

图8为本申请的一些实施例提供的相机视野一致性示意图之二；

图9为本申请的一些实施例提供的载台中心与相机视野中心一致性示意图；

图10为本申请的一些实施例提供的载台水平检查示意图之一；

图11为本申请的一些实施例提供的载台水平检查示意图之二；

图12为本申请的一些实施例提供的载台水平检查示意图之三；

图13为本申请的一些实施例提供的载台水平检查示意图之四；

图14为本申请的一些实施例提供的载台水平检查示意图之五；

图15为本申请的一些实施例提供的载台定位一致性示意图之一；

图16为本申请的一些实施例提供的载台定位一致性示意图之二；

图17为本申请的一些实施例提供的载台定位一致性示意图之三；

图18为本申请的一些实施例提供的一种成像系统校准的装置组成框图；

图19为本申请的一些实施例提供的一种电子设备示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请的一些实施例中的附图，对本申请的一些实施例中的技术方案进行描述。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

相关技术中，在外观缺陷检测领域，机器视觉检测设备已经逐渐替代人工检测，大幅提高了检测效率。但是机器视觉检测设备本身的成像系统的关键参数指标却缺乏系统高效的检查方法。目前多数情况下是通过人工检查，采用钢板尺等测量工具，配合目视的检查方法。例如，现有检查方法整体采用量具配合人工目视的方法。一般主要检查项有视野一致性检查、载台旋转中心一致性检查、四穴位定位一致性检查。视野一致性检查步骤为四个穴位镜头光圈调最大，放置直尺，同时调整相机安装高度和镜头焦距，使相机视野相同；载台旋转中心一致性检查步骤为在载台上安装具有载台旋转中心标识的工装，通过调整载台安装位置和相机安装位置，使相机十字线和旋转中心重合；四穴位定位一致性检查步骤为通过自动化定位后，搬运到载台上四张盖板，通过相机观察盖板某个角的两个边线，是否与相机视野垂直，且四张盖板之间位置相同。由上述相关技术可知，因现有的方法主要通过人工目视的方法进行检查，效率比较低，并且会受观察角度的影响，带来偏差。

鉴于此，本申请的一些实施例提供了一种成像系统校准的方法，该方法通过将校准块安装在机器视觉设备的载台上，通过相机对校准块上的关键特征点拍摄图像后，进行分析得到校准参数，以实现成像系统的关键参数校准。本申请的一些实施例通过对不同的关键特征点进行拍照分析，可以实现对不同校准项的检查，系统性较强，效率较高且保障了校准的准确度。

下面结合附图1示例性阐述本申请的一些实施例提供的成像系统校准的系统的整体组成结构。

如图1所示，本申请的一些实施例提供了一种成像系统校准的系统，该成像系统校准的系统包括：载台100、校准块200和相机300。其中，载台100属于机器视觉设备(简称设备)，校准块200安装在载台100上，相机300通过机器视觉设备的多轴调整位置，使得相机300可以对焦和拍摄清晰的图像。通过该系统可以得到载台和相机间的校准参数，进而机器视觉设备可以通过校准参数对成像系统进行自动化校准。

具体的，机器视觉设备可以为四穴位设备，校准块200可以提供关键特征元素(作为关键特征点的一个具体示例)。通过图像采集部(例如，相机)进行实时图像的显示，操作人员根据实时图像，通过轴体示教部进行相机对焦，确定校准项的拍照点位。然后通过软触发获取关键特征元素的图像，根据图像上的关键特征元素以及相关信息，进行相应的算法检测调试，确定算法参数(作为校准参数的一个具体示例)，此时机器视觉设备的自动校准流程部编辑完毕，最后一键执行机器视觉设备的校准流程执行部，流程运行结束后输出四个穴位的每个校准项的值(作为校准参数的另一个具体示例)至校准结果显示部，以供设备调试人员参考并改进。

