CN117459705A - 多轴机械臂自动拍照光学对位系统 - Google Patents
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Abstract
本发明的多轴机械臂自动拍照光学对位系统，包括机械臂装置和图卡切换机架，摄像头安装于机械臂上并通过机械臂调整摄像头的位置，图卡放置于图卡切换机架上并通过图卡切换机架将每张图卡放置于相同位置；机械臂多点移动实现自动光学对位，机械臂在拍摄图卡法线方向多点移动实现自动光学对位，可以高效准确的完成摄像头拍照对位动作，对位处理算法依赖度低；结合图卡切换系统可以实现一个摄像头一次对位拍摄多张图卡，实现了快速、准确且高重复性的摄像头测试。
Description
技术领域
本发明涉及图像处理技术领域。
背景技术
目前摄像头测试中需要用不同的摄像头在不同的照明条件下拍摄不同的目标物，实现对摄像头主客观性能在不同应用场景的评价和对比。传统方式是人工将摄像头固定在如三脚架的支架上，手动调节拍摄距离，拍摄距离固定后还需要手动调整摄像头高低、俯仰等，使摄像头的光轴与被拍摄目标保持垂直或指定的角度，拍摄的画面按要求定位于视野范围内。这样可以尽量消除摄像头与目标物间的位置关系而造成的画面畸变、失真及构图偏移。改变目标物或拍摄终端都需要重复以上过程。这个过程耗时耗力，且对测试人员的专业素养要求很高，由于同主观判断和人工调整操作强相关，不同的测试人员甚至相同人员在不同状态下的测试结果都可能不一致。
随着自动化技术及计算机技术的发展，多轴工业机械臂开始应用在了摄像头测试领域，摄像头拍照对位动作完全由机械臂来完成。通常做法是多轴机械臂自动拾取被测试的摄像头(通常是固定于标准的卡具上)，在指定的拍摄位置上摄像头预览或拍摄的图卡画面传输到后台控制主机(也有通过独立的监控摄像头采集被测终端显示画面传输到后台的)，利用主机上的图像处理算法判断当前摄像头与图卡之间的关系，主机将调整指令反馈给机械臂调整摄像头的位置，如此循环反馈直至将摄像头调整好。通过这样的方式完全可以解放了拍照的人力，可以实现摄像头拍照测试的自动化。但这种对位方式完全基于图像定位，考虑到被测摄像头本身的光学指标的差异性(畸变、视野角、均一性等)以及被测目标物的复杂程度和变化，导致其准确性和效率存在巨大的不确定性。对于完全无人监管的自动化测试，此方案既存在提高对位精度(或重复性)与缩短对位时间的明显矛盾，更可能因算法不能适应的状态而出现错误测试或测试中断。另外，通常摄像头测试时会拍摄多个不同目标物，以上对位方式在每次更换目标物后都需要再次对位，这样反而失去了使用机械臂高重复性和提高效率的初衷。
发明内容
为充分利用机械臂的优点，提高对位准确率及对位效率，提供了一种多轴机械臂自动拍照光学对位系统。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：多轴机械臂自动拍照光学对位系统，包括机械臂装置和图卡切换机架，摄像头8安装于机械臂9上并通过机械臂9调整摄像头8的位置，图卡1放置于图卡切换机架上并通过图卡切换机架将每张图卡放置于相同位置；
摄像头8先在第一位置拍摄图卡1，然后沿图卡1的法线移动到第二位置拍摄图卡1，对比两个位置处拍摄的照片，对比时根据几何位置对第二位置的图形做比例放大，如果除比例外图片几个定位点位置都吻合，表明摄像头对位完成，否则表明摄像头对位需调整，根据两个位置拍摄图像对应定位点的位置差，经计算重新对位后，再进行至少在另外两个位置拍照程验证对位结果，直至对位完成；
对位完成后，通过图卡切换机架切换图卡1进行拍摄。
所述机械臂装置的底座11上安装滑轨10，机械臂9滑动安装于滑轨10上。
所述图卡切换机架的卡库底座12的两侧机架19外侧分别安装垂直运动导轨12，两侧的水平运动导轨16分别滑动安装于两侧的垂直运动导轨14上，横梁18两端分别滑动安装于两侧的水平运动导轨16上，横梁18下部对称安装两个用于夹持图卡1的图卡挂钩15，横梁18和水平运动导轨16分别连接传动部件17；卡库底座12上位于横梁18下方安装图卡框架13。
本发明的多轴机械臂自动拍照光学对位系统，机械臂多点移动实现自动光学对位，机械臂在拍摄图卡法线方向多点移动实现自动光学对位，可以高效准确的完成摄像头拍照对位动作，对位处理算法依赖度低；结合图卡切换系统可以实现一个摄像头一次对位拍摄多张图卡，实现了快速、准确且高重复性的摄像头测试。
附图说明
图1是本发明多轴机械臂自动拍照光学对位方法原理图。
图2是本发明多轴机械臂装置结构图。
图3是本发明图卡切换机架结构图。
