一种固定相机校正方法技术

本发明专利技术公开了一种固定相机校正方法，涉及机器视觉定位检测领域，属于贴片机高精度校正的过程。本发明专利技术主要解决现有贴片机固定相机在机械安装时，相机位置、刻度以及旋转角度在设备坐标系中无法准确测量的问题。本发明专利技术利用标定吸嘴头确定贴片头在固定相机中的位置关系，计算推导出两个坐标系之间的转换关系；通过圆心的位置坐标来计算固定相机的刻度；通过贴片头的位置坐标和贴片头的值坐标来计算固定相机在设备坐标系中的旋转角度。通过校正固定相机的坐标、旋转角度和刻度，补偿人工安装给检测过程带来的偏差，提高贴片机对标定点检测定位时的精度，改善贴片机的贴装效果。本发明专利技术适用于机器视觉的精度校正领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种固定相机校正方法，属于机器视觉定位检测
技术背景在SMT贴片机中，固定相机固定安装在不可移动的固定框架上。在进行贴片生产过程时，首先要精确的获得固定相机的位置，刻度以及旋转角度等参数的值，以便后续可以准确找到系统的零点、基准相机的原点坐标系等相关信息。固定相机位置、刻度和旋转角度等参数的准确测量决定整个贴片机系统的坐标系能否准确构建，影响贴片式芯片在贴装生产过程中定位的准确性。现有贴片机的固定相机在手动机械安装时，无法避免人工安装带来的偏差，误差较大。
技术实现思路
为了克服现有贴片机的固定相机在手动机械安装时，无法避免人工安装带来的偏差，误差较大的技术不足，本专利技术提供了一种基于机器学习定位检测技术的固定相机的校正方法，包括：步骤一：初始化贴片机相机设置，设置固定相机校正时贴片头的移动长度A，单位为mm，1号贴片头从ANC吸嘴头槽吸取标定吸嘴头以后，移动到固定相机视野正上方，校正的目标物是标定吸嘴头；步骤二：将此刻1号贴片头在设备坐标系中的位置设为初始位置，先将1号贴片头沿着设备坐标系的x轴负方向移动A/2长度，再调用图像检测程序，得到标定吸嘴头中心在固定相机中的位置坐标，记为D1(x1,y1)；接着将1号贴片头移回初始位置，再将1号贴片头沿着设备坐标系的x轴正方向移动A/2长度，调用图像检测程序，得到标定吸嘴头中心在固定相机中的位置坐标，记为D2(x2,y2)；将1号贴片头移回初始位置，再将1号贴片头沿着设备坐标系的y轴负方向移动A/2长度，调用图像检测程序，得到标定吸嘴头中心在固定相机中的位置坐标，记为D3(x3,y3)；接着将1号贴片头移回初始位置，再将1号贴片头沿着设备坐标系的y轴正方向移动A/2长度，调用图像检测程序，得到标定吸嘴头中心在固定相机中的位置坐标，记为D4(x4,y4)，所述位置坐标的单位是mm；步骤三：将1号贴片头移回步骤二中定义的初始位置，将1号贴片头分别旋转至所述设备坐标系中的0°、90°、180°和270°位置，调用图像检测程序，根据所述的旋转4个角度，得到标定吸嘴头中心圆点在固定相机中的位置坐标，分别记为(x0,y0)、(x90,y90)、(x180,y180)和(x270,y270)，单位均为像素；并记录下此时1号贴片头在设备坐标系中的位置坐标(x设备,y设备)，单位为mm，所述1号贴片头为贴片头坐标系的原点；步骤四：将1号贴片头旋转至所述设备坐标系中的360°位置，即步骤二中定义的初始位置，重复步骤二，得到4组位置坐标D′1(x′1,y′1)、D′2(x′2,y′2)、D′3(x′3,y′3)、D′4(x′4,y′4)，单位为像素；步骤五：根据步骤二和步骤四获得的贴片头的8个移动位置坐标，计算得到4个旋转角度θ1、θ2、θ′1和θ′2，最终固定相机坐标系在设备坐标系下的旋转角度为具体过程为：步骤五一：计算1、2点和3、4点组成直线在图像坐