[发明专利]全自动多相机丝网印刷设备的定位基准标定方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及计算机视觉精密定位技术领域，特别是涉及全自动多相机丝网印刷设备的定位基准标定方法及装置。

背景技术

全自动多相机丝网印刷设备是一种基于机器视觉全自动实现丝网和承印物精密对准的印刷系统，广泛应用于各类行业中，如晶硅太阳能电池金属化丝印线、电子贴装生产线等。视觉定位系统中，从摄像机获取的图像信息出发，计算三维空间中物体的位置、形状等信息，并由此重建和识别物体。空间物体表面某点的三维几何位置与其在图像中对应点的几何位置有关。这些位置的相互关系是由摄像机成像的几何模型决定的，这些几何模型参数就是摄像机参数。在大多数条件下，这些参数必须通过实验与计算才能得到，这个过程被称为摄像机标定。标定过程就是确定摄像机内部的几何和光学参数，以及摄像机坐标系相对于世界坐标系的位姿变化。由于摄像机标定为视觉图像的二维信息与其实际三维物体之间提供了对应、转换的定量关系，是计算机视觉获取三维空间信息的前提和基础，标定精度的大小，直接影响着机器视觉的精度，因此对摄像机基准标定方法进行研究具有重要的理论意义和实用价值。

针对多承印台式全自动多相机丝网印刷设备而言，承印物定位相机与丝网定位相机分布在不同的空间位置中，如图2中的1位置与图3中的8位置，多相机图像定位系统无法把承印物位置信息和丝网位置信息反映到同一采集系统中。因为承印物定位相机与丝网定位相机分布在不同的空间位置中，很难精密地测量承印物定位相机、丝网定位相机和承印台、三自由度丝网调整台的相对位置关系。因此，对摄像机以及整个分布式多相机图像采集系统的标定研究，针对具体的实际应用问题，提出一种特定的简便、实用、快速、准确的定位基准标定方法，避免复杂的空间三维测量和计算。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供全自动多相机丝网印刷设备的定位基准标定方法及装置，提高相机实体测量精度，快速关联不同承印工位的相机基准位置关系，借助于机器视觉算法及高精度标定板等工具，使标定过程变得简单快捷且准确可靠，避免复杂的空间三维测量和计算。本发明的目的通过如下技术方案实现。

全自动多相机丝网印刷设备的定位基准标定装置，包括控制系统、若干承印物定位相机、承印物定位相机外部可调光源、一个传送装置、一个出板工位相机、印刷机构、三自由度丝网调整台、若干承印台和若干丝网定位相机；其中承印台固定于传送装置上，承印台具有背光光源；承印物定位相机、出板工位相机垂直安装在承印台的上方，丝网定位相机垂直安装在丝网下方；其特征在于，在承印台上方设有用于安装承印物定位相机的可调相机支架，使承印物定位相机可根据精度要求进行配置，并在承印台上方安装有承印物定位相机外部可调光源，以清晰地获取承印物表面图案。

一种全自动多相机丝网印刷设备的定位基准标定方法，所述标定方法具体步骤包括：

（1）安装标定丝网，确定承印台和三自由度丝网调整台的基准关系；

（2）安装若干承印物定位相机、若干丝网定位相机和出板工位相机并设置各相机的参数；

（3）控制系统通过高精度标定板和机器视觉算法标定各个承印物定位相机的基准及像素当量，建立承印物定位相机和承印台的映射关系，并标定出板工位相机基准位置；

（4）通过三自由度丝网调整台的运动及机器视觉算法，标定若干丝网定位相机基准和像素当量，建立丝网定位相机和丝网调整台的映射关系，并且用激光干涉仪进行修正；

（5）在承印台上装载承印物（或贴装纸张、薄板），在三自由度丝网调整台基准位置印刷浆料，在各个承印物（或纸张、薄板）留下清晰图案，通过机器视觉算法，获取图案上标识点的基准信息；

（6）建立承印物定位相机、传送装置、承印台、三自由度丝网调整台、丝网定位相机的基准映射关系，最终得到承印物定位相机和丝网定位相机的基准映射关系。

上述的标定方法中，所述承印物定位相机、丝网定位相机基准以及图案上标识点的基准，包括X、Y位置基准和角度基准。

优选的，步骤（1）所述确定承印台和三自由度丝网调整台的基准位置包括：确定旋转传送装置承印工位的角度分度或往复传送装置承印工位距离，以及确定三自由度丝网调整台基准位置中心与承印台的基准位置中心基本一致，确定标定丝网或钢网对应标识点连线与承印台中线基本重合。