图中：1、图卡，2、摄像头位置一，3、摄像头位置二、4、摄像头位置三，5、摄像头位置四，6、图卡法线一，7、图卡法线二，8、摄像头，9、机械臂，10、滑轨，11、底座，12、卡库底座，13、图卡框架，14、垂直运动导轨，15、图卡挂钩，16、水平运动导轨，17、传动部件，18、横梁，19、机架。
具体实施方式
本发明的多轴机械臂自动拍照光学对位原理如图2所示，摄像头8先在摄像头位置一2处拍摄图卡1，然后沿图卡1的图卡法线二7移动到摄像头位置二3处拍摄图卡1，对比两个位置处拍摄的照片，对比时根据几何位置对摄像头位置二3的图形做比例放大，如果除比例外图片几个定位点位置都吻合(根据精度要求可以选择1～100个像素差之内)，表明摄像头对位完成。否则表明摄像头8对位需调整。然后根据两个位置拍摄图像对应定位点的位置差，经计算重新对位后，再进行至少在摄像头位置三4和摄像头位置四5两个位置拍照程验证对位结果，直至对位完成。
摄像头8在多个位置拍照可由多种方式实现，不限于：1)机械臂自身移动；2)机械臂安装在垂直于图卡表面方向的滑轨底座上，如图3所示；3)机械臂安装在高定位精度自动导航移动小车(AGV)上。通过机械臂9的在滑轨上的移动实现机械臂位置的移动，通过机械臂实现摄像头8角度和位置调节。
机械臂9自动拍照对位可与图卡切换机架组合，图卡切换机架如图3所示，图卡切换机架的卡库底座12的两侧机架19外侧分别安装垂直运动导轨12，两侧的水平运动导轨16分别滑动安装于两侧的垂直运动导轨14上，横梁18两端分别滑动安装于两侧的水平运动导轨16上，横梁18下部对称安装两个用于夹持图卡1的图卡挂钩15，横梁18和水平运动导轨16分别连接传动部件17；卡库底座12上位于横梁18下方安装图卡框架13。图卡框架13可按安装多张图卡1，通过传动部件17可以分别将每张图卡1放置在相同位置，这样机械臂9可以在完成一部摄像头8的对位后既可以对多张图卡1进行拍摄，无需每张图卡分别对位。机械臂自动对位方法除可用在图卡拍摄测试中，还可以应用在普通场景拍摄测试中，与其它测试系统组合可以摄像头全自动化测试。
本发明是通过实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明的保护范围。
Claims (3)
1.多轴机械臂自动拍照光学对位系统，其特征在于：包括机械臂装置和图卡切换机架，摄像头(8)安装于机械臂(9)上并通过机械臂(9)调整摄像头(8)的位置，图卡(1)放置于图卡切换机架上并通过图卡切换机架将每张图卡放置于相同位置；
摄像头(8)先在第一位置拍摄图卡(1)，然后沿图卡(1)的法线移动到第二位置拍摄图卡(1)，对比两个位置处拍摄的照片，对比时根据几何位置对第二位置的图形做比例放大，如果除比例外图片几个定位点位置都吻合，表明摄像头对位完成，否则表明摄像头对位需调整，根据两个位置拍摄图像对应定位点的位置差，经计算重新对位后，再进行至少在另外两个位置拍照程验证对位结果，直至对位完成；
对位完成后，通过图卡切换机架切换图卡(1)进行拍摄。
2.根据权利要求1所述的多轴机械臂自动拍照光学对位系统，其特征在于：所述机械臂装置的底座(11)上安装滑轨(10)，机械臂(9)滑动安装于滑轨(10)上。
3.根据权利要求1所述的多轴机械臂自动拍照光学对位系统，其特征在于：所述图卡切换机架的卡库底座(12)的两侧机架(19)外侧分别安装垂直运动导轨(12)，两侧的水平运动导轨(16)分别滑动安装于两侧的垂直运动导轨(14)上，横梁(18)两端分别滑动安装于两侧的水平运动导轨(16)上，横梁(18)下部对称安装两个用于夹持图卡(1)的图卡挂钩(15)，横梁(18)和水平运动导轨(16)分别连接传动部件(17)；卡库底座(12)上位于横梁(18)下方安装图卡框架(13)。
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Publications (1)
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Country Status (1)
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2023
- 2023-09-05 CN CN202311135311.4A patent/CN117459705A/zh active Pending
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