下面结合附图2示例性阐述本申请的一些实施例提供的成像系统校准的系统的组成示意图。

在本申请的一些实施例中，如图2所示的成像系统校准的系统可以包括：校准块200、图像采集部210、轴体运动部220、校准流程编辑部230、校准流程执行部240以及校准结果显示部250。

下面示例性阐述上述各部件的功能。

在本申请的一些实施例中，校准块200为具有棋盘格、刻度线、Mark点(作为基准点的一个具体示例)、直线(元素)、交点(元素)等元素的校准辅助工具，其可通过定位孔安装到设备的载台100上。例如，如图3所示的校准块200的示意图，校准块200中心的带有十字的圆形区域为Mark点。校准块200的上边缘有刻度线。在校准块200的侧面还设置有十字线元素。

在本申请的一些实施例中，图像采集部210为相机取流及图像显示模块，可实时图像自由采集，也可通过软指令进行触发采集。

在本申请的一些实施例中，轴体运动部220为轴运动模块，包括JOG运动(定点运动)。由于轴体运动部220为多轴，通过定点运动来调整多轴中各轴的位置来调整相机的位置。在校准流程编辑阶段，使用JOG运动，微调点位，确定拍照点位置；在校准流程的自动运行阶段，使用定点运动，快速定位到拍照点位置。

在本申请的一些实施例中，校准流程编辑部230为编辑校准流程的核心模块。其主要包括图像数据、轴体坐标数据(轴体坐标数据可以表征拍照点位置)。轴体坐标数据是轴体运动部经过JOG运动之后，确定可以清晰成像的拍照点位置的数据。图像数据即在拍照点位置所拍摄的图像；基于图像上校准项的关键特征元素，可以确定相应的算法参数。

在本申请的一些实施例中，校准流程执行部240为校准流程的自动执行单元。根据校准编辑部已确定的算法参数进行自动执行。

在本申请的一些实施例中，校准结果显示部250为校准流程执行后的数据展示单元，以供调试人员参考相关算法参数数据。

下面结合附图4示例性阐述本申请的一些实施例提供的由机器视觉设备执行的成像系统校准的实现过程。

请参见附图4，图4为本申请的一些实施例提供的一种成像系统校准的方法流程图。

需要说明的是，在本申请的一些实施例中，对成像系统的校准过程中，需要将下述校准项按照一定的校准顺序进行，第一需要对相机ROI(Region of Interest，感兴趣区域)中心和相机视野中心一致性校准，第二需要对相机视野(像素当量)一致性校准，第三需要对载台(旋转)中心与相机视野中心一致性校准，第四可以对载台定位一致性校准或者对载台水平校准。

下面示例性阐述上述过程。

下面示例性阐述对相机ROI中心和相机视野中心一致性校准的具体过程。

在本申请的一些实施例中，成像系统校准的方法包括：S401，获取所述相机的相机参数，其中，所述相机参数包括：区域点横坐标、区域点纵坐标、第一方向像素数、第二方向像素数、区域横向分辨率和区域纵向分辨率。S402，对所述相机参数进行验证，得到验证结果；S403，若确认所述验证结果为不通过，则调节所述区域点横坐标和/或所述区域点纵坐标，直至所述验证结果为通过。

例如，在本申请的一些实施例中，在对相机ROI中心和相机视野中心一致性校准时，可以读取相机参数，然后对相机参数进行验证。在验证通过时表征相机ROI中心和相机视野中心一致，否则需要调节区域点横纵坐标使得验证结果通过。

在本申请的一些实施例中，S402可以包括：将所述第一方向像素数与所述区域横向分辨率的差值的一半作为第一参考值；将所述第二方向像素数与所述区域纵向分辨率的差值的一半作为第二参考值；若所述第一参考值与所述区域点横坐标相同，且所述第二参考值与所述区域点纵坐标相同，则所述验证结果为通过；若所述第一参考值与所述区域点横坐标不相同，和/或所述第二参考值与所述区域点纵坐标不相同，则所述验证结果为不通过。

