[发明专利]拍摄并拼接物件影像的方法

说明书

技术领域

本发明是关于一种拍摄并拼接物件影像的方法，特别是一种透过辨别物件真实坐标与摄影机所拍摄影像的影像坐标之间的坐标对应关系，来进行影像拼接的方法。

背景技术

在当今的工业生产过程中，影像检测系统被大量的应用于自动化生产线上，进行诸如物件辨识、自动定位、尺寸量测等用途，以引导机械手臂，对生产平台上的元件，进行加工或制造程序，或是检测所生产的物件，是否符合尺寸、外观的高精度要求。

已知技术中，影像检测系统在配置上，除了会在生产线上或工具机台上，架设一台摄影机，对准所欲检测的物件，进行拍摄外，也会在摄影机的旁边，另外架设一组灯源，提供拍摄所需的光线。此外，还需组装相关的附属配件，例如搭配灯源使用的亮度控制器，或是连接相关的电源线路与调控线路。

一般而言，为了能更精确的检测产线上的待测物件，影像检测系统会以高解析度来拍摄物件影像。但是，当待测物件面积较大时，如果只用单一摄影机的镜头来拍摄整个物件的全部影像，因为所要撷取的画面区域扩大，镜头所需涵括的画面角度也随之增加，除了容易产生解析度下降的问题外，也容易造成影像边缘发生扭曲，导致整体影像画面失真。

为了解决上述问题，已知技术中会同时架设2-4台摄影机，对物件进行拍摄影像的动作。亦即，透过不同的摄影机，分别撷取待测物件不同区域的影像。再透过拼接技术，将所拍摄的多个影像重组起来，而得到完整的物件影像。

以目前常见的拼接技术为例，大多是透过软件运算的方式，分析各个影像的画面，并找出这些影像中重复的区域，接着再透过影像重叠，将重复的部份裁剪掉，以拼接出完整的物件影像。但是，此种以软件分析影像重叠的方式，其准确度往往差强人意。主要原因在于，当两个准备拼接的影像其重叠区域较小，并且缺乏比较显著的图案特征时，即便是透过软件计算画面重叠的区域，也变得相对困难，并导致拼接时可能发生的误差。

请参照图1A与图1B。图1A显示拍摄一测试片时，所得到发生球状扭曲的影像。其中，测试片上印刷了以矩阵排列的黑色圆形图案。由图1A的影像，可看到校正板边缘的黑色圆形图案严重扭曲。图1B则显示对图1A中发生扭曲的影像进行校正后，所得到的校正影像。由图1B来看，尽管已大幅修正影像周边扭曲的问题，但是整体而言，靠近影像周边区域的黑色圆形图案，仍然呈现形变的状况。

此外，在架设多台摄影机对物件进行拍摄时，由于物件上方的空间有限，因此这些摄影机的镜头方向，相对于物件所放置的平台，可能会呈现倾斜的拍摄角度，而非垂直朝下的拍摄物件。此倾斜的角度，也会使所拍摄的影像，发生扩张变形。请参照图2A与图2B。图2A显示当摄影机镜头以一倾斜角度拍摄平台上扑克牌时，所得到发生形变的影像。至于，图2B则显示对图2A中变形的影像进行校正后所得到的校正影像。

因为有上述可能导致影像扭曲变形的原因，使得拼接多个影像的工作，变得更加困难。需要先对影像画面进行校正，才能进行后续分析、裁剪影像重叠区域与拼接等步骤。请参照图3A至图3C。其中，图3A显示了一封装晶片的完整影像。图3B则显示了使用四台摄影机分别拍摄封装晶片不同区域所得到的四个影像。图3C则显示利用已知软件拼接的方式，对所撷取的四个影像，进行拼接后所得到的整体影像。由图3C可明显看出，拼接后所得到的封装晶片影像，有严重失真的问题。

发明内容

针对上述缺陷，本发明提供了一种拍摄并拼接出物件影像的方法，以有效的解决上述问题。

一种拍摄并拼接物件影像的方法，包含下列步骤。放置一物件于工作平台上。根据一真实空间坐标系，决定物件的真实坐标。分别拍摄物件的不同区域，以取得多个影像。分别对每一个影像设定一影像坐标系。决定每一个影像坐标系与真实空间坐标系之间的坐标对应关系。透过坐标对应关系决定多个影像彼此间的位置相对关系。根据位置相对关系，拼接组合多个影像。

在一较佳实施例中，本发明并提供了一种拍摄并拼接出物件影像的方法，包含下列步骤。放置一校正板于工作平台上，其中校正板上表面具有多个圆形图案，且每一个圆形图案皆包括一辨识图案，用以显示圆形图案其圆心在校正板上表面的真实坐标。分别拍摄校正板上表面的不同区域，以取得多个校正板影像，其中所述不同区域彼此间有所重叠。根据每一个校正板影像中所述多个圆形图案所具有的辨识图案，决定多个校正板影像彼此间的相对关系。移除校正板。放置一物件于工作平台上。分别拍摄物件以取得多个物件影像。根据多个校正板影像彼此间的相对关系，拼接多个物件影像。