[发明专利]一种基于图像识别的运动平台定位方法

权利要求书

1.一种基于图像识别的运动平台定位方法，其特征在于，包括如下步骤：

在工艺芯片上设置阵列排布的单元图案，具有放大倍率的成像系统的一个视场内仅可呈现一个完整的所述单元图案；

将所述工艺芯片固定在运动平台上，再通过成像系统拍摄所述工艺芯片得到第一图像；将所述第一图像与基准图像对比计算得到第一偏转角度，驱动所述运动平台旋转所述第一偏转角度，所述基准图像为放大后的单元图案；

通过成像系统拍摄工艺芯片得到第二图像；将所述第二图像与基准图像对比计算得到第一偏移量，驱动所述运动平台平移所述第一偏移量，完成定位。

2.如权利要求1所述的基于图像识别的运动平台定位方法，其特征在于，所述单元图案为方形图像，所述单元图案包括九个子图案，所述九个子图案以九宫格的方式排布，所述单元图案中位于四角的四个子图案为非矩形且相互不同的图案，其他五个图案为相同的矩形图案。

3.如权利要求2所述的基于图像识别的运动平台定位方法，其特征在于，四个非矩形子图案分别为圆形、正三角形、菱形和正六边形。

4.如权利要求2所述的基于图像识别的运动平台定位方法，其特征在于，所述第一图像与基准图像对比计算过程中，从第一图像中提取一个完整的第一子图案，并从所述基准图像中提取与第一子图案对应的第一基准子图案，再将所述第一子图案的中心与第一基准子图案的中心重合放置，所述第一子图案沿着中心旋转与第一基准子图案对比得到所述第一偏转角度。

5.如权利要求4所述的基于图像识别的运动平台定位方法，其特征在于，在旋转对比过程中，对所述第一基准子图案的一边进行开窗识别，再计算出所述第一子图案在旋转过程中，所述开窗内具有第一子图案最多像素时的偏转角度为所述第一偏转角度。

6.如权利要求5所述的基于图像识别的运动平台定位方法，其特征在于，所述开窗为覆盖在所述第一基准子图案上的一个长条矩形框。

7.如权利要求5所述的基于图像识别的运动平台定位方法，其特征在于，在所述第二图像与基准图像对比计算过程中，从第二图像中提取一个完整的第二子图案，并从所述基准图像中提取与所述第二子图案对应的第二基准子图案，根据下式计算所述第一偏移量：

上式中，(Δx，Δy)为所述第一偏移量，(x₀，y₀)为所述第二基准子图案的中心坐标，(x，y)为所述第二子图案的中心坐标，ρ为成像系统的放大倍数。

8.如权利要求6所述的基于图像识别的运动平台定位方法，其特征在于，在所述第二图像与基准图像对比计算过程中，若第二图像中只有一个完整非矩形的子图案，则将所述完整非矩形的子图案设为所述第二子图案；若第二图像中具有多个完整非矩形的子图像，则计算各完整非矩形的子图像的中心与对应的基准子图案的中心之间的距离，将与对应的基准子图案中心之间距离最短的子图像设为所述第二子图案。

9.如权利要求7所述的基于图像识别的运动平台定位方法，其特征在于，所述第一图像和第二图像分别与基准图像对比过程中，先提取基准图像中所有基准子图案的轮廓信息，再提取第一图像或第二图像中完整的子图案的轮廓信息，通过对比子图案的轮廓信息与基准子图案的轮廓信息得出第一图像或第二图像中子图案对应的基准子图案，并通过轮廓信息计算出第一图像或第二图像中子图案的中心位置及基准子图案的中心位置。

10.如权利要求1至9中任一项所述的基于图像识别的运动平台定位方法，其特征在于，所述运动平台平移第一偏移量后，还包括补偿定位步骤，所述补偿定位步骤包括：

通过成像系统拍摄工艺芯片得到第三图像；

从第三图像中提取所有完整的第三子图案，从基准图像中提取与所有完整的第三子图案对应的第三基准子图案，并提取所有完整的第三子图案中心的坐标与第三基准子图案中心的坐标，再根据下式计算出第二偏转角度和第二偏移量；

上两式中，(x′_i，y′_i)为第三图像中第i个完整的第三子图案的中心坐标，(x_i，y_i)为第i基准图像中所对应第三基准子图案的中心坐标。[T_x，T_y]为第三图像相对于基准图像的平移偏移量，θ为第三图像与基准图像之间的旋转角度，ρ为成像系统的放大倍率，θ为第二偏转角度，(Δx，Δy)为第二偏移量；

驱动所述运动平台平移所述第二偏移量和旋转所述第二偏转角度，完成补偿定位。