例如，在本申请的一些实施例中，通过相机参数之间的关系，确定验证结果。

作为本申请的一个具体示例，相机ROI中心和相机视野中心一致性校准的原理示意图如图5所示，其中图5中左侧图为校准通过的示意图，图5中右侧图为不通过的示意图。具体的，在校准时，ROI区域是通过在相机视野中进行框选得到的。之后，读取相机参数：如ROI区域左上角起点位置的横坐标OffsetX(作为区域点横坐标的一个具体示例)，ROI区域左上角起点位置的纵坐标OffsetY(作为区域点纵坐标的一个具体示例)，Width方向的最大像素数WidthMax(作为第一方向像素数的一个具体示例)，Height方向的最大像素数HeightMax(作为第二方向像素数的一个具体示例)，ROI区域横向的分辨率Width(作为区域横向分辨率的一个具体示例)，ROI区域纵向的分辨率Height(作为区域纵向分辨率的一个具体示例)。然后利用如下式对相机参数进行验证，OffsetX＝(WidthMax-Width)/2以及OffsetY＝(HeightMax-Height)/2。其中，(WidthMax-Width)/2为第一参考值，(HeightMax-Height)/2为第二参考值。若相机参数满足上述公式，则验证结果为通过，否则为不通过。在不通过后通过调整OffsetX和OffsetY中不满足上式的参量即可。

通过上述对相机ROI中心和相机视野中心一致性校准之后，可以通过校准块实现对其他校准项的校准。

请参见附图6，图6为本申请的一些实施例提供的一种成像系统校准的方法流程图，成像系统校准的方法包括：S610，通过相机获取机器视觉设备载台上的校准块的关键特征点对应的图像。S620，对所述图像进行分析，确定所述载台和相机间的校准参数。

例如，在本申请的一些实施例中，相机300可以通过对校准块200上的不同的关键特征元素进行拍照得到对应的图像，然后对图像进行分析，得到校准参数。

在本申请的一些实施例，在执行S610之前，成像系统校准的方法可以包括：通过对轴体运动部使用定点运动，对所述相机对焦，并确定所述相机的拍照点位置。S610可以包括：在所述轴体运动部定位到所述拍照点位置的情况下，通过所述相机对所述关键特征点拍照，得到所述图像，其中，一种关键特征点对应一个拍照点位置。

例如，在本申请的一些实施例，由于机器视觉设备是多轴的，因此在对其他校准项校准时，首先需要确定各轴体的轴体坐标数据(作为拍照点位置的一个具体示例)。通过JOG运动和人工操作，确定对于不同的校准项对应的轴体坐标数据，以便于相机可以拍照得到清晰的图像，进而可以基于关键特征点进行准确校准。

在本申请的一些实施例，S610可以包括：通过所述相机对所述关键特征点进行自动拍照，得到所述图像；或者，响应于操作人员的操作指令，控制所述相机对所述关键特征点进行拍照，得到所述图像。

例如，在本申请的一些实施例，相机300可以是自动对关键特征元素进行拍照得到图像的，也可以是由操作人员触发，使得相机300被动控制进行拍照得到图像。具体的，本申请实施例在此不作具体限定。

下面示例性阐述对相机视野(像素当量)一致性校准的具体过程。

在本申请的一些实施例中，S610可以包括：通过所述相机对所述棋盘格进行拍照，得到所述图像；S620可以包括：在所述图像上进行框选，得到棋盘格区域图像；基于所述棋盘格的物理尺寸和二值化参数，对所述棋盘格区域图像进行计算，输出所述机器视觉设备上各穴位对应的各穴位图像像素当量值，其中，所述各穴位图像像素当量值为所述校准参数。

