[发明专利]三维工作台重复定位误差的校正方法

权利要求书

1.一种三维工作台重复定位误差的校正方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，建立三维直角坐标系XYZ，该三维直角坐标系的原点为三维工作台的表面中心，X轴和Y轴所在XY平面为所述三维工作台的表面，z轴与所述三维工作台表面垂直；

S2，在z轴方向安装图像采集系统，并改变图像采集系统到所述三维工作台的距离，使所述图像采集系统所采集到的XY平面图像的清晰度满足要求，然后，保持所述三维工作台在z轴方向位置不动，并且，保持图像采集系统的安装位置和拍摄角度均不变；

S3，控制主机向运动控制系统发送移动至目标位置点(x，y)的控制指令，在所述运动控制系统带动下，所述三维工作台在XY平面水平移动至P1点；所述图像采集系统采集P1点的图像P1，并将采集到的图像P1发送到所述控制主机；

S4，当需要进行重复定位操作时，控制主机向运动控制系统再次发送移动至目标位置点(x，y)的控制指令，在所述运动控制系统带动下，所述三维工作台在XY平面水平移动至P2点；所述图像采集系统采集P2点的图像P2，并将采集到的图像P2发送到所述控制主机；

S5，所述控制主机采用快速图像匹配方法计算图像P1和图像P2的像素位置偏移(Δa，Δb)，根据图像大小转换成位置偏移(Δx，Δy)；根据位置偏移得到位置补偿指令，进而进行位置补偿，完成重复定位误差的校正。

2.根据权利要求1所述的三维工作台重复定位误差的校正方法，其特征在于，S5中，所述控制主机采用快速图像匹配方法计算图像P1和图像P2的像素位置偏移(Δa，Δb)具体为：

S51，对图像P1进行分析，提取若干个尺度空间特征点；然后，采用局部二进制模式描述各个所述尺度空间特征点，生成由若干个特征向量组成的特征向量集合F；

采用同样的方法，对图像P2进行分析，提取若干个尺度空间特征点；然后，采用局部二进制模式描述各个所述尺度空间特征点，生成由若干个特征向量组成的特征向量集合E；

S52，对所述特征向量集合F中的各个特征向量进行PCA降维，得到由若干个降维后的特征向量组成的集合Fa；

对所述特征向量集合E中的各个特征向量进行PCA降维，得到由若干个降维后的特征向量组成的集合Ea；

S53，采用欧式距离法对集合Fa和集合Ea中的各个特征向量进行特征向量匹配，获得m对匹配的特征向量Fai和特征向量Eai；其中，特征向量Fai属于集合Fa中的元素，特征向量Eai属于集合Ea中的元素；m≥1；

S54，计算每一对特征向量Fai和特征向量Eai的位置偏移坐标(Δai，Δbi)，由此得到m个位置偏移坐标；

S55，求m个位置偏移坐标的位置偏移平均坐标，该位置偏移平均坐标即为图像P1和图像P2的像素位置偏移(Δa，Δb)。

3.根据权利要求2所述的三维工作台重复定位误差的校正方法，其特征在于，S51中，对图像P1进行分析，提取若干个尺度空间特征点具体包括以下步骤：

S511，建立图像P1的多个不同尺度的高斯尺度空间；

S512，对于每一个尺度，均使用对应的高斯尺度空间函数检测所述图像P1在该尺度空间的局部极值点；

S513，将在各个尺度下均存在的局部极值点作为所述尺度空间特征点，然后获取该尺度空间特征点的方向，该尺度空间特征点的方向用于获取该尺度空间特征点所对应的特征向量。

4.根据权利要求3所述的三维工作台重复定位误差的校正方法，其特征在于，S512中，所述局部极值点为：若图像P1中某个采样点的值高于该采样点所在局部区域的所有采样点的值，则将该采样点作为图像P1的局部极值点。