[发明专利]一种飞行光路中同轴视觉偏差的数值矫正方法

说明书

本发明公开了一种飞行光路中同轴视觉偏差的数值矫正方法，具体涉及激光应用和机器视觉领域，具体矫正步骤如下：S1、将运动滑台在运动驱动和滑轨组件上的位置坐标设为x，在x轴上选取n个点；S2、将运动滑台驱动至第i个点位置x_i，在激光工作面上放置激光敏感材料，发射激光在激光敏感材料上打出可见光斑，用相机拍摄光斑，用图像处理软件捕捉光斑影像的中心，记录光斑影像中心相对于相机图像传感器中心的偏移量S3、对于运动驱动和滑轨组件上的任意一点x，用相邻两个测量点的偏移量做插值计算，其结果作为该点处的偏移量本发明便于确定不同位置处的视觉偏移量补偿函数，有效提高同轴视觉系统的精度。

技术领域

本发明涉及激光应用和机器视觉领域，更具体地说，本发明涉及一种飞行光路中同轴视觉偏差的数值矫正方法。

背景技术

采用机器视觉技术对工件进行定位，在激光加工领域中已经得到广泛应用，而同轴视觉可免除工件频繁往返于相机定位工位和激光加工工位，同时对运动机构的精度也没有要求，更加受到青睐。

在同轴视觉系统，由于激光器合光镜和相机固定于同一个平台上，激光加工表面上，激光光斑中心点与相机物镜光轴之间的相对位置也是固定的，其偏差量可经试验测量后补偿到视觉定位软件中(是垂直于相机光轴的工作面上的二维向量)，同样的同轴视觉系统也可以应用到飞行光路中，在典型的飞行光路中，由相机、相机物镜及合光镜组成的同轴视觉系统固定在滑台上，可沿滑轨往复运动，通过调整激光束的45°反射镜和合光镜的位置和角度，使经过该反射镜反射后的激光束平行于滑轨，再经合光镜反射后与相机物镜的光轴重合，由于经过反射镜反射后的激光束无法保证绝对平行于运动机构的滑轨，并且滑轨也无法保证是绝对平直的(直线度品级)，滑台在滑轨上的不同位置处位置偏移量也不同，从而限制了同轴视觉系统的精度。

因此需要发明一种飞行光路中同轴视觉偏差的数值矫正方法用来确定滑台在滑轨上不同位置处的视觉偏移量补偿函数其中x是滑台在滑轨上的位置坐标。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种飞行光路中同轴视觉偏差的数值矫正方法，通过在激光工作面上放置激光敏感材料，发射激光在激光敏感材料上打出可见光斑，用相机拍摄光斑，用图像处理软件捕捉光斑影像的中心，记录光斑影像中心相对于相机图像传感器中心的偏移量，从而获得所有选取点位上的偏移量，同时对于运动驱动和滑轨组件上的任意一点，用相邻两个测量点的偏移量做插值计算，其结果作为该点处的偏移量，从而便于确定滑台在滑轨上不同位置处的视觉偏移量补偿函数，进而有效提高同轴视觉系统的精度。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种飞行光路中同轴视觉偏差的数值矫正方法，具体矫正步骤如下：

S1、将运动滑台在运动驱动和滑轨组件上的位置坐标设为x，在x轴上选取n个点x₁,x₂…,x_n，优选等间距分布；

S2、将运动滑台驱动至第i个点位置x_i，其中i＝1,2……,n，在激光工作面上放置激光敏感材料，发射激光在激光敏感材料上打出可见光斑，用相机拍摄光斑，用图像处理软件捕捉光斑影像的中心，记录光斑影像中心相对于相机图像传感器中心的偏移量这样就获得了所有n个选取点位上的偏移量

S3、对于运动驱动和滑轨组件上的任意一点x，用相邻两个测量点的偏移量做插值计算，其结果作为该点处的偏移量具体计算方法和过程如下：

a、通过数值比对确定两个相邻点位x_i和x_i+1，满足x_ixx_i+1；

b、利用线性插值计算x点的偏移量：