例如，在本申请的一些实施例中，机器视觉设备为四穴位设备，此时可以通过4个相机分别对四片校准块上的棋盘格进行拍照(如图7所示，一个相机对应一个校准块)，得到四幅图像。之后对四幅图像分别进行ROI框选，得到如图8所示的四幅棋盘格区域图像。下面以一个棋盘格区域图像为例进行说明，对棋盘格区域图像进行二值化处理，得到二值化图像(作为二值化参数的一个具体示例)。结合棋盘格的物理尺寸，通过对二值化图像进行形态学处理得到边缘图像。将边缘图像分为水平和垂直点集合，并拟合水平直线和垂直直线，拟合之后求取水平直线和垂直直线的交点，最后对相邻两点的像素距离进行计算，得到相机像素当量值(作为图像像素当量值的一个具体示例)。通过上述过程，可以得到四个穴位中各穴位相机像素当量值。该各穴位相机像素当量值可以供调试人员参考。

下面示例性阐述对载台(旋转)中心与相机视野中心一致性校准的具体过程。

在本申请的一些实施例中，S610可以包括：通过所述相机对所述基准点进行拍照，得到所述图像；S620可以包括：在所述图像上进行框选，得到基准点区域图像；基于所述基准点的中心灰度阈值，对所述基准点区域图像进行计算，得到基准点中心坐标，其中，所述基准点中心坐标为所述校准参数。

例如，在本申请的一些实施例中，载台旋转中心可以由Mark点进行校准(也就是说校准块200的中心和载台100的旋转中心重合)。通过相机对校准块200上的Mark点进行拍照，得到图像。然后对图像上的Mark点进行框选，得到图9中正方形区域的基准点区域图像。通过输入或存储的Mark点中心十字灰度阈值(作为中心灰度阈值的一个具体示例)采用阈值分割算法对基准点区域图像进行计算，得到Mark点中心的图像坐标(作为基准点中心坐标的一个具体示例)。其中，载台(旋转)中心与相机视野中心一致性校准的原理如图9所示，图9中左侧图像表征载台中心与相机视野中心一致性校准通过，右侧图像表征不通过，需要校准为左侧图像即可。

需要说明的是，在完成对相机ROI中心和相机视野中心一致性校准、相机视野一致性校准、载台中心与相机视野中心一致性校准之后，本申请一些实施例还可以对载台水平校准或载台定位一致性校准。

下面示例性阐述对载台水平校准的具体过程。

在本申请的一些实施例中，所述机器视觉设备为四穴位设备，所述载台上安装有四片校准块，其中，S610可以包括：对所述载台上的所述经过位置处理四片校准块进行拍照，得到初始图像；S620可以包括：对所述初始图像进行框选，确定关键区域图像；基于灰度阈值，对所述关键区域图像进行计算，得到所述关键区域图像与载台水平线的交点坐标和旋转角度，其中，所述交点坐标和旋转角度为所述校准参数。

例如，在本申请的一些实施例中，将四片校准块安装在载台100上，为了可以确认校准块是否处于同一水平上，首先将四片校准块如图10所示是B轴旋转90度(作为位置处理的一个具体示例)。然后，通过相机对旋转后的校准块进行拍照得到初始图像。然后对初始图像进行框选，在校准块旋转之后，正对相机的为校准块侧面的十字线元素(也就是关键特征元素)，通过框选得到如图11所示的图像1～4(作为关键区域图像的具体示例)。最后基于十字线元素的灰度阈值和关键区域图像中校准块的十字线元素进行计算，得到交点坐标和旋转角度。

作为本申请的一个具体示例，如图12所示，校准块1、2、3、4号为平行于XY平面的校准块，此时B向为0°。但在Z向上可以看出校准块4号高于1、2、3号。因CCD(也就是相机)是平行于Z向，从上向下拍照，得到图13，明显无法识别1、2、3、4在Z向水平是否一致。因此B向沿图10箭头方向进行90°翻转，翻转后可识别到4号校准块在Y向是和1、2、3号存在差异的，如图14所示。校准块的短边侧面有十字线元素，用于识别定位，通过计算十字线在图像中的位置，得到交点坐标和旋转角度，从而判断穴位间水平度。

