一种视觉定位激光打标系统校正方法技术方案

本发明专利技术公开了一种视觉定位激光打标系统校正方法，包括下列步骤，校正振镜，使得激光打标效果没有畸变；调节打标坐标缩放倍数和振镜偏转角度，得到以打标对象为参考且与之完全一致的影像显示；在打标对象上确定待校正打标区域，比对打标对象与影像显示的位置，确定待校正显示区域的裁剪起始点，调整待校正显示区域的位置，使得待校正打标区域与待校正显示区域的位置完全一致，从而最终实现裁剪后的待校正显示区域与待校正打标区域的集成化显示。本发明专利技术技术方案的方法，克服了现有技术中校正方式精度低，人员工作量较大的缺点，采用打标对象与影像显示集成化显示的方式，实现了打标系统与影像系统的高精度校正，可以满足目前所有行业的视觉定位打标精度要求。

A calibration method for visual positioning laser marking system

The invention discloses a visual positioning laser marking system correction method comprises the following steps of correction, mirror, the laser marking effect without distortion; adjust the marking coordinate zoom and mirror deflection angle, obtained by marking objects for reference and completely compatible with the image displayed in the marked object; determined to be corrected marking area than the marking object and image display position to determine correction display cut starting point area, adjust the display area to be corrected the position that makes the correction marking area and the display area of the position to be corrected completely consistent, so as to achieve the final after cutting to be corrected and display area the correction marking area integrated display. Methods the technical scheme of the invention overcomes the correction in the prior art has low precision and shortcoming of large workload, marking the object and image display integrated display method, realized the high precision marking correction system and image system, can meet the current visual positioning precision marking requirements of all industries.

