一种直插元件自动装配系统中的相机标定方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种直插元件自动装配系统中的相机标定方法及系统，具体涉及相机标定技术领域。所述方法包括：根据标定模板图像中所有设定特征点在世界坐标系中的坐标和所有设定特征点在图像坐标系中的坐标，得到直插元件自动装配系统中的相机的内部参数和外部参数；根据内部参数计算相机的畸变参数；根据畸变参数和外部参数，计算实际成像与理论成像的误差根据实际成像与理论成像的误差确定最终标定的内部参数和外部参数。本发明专利技术适用于多引脚电子元器件的精准插装自动校正工作，可大幅度提高生产效率和产品质量，彻底代替繁琐、低效的人工操作。工操作。工操作。

【技术实现步骤摘要】
一种直插元件自动装配系统中的相机标定方法及系统


[0001]本专利技术涉及相机标定
，特别是涉及一种直插元件自动装配系统中的相机标定方法及系统。

技术介绍

[0002]随着现代工业生产技术的发展，信息化和智能化技术不断的被融入到工业生产中。在一些传统的工业生产领域中，特别在一些精密机械加工、设备自动化装配领域，以及一些特定的或极端恶劣的生产环境中，对于生产技术发展和改革的需求都被提出。机器人技术正式在这种应用需求中被提出，主要用于替代人工实现一些繁重的作业，或者在一些不合适人工从业的环境中代替人工实现特定操作。
[0003]早期的机械人控制系统主要结合运动学、动力学和控制学等学科，实现对机器人的一些基本运动控制操作，通过人为的操作或人工编程来实现对机器人的运动控制，其应用场合主要是用来替代一些高重复而繁重的人工作业。随着现代科学技术的发展，特别是传感技术的发展，机器人被添加各种传感器，可以实现对温度、光照、热度等外部信息的探测和感知，这使得机器人对环境具备一定的探测能力，可根据探测的外部信息做出一些特定的操作。
[0004]在工业生产应用的工业机器人，主要通过人工编程的方式来完成对其运动轨迹的规划以实现高精度的控制，这类机器人被称为固定编程式机器人。这类机器人在实际生产作业中的运动轨迹完全被预先设定，对于环境的变化极其敏感，如果在实际的工业作业中周边环境有变化则会造成机器人的运动控制失效，其生产柔性较差。随着图像处理技术和机器视觉技术的发展，可以为机器人添加视觉功能来协助完成机器人的运动轨迹规划，实现机器人运动的实时自动控制而无需人工操作或预先轨迹编程等操作。机器视觉技术给机器人带来极大的灵活性，可以极大的提高机器人的智能化和生产效率。
[0005]机器视觉技术的发展，极大的推动了机器人技术在工业生产领域的推广和应用。在目前的装配制造业中，特别是直插元件的装配作业，传统的人工对组件的装配逐渐被工业机器人所替代。将视觉机器人应用于PCB直插元件的装配生产中，利用机器视觉技术和图像处理技术分析装配组件的特征信息，依据特征信息来完成对机器人的运动控制以实现对装配组件的自动装配操作，可以极大的释放传统人工作业的人力和物力，降低直插元件的装配错误率，提高生产效率，但是现有的直插元件装配过程中更多的是采用固定编程式机器人来完成对组件的装配。整个装配系统均需预先设计完备，特别是装配组件的传输带和机器人的位置关系和相对移动速度必须精准规划，若传输带的移动速度出现改变或者装配组件的摆放位置出现差错，则机器人的装配操作会出现失效，这就需要一定的人工引导和实时监控来对错误装配进行监控和校正。但是人工引导和纠正导致生产效率和生产质量不尽人意，所以需要一种可以自动进行装配的方法。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种直插元件自动装配系统中的相机标定方法及系统，适用于多引脚电子元器件的精准插装自动校正工作，可大幅度提高生产效率和产品质量，彻底代替繁琐、低效的人工操作。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0008]一种直插元件自动装配系统中的相机标定方法，包括：
[0009]在当前迭代次数下，根据当前迭代次数下标定模板图像中所有设定特征点在世界坐标系中的坐标和所有设定特征点在图像坐标系中的坐标，得到直插元件自动装配系统中的相机在当前迭代次数下的内部参数和外部参数；
[0010]根据所述直插元件自动装配系统中的相机在当前迭代次数下内部参数，计算所述直插元件自动装配系统中的相机在当前迭代次数下的畸变参数；
[0011]根据所述直插元件自动装配系统中的相机在当前迭代次数下的畸变参数和外部参数，计算当前迭代次数下实际成像与理论成像的误差，并更新下次迭代次数下的标定模板图像并进入下次迭代，直到当前迭代次数下实际成像与理论成像的误差达到迭代停止条件，则确定所述直插元件自动装配系统中的相机在当前迭代次数下的内部参数和外部参数为最终标定的内部参数和外部参数。
[0012]可选的，所述根据当前迭代次数下标定模板图像中所有设定特征点在世界坐标系中的坐标和所有设定特征点在图像坐标系中的坐标，得到直插元件自动装配系统中的相机在当前迭代次数下的内部参数和外部参数，具体包括：
[0013]根据当前迭代次数下标定模板图像中所有设定特征点在世界坐标系中的坐标和所有设定特征点在图像坐标系中的坐标，得到当前迭代次数下世界坐标系到成像平面坐标系的单应性矩阵；