下面示例性阐述对载台定位一致性校准的具体过程。

需要说明的是，在本申请的一些实施例中对载台定位一致性校准时，载台上的校准块已经卸下，需要在载台上安装同一型号的盖板。例如，对于四穴位设备，可以将四片盖板通过定位装置定位后，移动放置到载台100上。

在本申请的一些实施例中，成像系统校准的方法包括：确认所述盖板的左上角位于所述相机的中间位置后拍照得到盖板图像；获取所述盖板图像中的上边缘对应的第一直线以及左边缘对应的第二直线；计算所述第一直线和所述第二直线的交点，以及所述第一直线与载台水平线间的角度，其中，所述交点和所述角度为载台定位参数。

例如，在本申请的一些实施例中，在将盖板放置到载台100上之后，轴体运动部220使用JOG运动，将盖板的左上角显示在相机视野中间位置。如，通过相机拍摄图查看界面有十字中心线，盖板左上角到十字中心线即可，如图15所示。之后对盖板拍摄得到如图16所示的图像p1～p4。以图中的图像p4定位不一致的情况为例，请参见附图17，将盖板的左上角为基点，扫描上边缘(线)和左边缘(线)，拟合得到直线1(作为第一直线的一个具体示例)和直线2(作为第二直线的一个具体示例)。计算直线1和直线2的交点P(X,Y)，以及直线1与基准线间的夹角θ(作为角度的一个具体示例)。

在完成上述校准参数和载台定位参数的输出之后，在本申请的一些实施例中，成像系统校准的方法还包括：利用所述校准参数和所述载台定位参数对所述载台和所述相机进行校准，并显示所述校准参数和所述载台定位参数。

例如，在本申请的一些实施例中校准流程执行部240可以依据校准参数和述载台定位参数对相机视野和载台进行一致性校准。校准结果显示部250可以显示相关的校准参数和载台定位参数，以供调试人员查看。

作为本申请的一个具体示例，通过上文的方法流程对四穴位设备进行校准，可以得到如表1所示的校准参数：

表1

请参考图18，图18示出了本申请的一些实施例提供的成像系统校准的装置的组成框图。应理解，该成像系统校准的装置与上述方法实施例对应，能够执行上述方法实施例涉及的各个步骤，该成像系统校准的装置的具体功能可以参见上文中的描述，为避免重复，此处适当省略详细描述。

图18的成像系统校准的装置包括至少一个能以软件或固件的形式存储于存储器中或固化在成像系统校准的装置中的软件功能模块，该成像系统校准的装置包括：拍照模块1810，用于通过相机获取机器视觉设备载台上的校准块的关键特征点对应的图像，其中，所述关键特征点的类型包括：棋盘格、刻度线、基准点、直线元素和交点元素；校准模块1820，用于对所述图像进行分析，确定所述载台和相机间的校准参数。

在本申请的一些实施例中，所述拍照模块1810用于：获取所述相机的相机参数，其中，所述相机参数包括：区域点横坐标、区域点纵坐标、第一方向像素数、第二方向像素数、区域横向分辨率和区域纵向分辨率；对所述相机参数进行验证，得到验证结果；若确认所述验证结果为不通过，则调节所述区域点横坐标和/或所述区域点纵坐标，直至所述验证结果为通过。

在本申请的一些实施例中，所述拍照模块1810用于：将所述第一方向像素数与所述区域横向分辨率的差值的一半作为第一参考值；将所述第二方向像素数与所述区域纵向分辨率的差值的一半作为第二参考值；若所述第一参考值与所述区域点横坐标相同，且所述第二参考值与所述区域点纵坐标相同，则所述验证结果为通过；若所述第一参考值与所述区域点横坐标不相同，和/或所述第二参考值与所述区域点纵坐标不相同，则所述验证结果为不通过。

