一种基于机器视觉的视觉伺服对准系统技术方案

本发明专利技术提出一种基于机器视觉的视觉伺服对准系统，包括：图像采集模块，用于采集物体和基底的图像；主控计算机，对实时采集到的物体图像和基底图像进行相关的图像处理，计算出物体和基底对准物的位置信息，从而得到物体和基底的相对位置偏差；嵌入式平台，接收所述主控计算机根据计算结果所产生的驱动控制信号；三自由度移动平台，接收所述嵌入式平台的驱动控制信号，驱动电机及支架机构运动。本发明专利技术提出的基于机器视觉的视觉伺服对准系统，可靠性高，成本低，易于实现，本发明专利技术设计了一套自动对准系统，使其成为研究的通用平台，适用于多种目标物的对准。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机器视觉和图像处理领域，且特别涉及一种基于机器视觉的视觉伺服对准系统。
技术介绍
机器视觉系统就是利用机器代替人眼来做各种测量和判断。它是计算机学科的一个重要分支，它综合了光学、机械、电子、计算机软硬件等方面的技术，涉及到计算机、图像处理、模式识别、人工智能、信号处理、光机电一体化等多个领域。图像处理和模式识别等技术的快速发展，极大地推动了机器视觉行业应用的发展。机器视觉系统又称工业视觉系统，其原理是:将产品或区域进行成像，然后根据其图像信息用专用的图像处理软件进行处理，根据处理结果软件能自动判断产品的位置、尺寸、外观信息，并根据人为预先设定的标准进行合格与否的判断，输出其判断信息给执行机构。设备视觉检查系统能够轻松地提供对准系统，该系统具备的位置反馈可以确保这些部件以正确的方式组装在一起。随着现代工业自动化的发展，机器视觉在检测、识别及控制方面得到了广泛应用。然而目前机器视觉的发展在很多领域还没有完全标准化，尤其在精密对准系统中，还没有形成通用的规范。现有的对准系统仍有相当大的一部分使用的是手动对准，这样不仅耗时耗力，效率和良品率还不是很高，部分自动对准系统掌握在国外大公司手中，价格高昂，操作复杂，不适应我国现有情况。国内提供高性价比的自动对准系统方案还严重匮乏。
技术实现思路
本专利技术提出一种基于机器视觉的视觉伺服对准系统，可靠性高，成本低，易于实现，本专利技术设计了一套自动对准系统，使其成为研究的通用平台，适用于多种目标物的对准。为了达到上述目的，本专利技术提出一种基于机器视觉的视觉伺服对准系统，包括:图像采集模块，用于采集物体和基底的图像；主控计算机，对实时采集到的物体图像和基底图像进行相关的图像处理，计算出物体和基底对准物的位置信息，从而得到物体和基底的相对位置偏差；嵌入式平台，接收所述主控计算机根据计算结果所产生的驱动控制信号；三自由度移动平台，接收所述嵌入式平台的驱动控制信号，驱动电机及支架机构运动。进一步的，所述图像采集模块包括光源、光学镜头、相机和图像采集卡。进一步的，所述图像采集模块用于进行图像滤波、边缘检测、角点检测、特征提取、系统标定、尺寸测量、定位、跟踪相关操作。进一步的，所述相机采用(XD摄像机。进一步的，所述主控计算机为PC工作站。 进一步的，所述主控计算机采用Visual stud1和OpenCV开发工具对图形处理进行编程工作。进一步的，所述嵌入式平台使用RS-232串口实现与主控计算机的异步通信。本专利技术提出一种基于机器视觉的视觉伺服对准系统，采用CCD摄像机通过光学系统分别采集物体和基底的图像，并分别对实时采集到的存放在计算机缓冲区的物体图像和基底图像进行相关的图像处理，计算出物体和基底对准物的位置信息，从而得到物体和基底的相对位置偏差。计算机根据图像处理结果对运动控制系统进行操作，驱动工作台沿X、y、z方向移动，使两个物体在图像中的位置重合，最终实现自动对准。本专利技术的意义在于可靠性高，成本低，易于实现。【附图说明】图1所示为本专利技术较佳实施例的视觉伺服对准系统结构示意图。图2所示为本专利技术较佳实施例的OpenCV模块结构示意图。图3所示为本专利技术较佳实施例的嵌入式平台结构示意图。图4所示为本专利技术较佳实施例的三自由度移动平台运动方向示意图。【具体实施方式】以下结合附图给出本专利技术的【具体实施方式】，但本专利技术不限于以下的实施方式。根据下面说明和权利要求书，本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用于方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。请参考图1，图1所示为本专利技术较佳实施例的视觉伺服对准系统结构示意图。本专利技术提出一种基于机器视觉的视觉伺服对准系统，包括:图像采集模块，用于采集物体和基底的图像;主控计算机，对实时采集到的物体图像和基底图像进行相关的图像处理，计算出物体和基底对准物的位置信息，从而得到物体和基底的相对位置偏差;嵌入式平台，接收所述主控计算机根据计算结果所产生的驱动控制信号;三自由度移动平台，接收所述嵌入式平台的驱动控制信号，驱动电机及支架机构运动。根据本专利技术较佳实施例，本专利技术包括4大模块:图像采集模块、主控计算机、ARM嵌入式平台、三自由度移动平台。图像采集模块主要负责图像采集工作，作为整个系统的输入，图像质量的好坏直接决定了后续处理的精度和可靠性，从控制的角度，也可将其视为视觉系统的反馈通道;主控计算机是系统的核心，负责接收图像信息、图像处理分析、尺寸测量、计算控制量等任务，这部分工作大多是由主控计算机上的软件来完成;ARM嵌入式平台主要负责接收运动控制量，发出运动控制指令及接收移动平台各种状态信息;三自由度移动平台是系统的执行机构，包括各种运动电机及支架机构。本专利技术的图像采集模块主要是设置相机参数，控制相机，获取图像。图像采集子系统一般由光源、光学镜头、相机和图像采集卡等构成，在此基础上，配以必要的软件，完成图像米集功能。照明光源作为机器视觉系统输入的重要部件，它的好坏直接影响输入数据的质量和应用效果。由于没有通用的机器视觉照明设备，所以针对每个特定的应用实例，要选择相应的视觉光源，以达到最佳效果。常见的光源有:LED环形光源、低角度光源、背光源、条形光源、同轴光源、冷光源、点光源、线型光源和平行光源等。镜头在机器视觉系统中主要负责光束调制，并完成信号传递。镜头类型包括:标准、远心、广角、近摄和远摄等，选择依据一般是根据相机接口、拍摄物距、拍摄范围、CCD尺寸、畸变允许范围、放大率、焦距和光圈等。相机在机器视觉系统中最本质功能就是将光信号转变为电信号，与普通相机相比，它具有更高的传输力、抗干扰力以及稳定的成像能力。按照不同标准可有多种分类:按输出信号方式，可分为模拟工业相机和数字工业相机;按芯片类型不同，可分CCD工业相机和CMOS工业相机，这种分类方式最为常见。图当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于机器视觉的视觉伺服对准系统，其特征在于，包括：图像采集模块，用于采集物体和基底的图像；主控计算机，对实时采集到的物体图像和基底图像进行相关的图像处理，计算出物体和基底对准物的位置信息，从而得到物体和基底的相对位置偏差；嵌入式平台，接收所述主控计算机根据计算结果所产生的驱动控制信号；三自由度移动平台，接收所述嵌入式平台的驱动控制信号，驱动电机及支架机构运动。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵德明，胥飞，张元熙，
申请(专利权)人：上海电机学院，
类型：发明
国别省市：上海;31