一种局部识别N点位置进行整体定位的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种局部识别N点位置进行整体定位的方法和装置，属于数控定位技术领域，其中方法包括步骤：获取定位区域P1~P8上确定的相机的中心坐标、左上角坐标和右下角坐标；控制相机依次运动到目标物体的定位区域P1~P8，拍摄获取定位区域P1~P8对应的图像，利用学习模型提取目标物体的边缘E1~E8；交点整合将所述目标物体的边缘E1~E8组合构成整体E；获取所述目标物体的粗轮廓C1；获取新的轮廓C2，将轮廓C2替换粗轮廓C1；重复迭代多次，定位完成。通过在材料四周取8个定位点的方式获取材料边缘图像，获取高精度边缘信息，然后根据8个点位的高精度边缘信息计算出材料和标准矢量之间的刚性变换矩阵，从而达到高精度定位的目的。从而达到高精度定位的目的。从而达到高精度定位的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种局部识别N点位置进行整体定位的方法和装置


[0001]本专利技术涉及数控定位
，具体涉及一种局部识别N点位置进行整体定位的方法和装置。

技术介绍

[0002]针对一些大材料的高精度激光切割问题，大物体定位400mm以上尺寸、精度要求0.05mm 的大圆弧过渡的异形材料，由于相机的分辨率有限，不可能做到拍全整个材料后再定位。为了保证识别精度，相机只能获取材料局部非常小的视野范围内的图像。
[0003]在传统应用场景内，在物体上标记了mark点，mark点是电路板设计中PCB应用于自动贴片机上的位置识别点，mark点的选用直接影响到自动贴片机的贴片效率。mark点为1~5mm小圆点，通过识别四个小圆点即可进行对物体进行定位。但此方法只适用于加工完成的材料，待加工材料上没有mark点，不能对待加工材料进行定位。没有基于mark点识别四个大于等于90度角的位置，大圆弧过渡位置就定位不准。且此识别方法只有单方向有效，如拍到一条横线识别，左右位置不能确定，只能确定上下的位置。
[0004]因此，如何提供一种新型的定位方法，使其能对异形材料进行高精准定位，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]为此，本专利技术提供一种局部识别N点位置进行整体定位的方法和装置，以解决现有技术中由于异型材料上没有mark点而导致的定位不准确的问题。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：根据本专利技术的第一方面，提供了一种局部识别N点位置进行整体定位的方法，包括以下步骤：S1：目标物体放置在机台上，确定用于采集所述目标物体边缘的定位区域P1~P8，在机台坐标系下获取所述定位区域P1~P8的中心坐标即相机的中心坐标，获取所述定位区域P1~P8的左上角坐标即相机的左上角坐标，获取所述定位区域P1~P8的右下角坐标即相机的右下角坐标，并记形成的矩形区域为ROI1~ ROI8；S2：根据所述定位区域P1~P8上确定的所述相机的中心坐标、左上角坐标和右下角坐标，控制所述相机依次运动到所述目标物体的所述定位区域P1~P8，拍摄获取所述定位区域P1~P8对应的图像，利用学习模型提取所述目标物体的边缘E1~ E8，并分别求取所述目标物体的边缘Ei与直线x=Cxi或y=Cyi的交点（Oxi，Oyi）；其中，（Cxi，Cyi）为定位区域Pi的中心坐标，i为1~8的正整数；S3：采用交点整合将所述目标物体的边缘E1~ E8组合构成整体E，绘制整体E的最小旋转外接矩形，获取整体E的最小旋转外接矩形的中心坐标 （Orx，Ory），同时获取整体E的最小旋转外接矩形的水平轴与x轴的夹角θe；S4：根据整体E的最小旋转外接矩形和所述目标物体的标准矢量的最小旋转外接
矩形，对所述目标物体进行粗定位，获取所述目标物体的粗轮廓C1；S5：基于获取的所述目标物体的粗轮廓C1与矩形区域ROI1~ ROI8计算目标物体与标准矢量之间的刚性变换矩阵HomMat2D；S6：粗轮廓C1乘以刚性变换矩阵HomMat2D得到新的轮廓C2，将轮廓C2替换粗轮廓C1；S7：重复步骤S5~S6，迭代计算m次，最终获取轮廓Cm，迭代结束，定位完成。