在本申请的一些实施例中，所述拍照模块1810用于：通过所述相机对所述棋盘格进行拍照，得到所述图像；校准模块1820用于在所述图像上进行框选，得到棋盘格区域图像；基于所述棋盘格的物理尺寸和二值化参数，对所述棋盘格区域图像进行计算，输出所述机器视觉设备上各穴位对应的各穴位图像像素当量值，其中，所述各穴位图像像素当量值为所述校准参数。

在本申请的一些实施例中，所述拍照模块1810用于：通过所述相机对所述基准点进行拍照，得到所述图像；校准模块1820用于在所述图像上进行框选，得到基准点区域图像；基于所述基准点的中心灰度阈值，对所述基准点区域图像进行计算，得到基准点中心坐标，其中，所述基准点中心坐标为所述校准参数。

在本申请的一些实施例中，所述机器视觉设备为四穴位设备，所述载台上安装有四片校准块，其中，所述拍照模块1810用于：对所述载台上经过位置处理的所述四片校准块进行拍照，得到初始图像；校准模块1820用于对所述初始图像进行框选，确定关键区域图像；基于灰度阈值，对所述关键区域图像进行计算，得到所述关键区域图像与载台水平线的交点坐标和旋转角度，其中，所述交点坐标和旋转角度为所述校准参数。

在本申请的一些实施例中，所述载台上安装有盖板，其中，校准模块1820用于：确认所述盖板的左上角位于所述相机的中间位置后拍照得到盖板图像；获取所述盖板图像中的上边缘对应的第一直线以及左边缘对应的第二直线；计算所述第一直线和所述第二直线的交点，以及所述第一直线与载台水平线间的角度，其中，所述交点和所述角度为载台定位参数。

在本申请的一些实施例中，校准模块1820用于：利用所述校准参数和所述载台定位参数对所述载台和所述相机进行校准，并显示所述校准参数和所述载台定位参数。

在本申请的一些实施例中，所述拍照模块1810用于：通过对轴体运动部使用定点运动，对所述相机对焦，并确定所述相机的拍照点位置。

在本申请的一些实施例中，所述拍照模块1810用于：在所述轴体运动部定位到所述拍照点位置的情况下，通过所述相机对所述关键特征点拍照，得到所述图像，其中，一种关键特征点对应一个拍照点位置。

在本申请的一些实施例中，所述拍照模块1810用于：通过所述相机对所述关键特征点进行自动拍照，得到所述图像；或者，响应于操作人员的操作指令，控制所述相机对所述关键特征点进行拍照，得到所述图像。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置的具体工作过程，可以参考前述方法中的对应过程，在此不再过多赘述。

本申请的一些实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时可实现如上述实施例提供的上述方法中的任意实施例所对应方法的操作。

本申请的一些实施例还提供了一种计算机程序产品，所述的计算机程序产品包括计算机程序，其中，所述的计算机程序被处理器执行时可实现如上述实施例提供的上述方法中的任意实施例所对应方法的操作。

如图19所示，本申请的一些实施例提供一种电子设备1900，该电子设备1900包括：存储器1910、处理器1920以及存储在存储器1910上并可在处理器1920上运行的计算机程序，其中，处理器1920通过总线1930从存储器1910读取程序并执行所述程序时可实现如上述任意实施例的方法。

处理器1920可以处理数字信号，可以包括各种计算结构。例如复杂指令集计算机结构、结构精简指令集计算机结构或者一种实行多种指令集组合的结构。在一些示例中，处理器1920可以是微处理器。

存储器1910可以用于存储由处理器1920执行的指令或指令执行过程中相关的数据。这些指令和/或数据可以包括代码，用于实现本申请实施例描述的一个或多个模块的一些功能或者全部功能。本公开实施例的处理器1920可以用于执行存储器1910中的指令以实现上述所示的方法。存储器1910包括动态随机存取存储器、静态随机存取存储器、闪存、光存储器或其它本领域技术人员所熟知的存储器。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (16)