[0014]根据所述当前迭代次数下世界坐标系到成像平面坐标系的单应性矩阵，得到直插元件自动装配系统中的相机在当前迭代次数下的内部参数和外部参数。
[0015]可选的，所述根据所述当前迭代次数下世界坐标系到成像平面坐标系的单应性矩阵，得到直插元件自动装配系统中的相机在当前迭代次数下的内部参数和外部参数，具体包括：
[0016]根据所述当前迭代次数下世界坐标系到成像平面坐标系的单应性矩阵，得到所述直插元件自动装配系统中的相机在当前迭代次数下的内部参数；
[0017]根据所述当前迭代次数下世界坐标系到成像平面坐标系的单应性矩阵和所述直插元件自动装配系统中的相机在当前迭代次数下的内部参数，得到所述直插元件自动装配系统中的相机在当前迭代次数下的外部参数。
[0018]可选的，所述根据所述直插元件自动装配系统中的相机在当前迭代次数下的畸变参数和外部参数，计算当前迭代次数下实际成像与理论成像的误差，具体为：
[0019]采用最大似然估计法根据所述直插元件自动装配系统中的相机在当前迭代次数下的畸变参数和外部参数，计算当前迭代次数下实际成像与理论成像的误差。
[0020]一种直插元件自动装配系统中的相机标定系统，包括：
[0021]内外参数计算模块，用于在当前迭代次数下，根据当前迭代次数下标定模板图像中所有设定特征点在世界坐标系中的坐标和所有设定特征点在图像坐标系中的坐标，得到
直插元件自动装配系统中的相机在当前迭代次数下的内部参数和外部参数；
[0022]畸变参数计算模块，用于根据所述直插元件自动装配系统中的相机在当前迭代次数下内部参数，计算所述直插元件自动装配系统中的相机在当前迭代次数下的畸变参数；
[0023]内外参数确定模块，用于根据所述直插元件自动装配系统中的相机在当前迭代次数下的畸变参数和外部参数，计算当前迭代次数下实际成像与理论成像的误差，并更新下次迭代次数下的标定模板图像并进入下次迭代，直到当前迭代次数下实际成像与理论成像的误差达到迭代停止条件，则确定所述直插元件自动装配系统中的相机在当前迭代次数下的内部参数和外部参数为最终标定的内部参数和外部参数。
[0024]可选的，所述内外参数计算模块，具体包括：
[0025]单应性矩阵计算单元，用于根据当前迭代次数下标定模板图像中所有设定特征点在世界坐标系中的坐标和所有设定特征点在图像坐标系中的坐标，得到当前迭代次数下世界坐标系到成像平面坐标系的单应性矩阵；
[0026]内外参数计算本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直插元件自动装配系统中的相机标定方法，其特征在于，包括：在当前迭代次数下，根据当前迭代次数下标定模板图像中所有设定特征点在世界坐标系中的坐标和所有设定特征点在图像坐标系中的坐标，得到直插元件自动装配系统中的相机在当前迭代次数下的内部参数和外部参数；根据所述直插元件自动装配系统中的相机在当前迭代次数下内部参数，计算所述直插元件自动装配系统中的相机在当前迭代次数下的畸变参数；根据所述直插元件自动装配系统中的相机在当前迭代次数下的畸变参数和外部参数，计算当前迭代次数下实际成像与理论成像的误差，并更新下次迭代次数下的标定模板图像并进入下次迭代，直到当前迭代次数下实际成像与理论成像的误差达到迭代停止条件，则确定所述直插元件自动装配系统中的相机在当前迭代次数下的内部参数和外部参数为最终标定的内部参数和外部参数。2.根据权利要求1所述的一种直插元件自动装配系统中的相机标定方法，其特征在于，所述根据当前迭代次数下标定模板图像中所有设定特征点在世界坐标系中的坐标和所有设定特征点在图像坐标系中的坐标，得到直插元件自动装配系统中的相机在当前迭代次数下的内部参数和外部参数，具体包括：根据当前迭代次数下标定模板图像中所有设定特征点在世界坐标系中的坐标和所有设定特征点在图像坐标系中的坐标，得到当前迭代次数下世界坐标系到成像平面坐标系的单应性矩阵；根据所述当前迭代次数下世界坐标系到成像平面坐标系的单应性矩阵，得到直插元件自动装配系统中的相机在当前迭代次数下的内部参数和外部参数。3.根据权利要求2所述的一种直插元件自动装配系统中的相机标定方法，其特征在于，所述根据所述当前迭代次数下世界坐标系到成像平面坐标系的单应性矩阵，得到直插元件自动装配系统中的相机在当前迭代次数下的内部参数和外部参数，具体包括：根据所述当前迭代次数下世界坐标系到成像平面坐标系的单应性矩阵，得到所述直插元件自动装配系统中的相机在当前迭代次数下的内部参数；根据所述当前迭代次数下世界坐标系到成像平面坐标系的单应性矩阵和所述直插元件自动装配系统中的相机在当前迭代次数下的内部参数，得到所述直插元件自动装配系统中的相机在当前迭代次数下的外部参数。4.根据权利要求1所述的一种直插元件自动装配系统中的相机标定方法，其特征在于，所述根据所述直插元件自动装配系统中的相机在当前迭代次数下的畸变参数和外部参数，计算当前迭代次数下实际成像与理论成像的误差，具体为：采用最大似然估计法根据所述直插元件自动装配系统中的相机...

【专利技术属性】
技术研发人员：寇昌，刘建青，杨玉龙，高胜杰，
申请(专利权)人：大连日佳电子有限公司，
类型：发明
国别省市：