【技术实现步骤摘要】
一种视觉定位激光打标系统校正方法
本专利技术属于激光装备技术及视觉校正领域，具体涉及一种视觉定位激光打标系统校正方法。
技术介绍
在传统激光打标系统中加入视觉技术是激光装备智能化发展的大势所趋，也是现代自动化生产的迫切需求。理想中的视觉定位打标系统，是将影像显示与打标功能集成化，并结合图像处理技术组成的，其不仅可以“看见”，并且“会思考”，能够有效解决了批量不规则打标中夹具设计制造困难导致的供料难、定位差、速度慢等问题。在实际的系统搭建过程中，由于光路与结构安装难免产生误差，以及变焦镜头变焦过程中产生的随机误差，打标对象与影像显示难以通过硬件调节实现精准匹配，以及实际误差影响因素难以控制等原因，往往出现打标位置与影像显示位置产生偏差的现象，导致视觉定位打标精度的下降。也就是实际的打标位置与影响显示中预期打标位置之间产生了误差，激光的实际打标位置与影像显示的位置不一致。典型偏差效果如图1所示，其具有包括打标对象位置、打标区域大小、以及显示图像旋转在内的多种误差。针对这种偏差，传统的校正方法主要是通过纯光学、机电系统原理的分析，如光的折射特性、反射特性、聚焦特性、振镜偏转、传动系统、模数转换等误差的分析，通过计算从而推导出一套有理论基础的校正公式，用于对标记系统的激光进行校正，以便使图形正确地加工到产品上。但实际上由于光学器件、机电器件本身误差的存在，在标记范围较大时，各种误差被组合在一起放大，导致打标系统的校正精度不能满足某些高精度需求。此外传统的校正公式是线性校正，而实际中在距离标记中心相等的距离位置，不同区域精度也不一样，有的区域精度高，有的区域精度低，因此采用线性的校正公式亦会造成偏差。除此之外，传统的校正方法还会采用人工硬件调节方式改善打标精度，其通过微调镜头与相机相对位置使打标对象与影像位置逐渐趋于对准。这种校正方法下，显示图像与打标对象之间并不是同步显示。具体来说，显示图像只显示当前图像内容，当需要根据该显示图像对打标对象进行调整的时候，需要单独针对打标对象进行操作，这种操作并不能够实时反映到显示图像上。从而导致一次操作完成后，需要再次生成显示图像以确定本次操作是否符合预期。这种校正方式精度低，人员工作量较大，难以满足一些高精度产品的测量需求。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种视觉定位激光打标系统校正方法。本专利技术技术方案的方法，针对现有技术中显示图像只显示当前图像内容，无法根据打标调整结果实时反映在显示图像上的的情况，采用对影像显示和打标对象进行大小、角度以及位置校正，可以实现影像显示与打标对象集成化，使得打标调整结果可以实时反映到影像显示上来。为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种视觉定位激光打标系统校正方法，其特征在于，包括下列步骤，S1校正振镜，对打标效果进行调节，使得激光打标效果没有畸变；S2调节打标坐标缩放倍数，调整打标对象与影像显示的大小使其一致；S3调节振镜偏转角度，调整打标对象与影像显示的角度使其一致；以此方式，可以得到以打标对象为参考且与之完全一致的影像显示；S4在打标对象上确定待校正打标区域，比对打标对象与影像显示的位置，在影像显示上确定待校正显示区域的裁剪起始点，调整待校正显示区域的位置，使得待校正打标区域与待校正显示区域的位置完全一致，从而最终实现裁剪后的待校正显示区域与待校正打标区域的集成化显示。振镜校正是进行视觉定位激光打标的重要基础，主要是为了保证打标对象无畸变，也就是打标界面上实际产生的结果和预期是一致的，举例来说就是，如果打标对象上是直线条，则影像显示也是直线，而不能是曲线。在此基础上，需要对摄像机拍摄的影像显示和打标对象之间的误差进行校正。影像显示和打标对象之间的误差主要包括大小、角度和位置。具体来说，影像显示的大小和实际的打标对象大小可能会具有一定的差异，调节打标坐标的缩放倍数，可以使得影像显示的大小与真实的打标对象的尺寸一致。由于相机拍摄的影像与真实对象之间可能存在一定的偏转，因此影像显示与打标对象之间可能会具有角度的偏差，也就是影像显示与打标对象之间存在旋转夹角，通过调节振镜偏转角度，可以调节影像显示与打标对象之间的角度误差。为了对影像显示和打标对象进行更加准确的区域校正，最终实现影像显示与打标对象之间的集成化显示，还需要实现影像显示与打标对象的位置一致，从而使得打标界面上的具体操作可以如实地反映到影像显示界面上来。也就是说，对于打标对象上确定区域进行校正时，同时划分出影像显示上对应的区域，进一步将打标对象上待校正打标区域的打标过程实时显示到对应的待校正显示区域上来，通过这种集成化显示，从而实现对于打标过程的校正。本专利技术技术方案中，采取了调整裁剪起始点的方法，针对裁剪起始点初始位置，通过比对影像显示与打标对象的相对位置，在水平和竖直方向上进行微调，每次调节后都重新比对待校正打标区域与待校正显示区域的位置，直至最后两者完全吻合，裁减出来的待校正显示区域与待校正打标区域完全一致，从而实现裁剪后的图像与打标界面的集成化显示。作为本专利技术技术方案的一个优选，步骤S4中裁剪区域起始点位置确定的具体步骤包括，S41确定裁剪区域起始点初始位置；S42根据打标对象与影像显示位置的比对结果，水平微调裁剪区域起始点位置；S43根据打标对象与影像显示位置的比对结果，竖直微调裁剪区域起始点位置；S44比对打标对象与影像显示位置，若两者位置一致，停止微调，确定起始点位置；若两者位置不一致，返回步骤S42。作为本专利技术技术方案的一个优选，步骤S4中裁剪区域起始点初始位置为其中，原始帧图像尺寸为M×N，裁剪区域起始点位置为(A,B)，裁剪区域长、宽分别为l、ω，且0＜A+l＜M、0＜B+ω＜N。作为本专利技术技术方案的一个优选，水平微调和竖直微调距离为1，即所述裁剪区域起始点位置每次水平或竖直移动1个单位长度。作为本专利技术技术方案的一个优选，裁剪区域长为l，l的取值范围优选为原始帧图像长度的0.8倍～0.9倍。作为本专利技术技术方案的一个优选，裁剪区域宽为ω，ω的取值范围优选为原始帧图像宽度的0.8倍～0.9倍。本专利技术技术方案中，裁剪起始点的位置需要经过反复的调整。选定一个点作为裁剪位置起始点的初始位置，根据打标对象与影像显示位置的比对结果，对上述初始位置进行微调。由对影像显示进行裁剪是为了有效确定待校正的对象，提高矫正效率。于经过大小和角度的调节，影像显示和打标对象之间的尺寸误差和角度误差已经消除。根据位置比对，可以确定影像显示和打标对象之间的相对位置关系，从而对裁剪位置起始点进行水平或者竖直方向上的调整，直至打标对象与影像显示位置一致。具体来说，在原始帧图像尺寸为M×N，裁剪区域起始点位置为(A,B)，裁剪区域长、宽分别为l、ω的情况下，裁剪起始点的初始位置为根据影像显示与打标对象之间的位置关系，对裁剪起始点初始位置进行水平或者竖直方向上的微调，每次微调的距离为1。例如，如果根据初始位置裁剪出来的影像显示位于打标对象的左上方，则在影像显示上向右向下移动裁剪起始点，直至影像显示与打标对象的位置一致。为了在保证视场的情况下对影像显示与打标对象之间进行尽可能准确的校正，本专利技术优选裁剪区域的长为影像显示原始帧图像长的0.8～0.9倍，优选裁剪区域的宽本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种视觉定位激光打标系统校正方法，其特征在于，包括下列步骤，S1校正振镜，对打标效果进行调节，使得激光打标效果没有畸变；S2调节打标坐标缩放倍数，调整影像显示的大小使其与打标对象一致；S3调节振镜偏转角度，调整影像显示的角度使其与打标对象一致；以此方式，可以得到以打标对象为参考且与之完全一致的影像显示；S4在打标对象上确定待校正打标区域，比对打标对象与影像显示的位置，在影像显示上确定待校正显示区域的裁剪起始点，调整待校正显示区域的位置，使得待校正打标区域与待校正显示区域的位置完全一致，从而最终实现裁剪后的待校正显示区域与待校正打标区域的集成化显示。