1.一种成像系统校准的方法，其特征在于，包括：

通过相机获取机器视觉设备载台上的校准块的关键特征点对应的图像，其中，所述关键特征点的类型包括：棋盘格、刻度线、基准点、直线元素和交点元素；

对所述图像进行分析，确定所述载台和相机间的校准参数以及载台定位参数；所述载台和相机间的校准参数包括：各穴位图像像素当量值、基准点中心坐标、关键区域图像与载台水平线的交点坐标和旋转角度；

所述各穴位图像像素当量值的获取步骤如下：

通过所述相机对所述棋盘格进行拍照，得到所述图像；在所述图像上进行框选，得到棋盘格区域图像；基于所述棋盘格的物理尺寸和二值化参数，对所述棋盘格区域图像进行计算，输出所述机器视觉设备上各穴位对应的所述各穴位图像像素当量值；

所述基准点中心坐标的获取步骤如下：

通过所述相机对所述基准点进行拍照，得到所述图像；在所述图像上进行框选，得到基准点区域图像；基于所述基准点的中心灰度阈值，对所述基准点区域图像进行计算，得到所述基准点中心坐标；

所述机器视觉设备为四穴位设备，所述载台上安装有四片校准块，其中，所述关键区域图像与载台水平线的交点坐标和旋转角度的获取步骤如下：

对所述载台上经过位置处理的所述四片校准块进行拍照，得到初始图像；对所述初始图像进行框选，确定关键区域图像；基于灰度阈值，对所述关键区域图像进行计算，得到所述关键区域图像与载台水平线的所述交点坐标和所述旋转角度；

所述载台上安装有盖板，其中，所述载台定位参数的获取步骤如下：

确认所述盖板的左上角位于所述相机的中间位置后拍照得到盖板图像；获取所述盖板图像中的上边缘对应的第一直线以及左边缘对应的第二直线；计算所述第一直线和所述第二直线的交点，以及所述第一直线与载台水平线间的角度，其中，所述交点和所述角度为所述载台定位参数。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述通过相机获取机器视觉设备载台上的校准块的关键特征点对应的图像之前，所述方法还包括：

获取所述相机的相机参数，其中，所述相机参数包括：区域点横坐标、区域点纵坐标、第一方向像素数、第二方向像素数、区域横向分辨率和区域纵向分辨率；

对所述相机参数进行验证，得到验证结果；

若确认所述验证结果为不通过，则调节所述区域点横坐标和/或所述区域点纵坐标，直至所述验证结果为通过。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对所述相机参数进行验证，得到验证结果，包括：

将所述第一方向像素数与所述区域横向分辨率的差值的一半作为第一参考值；

将所述第二方向像素数与所述区域纵向分辨率的差值的一半作为第二参考值；

若所述第一参考值与所述区域点横坐标相同，且所述第二参考值与所述区域点纵坐标相同，则所述验证结果为通过；

若所述第一参考值与所述区域点横坐标不相同，和/或所述第二参考值与所述区域点纵坐标不相同，则所述验证结果为不通过。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述确定所述载台和相机间的校准参数之后，所述方法还包括：

利用所述校准参数和所述载台定位参数对所述载台和所述相机进行校准，并显示所述校准参数和所述载台定位参数。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述通过相机获取机器视觉设备载台上的校准块的关键特征点对应的图像之前，所述方法还包括：

通过对轴体运动部使用定点运动，对所述相机对焦，并确定所述相机的拍照点位置。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述通过相机获取机器视觉设备载台上的校准块的关键特征点对应的图像，包括：

在所述轴体运动部定位到所述拍照点位置的情况下，通过所述相机对所述关键特征点拍照，得到所述图像，其中，一种关键特征点对应一个拍照点位置。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过相机获取机器视觉设备载台上的校准块的关键特征点对应的图像，包括：