标系中的角度：θ1=tan-1y1-y2x2-x1θ2=tan-1x3-x4y3-y4]]>步骤五二：计算1’、2’点和3’、4’点组成直线在设备坐标系中的角度：θ1′=tan-1y1′-y2′x2′-x1′θ2′=tan-1x3′-x4′y3′-y4′]]>步骤五三：θ1，θ2，θ′1，θ′2应大致相等，计算固定相机在设备坐标系中的旋转角度：步骤六：根据步骤二和步骤四中获得1号贴片头的8个移动位置坐标计算得出固定相机x和y方向上像素的宽度，即固定相机在x和y方向上刻度，分别记为w固定相机x和w固定相机y，单位是mm/pix；步骤七：在步骤三中，旋转4个角度后，标定吸嘴头中心圆点在固定相机中的位置坐标，分别记为(x0,y0)、(x90,y90)、(x180,y180)和(x270,y270)，根据这4组值计算出标定吸嘴头中心在固定相机坐标系中的平均位置坐标步骤八：将步骤三中记录的1号贴片头在设备坐标系中的位置坐标(x设备,y设备)，步骤五和步骤六以及步骤七得到的参数以及坐标值带入下面的公式：计算得到固定相机的光心在设备坐标系中的坐标(x固定相机,y固定相机)。本专利技术的技术效果是，通过校正固定相机的坐标、旋转角度和刻度，补偿人工安装给检测过程带来的偏差，提高贴片机对标定点检测定位时的精度，改善贴片机的贴装效果。附图说明：图1为本专利技术的流程图；图2为标定吸嘴头的下表面示意图；图3为固定相机坐标系与设备坐标系中的相对位置关系；图4为1号贴片头未安装标定吸嘴头时，1号飞行相机检测是否有吸嘴时拍到的图像；图5为1号贴片头安装标定吸嘴头后，1号飞行相机检测是否有吸嘴时拍到的图像；图6为标定吸嘴头移动到固定相机视野正上方，固定相机拍到的图片；图7为标定吸嘴头在设备坐标系中，相对于初始位置沿x轴负方向移动A/2长度后标定吸嘴头中心在固定相机视野中的图像；图8为标定吸嘴头在设备坐标系中，相对于初始位置沿x轴正方向移动A/2长度后标定吸嘴头中心在固定相机视野中的图像；图9为标定吸嘴头在设备坐标系中，相对于初始位置沿y轴负方向移动A/2长度后标定吸嘴头中心在固定相机视野中的图像；图10为标定吸嘴头在设备坐标系中，相对于初始位置沿y轴正方向移动A/2长度后标定吸嘴头中心在固定相机视野中的图像；图11为标定吸嘴头旋转到0°位置时在固定相机视野中的图像，也是第二部分中的初始位置；图12为标定吸嘴头旋转到90°位置时在固定相机视野中的图像；图13为标定吸嘴头旋转到180°位置时在固定相机视野中的图像；图14为标定吸嘴头旋转到270°位置时在固定相机视野中的图像；图15为标定吸嘴头在设备坐标系中，相对于初始位置沿x轴负方向移动A/2长度后标定吸嘴头中心在固定相机视野中的图像；图16为标定吸嘴头在设备坐标系中，相对于初始位置沿x轴正方向移动A/2长度后标定吸嘴头中心在固定相机视野中的图像；图17为标定吸嘴头在设备坐标系中，相对于初始位置沿y轴负方向移动A/2长度后标定吸嘴头中心在固定相机视野中的图像；图18为标定吸嘴头在设备坐标系中，相对于初始位置沿y轴正方向移动A/2长度后标定吸嘴头中心在固定相机视野中的图像；图19为固定相机校正前后坐标与旋转角度的结果对比。具体实施方式具体实施方式一：本实施方式的一种固定相机的校正方法，通过以下步骤实现：步骤一：初始化贴片机相机设置，设置固定相机校正时贴片头的移动长度A，单位为mm，1号贴片头从ANC吸嘴头槽吸取标定吸嘴头以后，移动到固定相机视野正上方，校正的目标物是标定吸嘴头；ANC表示的是吸嘴头槽。