[发明专利]一种机器视觉校准系统及其校准方法

说明书

本发明公开了一种机器视觉校准系统，包括固定在基板上的X坐标轴和Y坐标轴，在X坐标轴和Y坐标轴的原点上垂直于基板固定有Z坐标轴；校准参考模型，放置在基板上，与基板上的三个坐标轴形成校准参考图像摄像头，用于获取校准参考图像；校准计算模块，与摄像头通讯连接，用于根据校准参考图像进行系统校准。本发明能够改进现有技术的不足，实现机器视觉系统的在线校准，降低校准成本。

技术领域

本发明涉及机器视觉技术领域，尤其是一种机器视觉校准系统及其校准方法。

背景技术

机器视觉是一种利用成像设备进行成像后对图像进行智能化分析处理的技术，被广泛应用于机器人定位、智能识别、在线监测等众多领域。机器视觉处理结果的准确性的前提是机器视觉系统对采集图像相对位置的精确限定，所以机器视觉系统需要通过校准保证采集图像相对位置的不变。现有的校准方式是通过专用的校准参照物(例如带有若干简单图案的校准卡)，对机器视觉系统进行离线的校准，校准完毕后再将机器视觉系统上线使用。由于机器视觉系统需要进行周期性的校准，这就导致每次校准都需要停线，或者使用备用系统进行代替，这就导致机器视觉系统的校准成本较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种机器视觉校准系统及其校准方法，能够解决现有技术的不足，实现机器视觉系统的在线校准，降低校准成本。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

一种机器视觉校准系统，包括，

固定在基板上的X坐标轴和Y坐标轴，在X坐标轴和Y坐标轴的原点上垂直于基板固定有Z坐标轴；

校准参考模型，放置在基板上，与基板上的三个坐标轴形成校准参考图像

摄像头，用于获取校准参考图像；

校准计算模块，与摄像头通讯连接，用于根据校准参考图像进行系统校准。

一种上述的机器视觉校准系统的校准方法，包括以下步骤：

A、将校准参考模型放置在基板上，通过摄像头获取校准参考图像；

B、校准计算模块根据摄像头的拍摄角度，计算出基板上三坐标轴的理论相对位置，然后将三坐标轴的理论相对位置于校准参考图像中三坐标轴的实际相对位置进行比对，标记出偏差区域和偏差大小；

C、以X轴的理论相对位置为基准，对校准参考图像进行平移和/或旋转，使校准参考图像中的X轴与X轴的理论相对位置相互重合；

D、重复步骤A和B，然后以Y轴的理论相对位置为基准，对校准参考图像进行平移和/或旋转，使校准参考图像中的Y轴与Y轴的理论相对位置相互重合；

E、重复步骤A和B，然后以Z轴的理论相对位置为基准，对校准参考图像进行平移和/或旋转，使校准参考图像中的Z轴与Z轴的理论相对位置相互重合；

F、根据步骤C-E中三个经过平移和/或旋转处理后的校准参考图像中非基准轴与校准参考图像中对应的理论位置的偏差值计算校准参考图像的校准矩阵；

G、使用校准矩阵对接下来拍摄的图像进行校准。

作为优选，步骤F中，计算校准参考图像的校准矩阵包括以下步骤，

F1、建立每个图像中两个非基准轴与对应坐标轴理论位置的变换矩阵，以及同一图像中两个变换矩阵的同步矩阵；

F2、对每个图像依次按照图像所属变换矩阵进行变换，对于同步矩阵包含的变换过程，只进行一次变换，且变换前后同步矩阵不变；