通过所述相机对所述关键特征点进行自动拍照，得到所述图像；或者，响应于操作人员的操作指令，控制所述相机对所述关键特征点进行拍照，得到所述图像。

8.一种成像系统校准的装置，其特征在于，包括：

拍照模块，用于通过相机获取机器视觉设备载台上的校准块的关键特征点对应的图像，其中，所述关键特征点的类型包括：棋盘格、刻度线、基准点、直线元素和交点元素；

校准模块，用于对所述图像进行分析，确定所述载台和相机间的校准参数以及载台定位参数；所述载台和相机间的校准参数包括：各穴位图像像素当量值、基准点中心坐标、关键区域图像与载台水平线的交点坐标和旋转角度；

所述各穴位图像像素当量值的获取步骤如下：

通过所述相机对所述棋盘格进行拍照，得到所述图像；在所述图像上进行框选，得到棋盘格区域图像；基于所述棋盘格的物理尺寸和二值化参数，对所述棋盘格区域图像进行计算，输出所述机器视觉设备上各穴位对应的所述各穴位图像像素当量值；

所述基准点中心坐标的获取步骤如下：

通过所述相机对所述基准点进行拍照，得到所述图像；在所述图像上进行框选，得到基准点区域图像；基于所述基准点的中心灰度阈值，对所述基准点区域图像进行计算，得到所述基准点中心坐标；

所述机器视觉设备为四穴位设备，所述载台上安装有四片校准块，其中，所述关键区域图像与载台水平线的交点坐标和旋转角度的获取步骤如下：

对所述载台上经过位置处理的所述四片校准块进行拍照，得到初始图像；对所述初始图像进行框选，确定关键区域图像；基于灰度阈值，对所述关键区域图像进行计算，得到所述关键区域图像与载台水平线的所述交点坐标和所述旋转角度；

所述载台上安装有盖板，其中，所述载台定位参数的获取步骤如下：

确认所述盖板的左上角位于所述相机的中间位置后拍照得到盖板图像；获取所述盖板图像中的上边缘对应的第一直线以及左边缘对应的第二直线；计算所述第一直线和所述第二直线的交点，以及所述第一直线与载台水平线间的角度，其中，所述交点和所述角度为所述载台定位参数。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述拍照模块用于：

获取所述相机的相机参数，其中，所述相机参数包括：区域点横坐标、区域点纵坐标、第一方向像素数、第二方向像素数、区域横向分辨率和区域纵向分辨率；

对所述相机参数进行验证，得到验证结果；

若确认所述验证结果为不通过，则调节所述区域点横坐标和/或所述区域点纵坐标，直至所述验证结果为通过。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述拍照模块用于：

将所述第一方向像素数与所述区域横向分辨率的差值的一半作为第一参考值；

将所述第二方向像素数与所述区域纵向分辨率的差值的一半作为第二参考值；

若所述第一参考值与所述区域点横坐标相同，且所述第二参考值与所述区域点纵坐标相同，则所述验证结果为通过；

若所述第一参考值与所述区域点横坐标不相同，和/或所述第二参考值与所述区域点纵坐标不相同，则所述验证结果为不通过。

11.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述校准模块用于：

利用所述校准参数和所述载台定位参数对所述载台和所述相机进行校准，并显示所述校准参数和所述载台定位参数。

12.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述拍照模块用于：

通过对轴体运动部使用定点运动，对所述相机对焦，并确定所述相机的拍照点位置。

13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述拍照模块用于：

在所述轴体运动部定位到所述拍照点位置的情况下，通过所述相机对所述关键特征点拍照，得到所述图像，其中，一种关键特征点对应一个拍照点位置。

14.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述拍照模块用于：

通过所述相机对所述关键特征点进行自动拍照，得到所述图像；或者，响应于操作人员的操作指令，控制所述相机对所述关键特征点进行拍照，得到所述图像。

15.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器运行时执行如权利要求1-7中任意一项权利要求所述的方法。

16.一种电子设备，其特征在于，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并在所述处理器上运行的计算机程序，其中，所述计算机程序被所述处理器运行时执行如权利要求1-7中任意一项权利要求所述的方法。