步骤二：将此刻1号贴片头在设备坐标系中的位置设为初始位置，先将1号贴片头沿着设备坐标系的x轴负方向移动A/2长度，再调用图像检测程序，得到标定吸嘴头中心在固定相机中的位置坐标，记为D1(x1,y1)；接着将1号贴片头移回初始位置，再将1号贴片头沿着设备坐标系的x轴正方向移动A/2长度，调用图像检测程序，得到标定吸嘴头中心在固定相机中的位置坐标，记为D2(x2,y2)；将1号贴片头移回初始位置，再将1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固定相机校正方法，其特征在于按以下步骤实现：步骤一：初始化贴片机相机设置，设置固定相机校正时贴片头的移动长度A，单位为mm，1号贴片头从ANC吸嘴头槽吸取标定吸嘴头以后，移动到固定相机视野正上方，所述标定吸嘴头是校正的目标物；步骤二：将此刻1号贴片头在设备坐标系中的位置设为初始位置，先将1号贴片头沿着设备坐标系的x轴负方向移动A/2长度，再调用图像检测程序，得到标定吸嘴头中心在固定相机中的位置坐标，记为D1(x1,y1)；接着将1号贴片头移回初始位置，再将1号贴片头沿着设备坐标系的x轴正方向移动A/2长度，调用图像检测程序，得到标定吸嘴头中心在固定相机中的位置坐标，记为D2(x2,y2)；将1号贴片头移回初始位置，再将1号贴片头沿着设备坐标系的y轴负方向移动A/2长度，调用图像检测程序，得到标定吸嘴头中心在固定相机中的位置坐标，记为D3(x3,y3)；接着将1号贴片头移回初始位置，再将1号贴片头沿着设备坐标系的y轴正方向移动A/2长度，调用图像检测程序，得到标定吸嘴头中心在固定相机中的位置坐标，记为D4(x4,y4)，所述位置坐标的单位是mm；步骤三：将1号贴片头移回步骤二中定义的初始位置，将1号贴片头分别旋转至所述设备坐标系中的0°、90°、180°和270°位置，调用图像检测程序，根据所述的旋转4个角度，得到标定吸嘴头中心圆点在固定相机中的位置坐标，分别记为(x0,y0)、(x90,y90)、(x180,y180)和(x270,y270)，单位均为像素；并记录下此时1号贴片头在设备坐标系中的位置坐标(x设备,y设备)，单位为mm，所述1号贴片头为贴片头坐标系的原点；步骤四：将1号贴片头旋转至所述设备坐标系中的360°位置，即步骤二中定义的初始位置，重复步骤二，得到4组位置坐标D′1(x′1,y′1)、D′2(x′2,y′2)、D′3(x′3,y′3)、D′4(x′4,y′4)，单位为像素；步骤五：根据步骤二和步骤四获得的贴片头的8个移动位置坐标，计算得到4个旋转角度θ1、θ2、θ′1和θ′2，最终固定相机坐标系在设备坐标系下的旋转角度为具体过程为：步骤五一：计算D1、D2点和D3、D4点组成直线在图像坐标系中的角度：θ1=tan-1y1-y2x2-x1θ2=tan-1x3-x4y3-y4]]>步骤五二：计算D′1、D′2点和D′3、D′4点组成直线在设备坐标系中的角度：θ1′=tan-1y1′-y2′x2′-x1′θ2′=tan-1x3′-x4′y3′-y4′]]>步骤五三：θ1，θ2，θ′1，θ′2应大致相等，计算固定相机在设备坐标系中的旋转角度：步骤六：根据步骤二和步骤四中获得1号贴片头的8个移动位置坐标计算得出固定相机x和y方向上像素的宽度，即固定相机在x和y方向上刻度，分别记为w固定相机x和w固定相机y，单位是mm/pix；步骤七：在步骤三中，旋转4个角度后，标定吸嘴头中心圆点在固定相机中的位置坐标，分别记为(x0,y0)、(x90,y90)、(x180,y180)和(x270,y270)，根据这4组值计算出标定吸嘴头中心在固定相机坐标系中的平均位置坐标步骤八：将步骤三中记录的1号贴片头在设备坐标系中的位置坐标(x设备,y设备)，步骤五和步骤六以及步骤七得到的参数以及坐标值带入下面的公式：计算得到固定相机的光心在设备坐标系中的坐标(x固定相机,y固定相机)。...