[0007]进一步地，所述步骤S4具体包括以下步骤：S401：绘制所述目标物体的标准矢量的最小旋转外接矩形，获取所述目标物体的标准矢量的最小旋转外接矩形的中心坐标（Orstdx，Orstdy），同时获取所述目标物体的标准矢量的最小旋转外接矩形的水平轴与x轴的夹角θstd；S402：对所述目标物体的标准矢量进行旋转和平移，旋转中心坐标为（Orstdx，Orstdy），旋转角度为θe
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θstd，平移的距离为（Orx
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Orstdx，Ory
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Orstdy），旋转平移之后的结果粗轮廓记为C1。
[0008]进一步地，所述步骤S5具体包括以下步骤：S501：分别取粗轮廓C1和矩形区域ROI1~ ROI8相交部分的相交轮廓CTemp1~ CTemp8，分别求交点（Ox1，Oy1）~（Ox8，Oy8）到相交轮廓CTemp1~ CTemp8的最小距离D1~D8，并记录相交轮廓CTemp1~ CTemp8的最小距离点（Px1，Py1）~（Px8，Py8）；计算D1~D8的平均距离Davr；S502：计算点（Qxi，Qyi），使得该点在直线OP上，且离点（Oxi，Oyi）的距离为Davr；其中记线段OP的长度为|OP|，i为1~8的正整数；S503：用最小二乘法计算从点列（Pxi，Pyi）到点列（Qxi，Qyi）的刚性变换矩阵HomMat2D。
[0009]进一步地，所述步骤S1中的所述相机的中心坐标为（Cxi，Cyi），所述相机的左上角坐标为（Cxi
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W/2，Cyi+H/2），所述相机的右下角坐标为（Cxi+W/2，Cyi
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H/2）；其中，W为所述相机拍摄时对应的机器幅面的宽度，H为所述相机拍摄时对应的机器幅面的高度，i为1~8的正整数。
[0010]进一步地，所述步骤S1中的所述定位区域P1~P8分别分布在所述目标物体的上左、上右、右上、右下、下右、下左、左下和左上。
[0011]进一步地，所述步骤S2中求取交点时，如果Pi是分布在水平方向上，则求边缘Ei和直线x=Cxi的交点；如果Pi是分布在竖直方向上，则求边缘Ei和直线y=Cyi的交点。
[0012]进一步地，所述步骤S2中的所述学习模型为使用多组数据通过机器学习训练得出的，所述多组数据为待检测物体的边缘矢量。
[0013]进一步地，所述步骤S502中计算点（Qxi，Qyi）的公式为：Qxi = (Pxi*Davr
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Oxi*Davr)/|OP|+Oxi；Qyi = (Pyi*Davr
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Oyi*Davr)/|OP|+Oyi；其中，|OP|为线段OP的长度，i为1~8的正整数。
[0014]进一步地，所述步骤S503中的最小二乘法的公式为：
计算得到的刚性变换矩阵HomMat2D为：其中R为旋转矩阵，t为平移向量，i为1~8的正整数。
[0015]进一步地，所述步骤S501中如果点（Oxi，Oyi）在粗轮廓C1外面，则Di为正，否则为负；其中，i为1~8的正整数。
