[发明专利]一种贴装机取料旋转轴的旋转中心定位方法

摘要

本发明公开了一种贴装机取料旋转轴的旋转中心定位方法，基于CCD机器视觉亚像素级别的识别测量技术，在360°范围内等分角度进行旋转轴旋转，并在每个固定角度采集CCD图像传感器的图像，通过亚像素级别的定位算法识别标准工件，获取该工件在成像平面的精确位置。基于多组精确位置信息，采用最小二乘法拟合平面圆，获得平面圆的高精度位置坐标。本发明方法采用霍夫圆检测算法进行工件定位，不仅图像识别算法简单实用，而且识别算法可以达到亚像素级，鲁棒性好，识别效率高、机床控制便捷。本发明能顺利解决贴装机取料旋转轴及吸嘴的装配误差，为确定取料旋转轴的旋转中心提供了一种高精度的定位方法。

主权项

一种贴装机取料旋转轴的旋转中心定位方法，所述取料旋转轴上安装有吸嘴，用于吸附标准工件；其特征在于：该方法需要配置有CCD图像传感器，所述CCD图像传感器安装在贴装机上，并与贴装机的控制系统连接，用于获取标准工件的位置图像信号，该方法过程如下：首先，取料旋转轴通过吸嘴吸取标准工件，并移动到CCD图像传感器的拍照位置，在视场范围内进行移动，同时进行工件识别，记录贴装机坐标及工件识别的图像坐标；根据上述贴装机坐标及工件识别坐标，根据相似变换及最小二乘法，对该CCD图像传感器进行标定，获得CCD图像传感器与贴装机坐标之间的相似变换矩阵，相似变换矩阵如下：xmachineymachine1=K11K120K21K220001ximageyimage1]]>其中，xmachine、ymachine表示贴装机的坐标，ximage、yimage表示图像坐标，K11、K12、K21、K22、表示变换矩阵对应位置的参数；要求取公式上述相似变换矩阵，引入线性方程组Y＝XK的最小二乘解进行求解相似变换矩阵，相似变换矩阵的解：K＝(XTX)‑1XTY根据线性方程Y＝XK最小二乘算法，计算出相似变换矩阵的最小二乘解K＝(XTX)‑1XTY，其中，Y＝[xmachine ymachine 1]n×3，n>3，其中n取的值越多，相似变换矩阵的值越精确；计算出贴装机与CCD图像传感器之间的相似变换矩阵，能够知道贴装机的运动会引起多少像素的变化，从而能够获取被识别的工件相对于CCD图像传感器位于贴装机的坐标；回到拍照位置，开始进行取料旋转轴的动作，对取料旋转轴作等分角度的运动，即能够被360整除的角度运动，并识别在各自角度的工件位置；进行多次等分角度的转动，直至旋转一圈，即360°旋转，记录多组数值，将这些数值运用最小二乘拟合圆公式进行计算，所得拟合圆的中点就是旋转中心的坐标点，再通过上述获得的相似变换矩阵，就能够知道旋转中心位于CCD图像传感器像素中心点的贴装机坐标，这便是需要求得的旋转中心位置；其中，对于标准工件的识别，采用霍夫圆检测算法进行工件定位，具体如下：首先，对采集图像进行预处理，采用高斯滤波算子，滤除图像上的高斯噪声，然后使用Canny边缘检测算法，获取边界轮廓点，同霍夫变换直线检测一样，将圆形的一般性方程转换一种坐标形式表示，要求在设定半径范围内，由于原图像中的边缘点都在同一个圆形上，通过坐标变换，原图像上的这些边缘点都会相交于一个点即圆心坐标点；为了加快识别圆的效率，这里引入图像金字塔进行初步圆定位，得到初步位置后，再通过最小二乘拟合圆公式，将这些边缘点重新进行圆的拟合，所得结果即为识别结果，而圆的中心即为取料旋转轴的旋转中心，这种定位结果能够达到亚像素级的定位精度。