【技术特征摘要】
1.一种固定相机校正方法，其特征在于按以下步骤实现：步骤一：初始化贴片机相机设置，设置固定相机校正时贴片头的移动长度A，单位为mm，1号贴片头从ANC吸嘴头槽吸取标定吸嘴头以后，移动到固定相机视野正上方，所述标定吸嘴头是校正的目标物；步骤二：将此刻1号贴片头在设备坐标系中的位置设为初始位置，先将1号贴片头沿着设备坐标系的x轴负方向移动A/2长度，再调用图像检测程序，得到标定吸嘴头中心在固定相机中的位置坐标，记为D1(x1,y1)；接着将1号贴片头移回初始位置，再将1号贴片头沿着设备坐标系的x轴正方向移动A/2长度，调用图像检测程序，得到标定吸嘴头中心在固定相机中的位置坐标，记为D2(x2,y2)；将1号贴片头移回初始位置，再将1号贴片头沿着设备坐标系的y轴负方向移动A/2长度，调用图像检测程序，得到标定吸嘴头中心在固定相机中的位置坐标，记为D3(x3,y3)；接着将1号贴片头移回初始位置，再将1号贴片头沿着设备坐标系的y轴正方向移动A/2长度，调用图像检测程序，得到标定吸嘴头中心在固定相机中的位置坐标，记为D4(x4,y4)，所述位置坐标的单位是mm；步骤三：将1号贴片头移回步骤二中定义的初始位置，将1号贴片头分别旋转至所述设备坐标系中的0°、90°、180°和270°位置，调用图像检测程序，根据所述的旋转4个角度，得到标定吸嘴头中心圆点在固定相机中的位置坐标，分别记为(x0,y0)、(x90,y90)、(x180,y180)和(x270,y270)，单位均为像素；并记录下此时1号贴片头在设备坐标系中的位置坐标(x设备,y设备)，单位为mm，所述1号贴片头为贴片头坐标系的原点；步骤四：将1号贴片头旋转至所述设备坐标系中的360°位置，即步骤二中定义的初始位置，重复步骤二，得到4组位置坐标D′1(x′1,y′1)、D′2(x′2,y′2)、D′3(x′3,y′3)、D′4(x′4,y′4)，单位为像素；步骤五：根据步骤二和步骤四获得的贴片头的8个移动位置坐标，计算得到4个旋转角度θ1、θ2、θ′1和θ′2，最终固定相机坐标系在设备坐标系下的旋转角度为具体过程为：步骤五一：计算D1、D2点和D3、D4点组成直线在图像坐标系中的角度：θ1=tan-1y1-y2x2-x1θ2=tan-1x3-x4y3-y4]]>步骤五二：计算D′1、D′2点和D′3、D′4点组成直线在设备坐标系中的角度：θ1′=tan-1y1′-y2′x2′-x1′θ2′=tan-1x3′-x4′y3′-y4′]]>步骤五三：θ1，θ2，θ′1，θ′2应大致相等，计算固定相机在设备坐标系中的旋转角度：步骤六：根据步骤二和步骤四中获得1号贴片头的8个移动位置坐标计算得出固定相机x和y方向上像素的宽度，即固定相机在x和y方向上刻度，分别记为w固定相机x和w固定相机y，单位是mm/pix；步骤七：在步骤三中，旋转4个角度后，标定吸嘴头中心圆点在固定相机中的位置坐标，分别记为(x0,y0)、(x90,y90)、(x180,y180)和(x270,y270)，根据这4组值计算出标定吸嘴头中心在固定相机坐标系中的平均位置坐标步骤八：将步骤三中记录的1号贴片头在设备坐标系中的位置坐标(x设备,y设备)，步骤五和步骤六以及步骤七得到的参数以及坐标值带入下面的公式：计算得到固定相机的光心在设备坐标系中的坐标(x固定相机,y固定相机)。2.根据权利要求1所述的固定相机校正方法，其特征在于步骤一具体为：步骤一一：点击用于贴片固定相机的功能按钮，根据图像界面的提示读取固定相机的移动长度A；步骤一二：根据图形界面的提示放置所有吸嘴；步骤一三：控制硬件从吸嘴头放置处中获取标定吸嘴头，根据贴片机的图形界面提示将1号贴片头移动到固定相机中心视野位置正上方；步骤一四：控制1号贴片头移动到固定相机中心位置上方。3.根据权利要求1所述的固定相机校正方法，其特征在于步骤二具体为：步骤二一：将1号贴片头沿x轴移动-A/2，设此时1号贴片头相对固定...

【专利技术属性】
技术研发人员：高会军，许超，刘鑫，杨宪强，孙昊，白立飞，张智浩，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23