【技术特征摘要】
1.一种视觉定位激光打标系统校正方法，其特征在于，包括下列步骤，S1校正振镜，对打标效果进行调节，使得激光打标效果没有畸变；S2调节打标坐标缩放倍数，调整影像显示的大小使其与打标对象一致；S3调节振镜偏转角度，调整影像显示的角度使其与打标对象一致；以此方式，可以得到以打标对象为参考且与之完全一致的影像显示；S4在打标对象上确定待校正打标区域，比对打标对象与影像显示的位置，在影像显示上确定待校正显示区域的裁剪起始点，调整待校正显示区域的位置，使得待校正打标区域与待校正显示区域的位置完全一致，从而最终实现裁剪后的待校正显示区域与待校正打标区域的集成化显示。2.根据权利要求1所述的视觉定位激光打标系统校正方法，其中，所述步骤S4中裁剪区域起始点位置确定的具体步骤包括，S41确定裁剪区域起始点初始位置；S42根据打标对象与影像显示位置的比对结果，水平微调裁剪区域起始点位置；S43根据打标对象与影像显示位置的比对结果，竖直微调裁剪区域起始点位置；S44比对打标对象与影像显示位置，若两者位置一致，停止微调，确定裁剪区域起始点位置；若两者位置不一致，返回步骤S42。3.根据权利要求1或2所述的视觉定位激光打标系统校正方法，其中，所述步骤S4中裁剪区域起始点初始位置为其中，原始帧...

【专利技术属性】
技术研发人员：周杰，王晓通，
申请(专利权)人：湖北三江航天红峰控制有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42