[0016]根据本专利技术的第二方面，提供了一种局部识别N点位置进行整体定位的装置，用于上述任一项所述的局部识别N点位置进行整体定位的方法，包括经纬坐标模块、运动控制模块、相机和图像处理模块；所述经纬坐标模块，获取在机台坐标系下的所述定位区域P1~P8的中心坐标、左上角坐标和右下角坐标；所述运动控制模块，接收所述定位区域P1~P8的中心坐标、左上角坐标和右下角坐标，控制运动轴使所述相机分别运动到定位区域P1~P8；所述相机，用于拍摄获取所述定位区域P1~P8对应的图像；所述图像处理模块，用于处理所述定位区域P1~P8对应的图像，获取所述目标物体的轮廓Cm。
[0017]根据本专利技术的第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种局部识别N点位置进行整体定位的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：目标物体放置在机台上，确定用于采集所述目标物体边缘的定位区域P1~P8，在机台坐标系下获取所述定位区域P1~P8的中心坐标即相机的中心坐标，获取所述定位区域P1~P8的左上角坐标即相机的左上角坐标，获取所述定位区域P1~P8的右下角坐标即相机的右下角坐标，并记形成的矩形区域为ROI1~ ROI8；S2：根据所述定位区域P1~P8上确定的所述相机的中心坐标、左上角坐标和右下角坐标，控制所述相机依次运动到所述目标物体的所述定位区域P1~P8，拍摄获取所述定位区域P1~P8对应的图像，利用学习模型提取所述目标物体的边缘E1~ E8，并分别求取所述目标物体的边缘Ei与直线x=Cxi或y=Cyi的交点（Oxi，Oyi）；其中，（Cxi，Cyi）为定位区域Pi的中心坐标，i为1~8的正整数；S3：采用交点整合将所述目标物体的边缘E1~ E8组合构成整体E，绘制整体E的最小旋转外接矩形，获取整体E的最小旋转外接矩形的中心坐标 （Orx，Ory），同时获取整体E的最小旋转外接矩形的水平轴与x轴的夹角θe；S4：根据整体E的最小旋转外接矩形和所述目标物体的标准矢量的最小旋转外接矩形，对所述目标物体进行粗定位，获取所述目标物体的粗轮廓C1；S5：基于获取的所述目标物体的粗轮廓C1与矩形区域ROI1~ ROI8计算目标物体与标准矢量之间的刚性变换矩阵HomMat2D；S6：粗轮廓C1乘以刚性变换矩阵HomMat2D得到新的轮廓C2，将轮廓C2替换粗轮廓C1；S7：重复步骤S5~S6，迭代计算m次，最终获取轮廓Cm，迭代结束，定位完成。2.如权利要求1所述的局部识别N点位置进行整体定位的方法，其特征在于，所述步骤S4具体包括以下步骤：S401：绘制所述目标物体的标准矢量的最小旋转外接矩形，获取所述目标物体的标准矢量的最小旋转外接矩形的中心坐标（Orstdx，Orstdy），同时获取所述目标物体的标准矢量的最小旋转外接矩形的水平轴与x轴的夹角θstd；S402：对所述目标物体的标准矢量进行旋转和平移，旋转中心坐标为（Orstdx，Orstdy），旋转角度为θe
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θstd，平移的距离为（Orx
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Orstdx，Ory
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Orstdy），旋转平移之后的结果粗轮廓记为C1。3.如权利要求1所述的局部识别N点位置进行整体定位的方法，其特征在于，所述步骤S5具体包括以下步骤：S501：分别取粗轮廓C1和矩形区域ROI1~ ROI8相交部分的相交轮廓CTemp1~ CTemp8，分别求交点（Ox1，Oy1）~（Ox8，Oy8）到相交轮廓CTemp1~ CTemp8的最小距离D1~D8，并记录相交轮廓CTemp1~ CTemp8的最小距离点（Px1，Py1）~（Px8，Py8）；计算D1~D8的平均距离Davr；S502：计算点（Qxi，Qyi），使得该点在直线OP上，且离点（Oxi，Oyi）的距离为Davr；其中记线段OP的长度为|OP|，i为1~8的正整数；S503：用最小二...

【专利技术属性】
技术研发人员：江帅，钟度根，肖成柱，
申请(专利权)人：深圳市睿达科技有限公司，
类型：发明
国别省市：