一种掠入射双目视觉定位组装方法及定位装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种掠入射双目视觉定位组装方法及定位装置，涉及仪器精密组装技术领域，解决了现有的视觉系统需要定时重新标定，时间成本高，组装效率低的技术问题。该方法包括步骤：S100、将其中一个元件在X轴、Y轴上移动多次，每次移动均使用至少一个相机拍照，建立物理坐标系与每个相机的相机坐标系在X轴、Y轴上的第一对应关系；S200、将其中一个元件绕X轴、Y轴旋转多次，每次旋转均使用至少一个相机拍照，建立物理坐标系与每个相机的相机坐标系在X轴、Y轴上的第二对应关系。本发明专利技术可直接根据所建立的物理坐标系与相机坐标系之间的对应关系对精密元件进行组装，在组装过程中不用重新进行标定，节省时间成本，提升元件的组装效率。效率。效率。

【技术实现步骤摘要】
一种掠入射双目视觉定位组装方法及定位装置


[0001]本专利技术涉及仪器精密组装
，尤其涉及一种掠入射双目视觉定位组装方法及定位装置。

技术介绍

[0002]在图像传感器和镜头的高精度自动组装应用当中，对于镜头相对于传感器的倾斜以及平移位置的姿态要求较高。在微小尺寸的光学元件(一般指一毫米以下的元件)的自动组装应用里面，光学元件经常需要组装到一个孔或者孔洞当中，需要针对光学元件的外形和孔洞的内形状进行定位，从而进行组装。
[0003]目前一般采用的方式为人工在体式显微镜下使用镊子进行组装，效率很低且容易损伤产品，在光通信产品产量需求不断增大的情况下，目前的效率不容易满足客户需求，自动化替代势在必行，传统的自动化拍照使用背光或类似的配置，拍摄光学元件的外形，同时在另外一套视觉系统当中拍摄，被组装孔的内形状，并获得两者的定位，从而在第三位置进行组装，这种方案的主要问题在于对运动系统精度要求高，由于光学元件的组装公差经常在20微米左右，需要运动系统的精度在1～2个微米，成本高昂；另外的问题在于两套视觉系统需要定时重新标定，否则随着运行时间增大，两套视觉系统会有轻微移动，则造成标定数据漂移，最终造成对位偏移组装失败，时间成本高，效率低。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种掠入射双目视觉定位组装方法及定位装置，以解决现有技术中存在视觉系统需要定时重新标定，时间成本高，组装效率低的技术问题。
[0005]本专利技术提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了以下技术方案：
[0007]本专利技术提供的一种掠入射双目视觉定位组装方法，用于将两个元件在进行定位、组装，具体包括步骤：
[0008]S100、将其中一个元件在X轴、Y轴上移动多次，每次移动均使用至少一个相机拍照，建立物理坐标系与每个相机的相机坐标系在所述X轴、Y轴上的第一对应关系；
[0009]S200、将其中一个元件绕X轴、Y轴旋转多次，每次旋转均使用所述至少一个相机拍照，建立物理坐标系与每个相机的相机坐标系在所述X轴、Y轴上的第二对应关系；
[0010]S300、将所述两个元件随机放置在组装位置，通过相机获取两个元件的初始位置图像，根据设定的第一位置关系和所述第二对应关系，计算其中一个元件的旋转补偿角度，按照所述旋转补偿角度将所述其中一个元件调整至所述第一位置关系；
[0011]S400、根据设定的第二位置关系、初始位置图像以及所述第一对应关系，计算其中一个元件的平面补偿距离，按照所述平面补偿距离将所述其中一个元件调整至所述第二位置关系；
[0012]S500、将其中一个元件向下放入至另一个元件中进行组装。
[0013]优选的，S100的具体步骤为：
[0014]S110、设一个元件相对于另一个元件组装时在X轴、Y轴上的位置为初始位置，使用所述相机对元件进行拍照，获取所述初始位置在相机坐标系中对应的初始坐标；
[0015]S120、参照所述初始位置将其中一个元件分别在X轴、Y轴上按照固定长度移动多次，得到基于物理坐标系的多个第一坐标；
[0016]S130、所述元件在多次移动过程中使用所述相机进行拍照，获取每个相机所拍摄的图像中基于所述初始坐标的移动坐标，得到基于相机坐标系的多个第二坐标；
[0017]S140、建立所述第一坐标和第二坐标的对应关系。
[0018]优选的，S200的具体步骤为：
[0019]S210、设一个元件相对于另一个元件组装时在X轴、Y轴上的位置为初始位置，使用所述相机对元件进行拍照，获取所述初始位置在相机坐标系中对应的初始坐标；
[0020]S220、参照所述初始位置将其中一个元件分别在X轴、Y轴上按照固定角度旋转多次，得到基于物理坐标系的多个第三坐标；
[0021]S230、所述元件在多次旋转过程中使用所述相机进行拍照，获取每个相机所拍摄的图像中基于所述初始坐标的旋转坐标，得到基于相机坐标系的多个第四坐标；
[0022]S240、建立所述第三坐标和第四坐标的对应关系。
[0023]优选的，所述第一坐标和第二坐标的对应关系为第一对应关系；所述第三坐标和第四坐标的对应关系为第一对应关系；所述对应关系的公式为：
[0024]M2＝M*M1；
[0025]M1为相机坐标系下元件拍摄图像对应初始坐标的偏差值；M2为物理坐标系下元件对应初始位置的补偿值；M为相机坐标系变换为物理坐标系的变换矩阵。
[0026]优选的，步骤S300中的所述第一位置关系为：其中一个元件的侧边或竖直中心线垂直于另一个元件的上表面或水平截面；
[0027]步骤S400中的所述第二位置关系为：其中一个元件的竖直中心线与另一个元件的竖直中心线重合。
[0028]一种掠入射双目视觉定位装置，其特征在于，用于执行上述任一所述的一种掠入射双目视觉定位组装方法，包括：X轴运动机构、Y轴运动机构、Z轴运动机构、X轴旋转机构、Y轴旋转机构和元件吸附装置；
[0029]所述X轴运动机构和Y轴运动机构设置在Z轴运动机构的一端；启动所述X轴运动机构能够带动Y轴运动机构和Z轴运动机构沿X轴移动，启动所述Y轴运动机构能够带动X轴运动机构和Z轴运动机构沿Y轴移动；
[0030]所述X轴旋转机构和Y轴旋转机构设置在所述Z轴运动机构的另一端，所述X轴旋转机构与Y轴旋转机构活动连接，所述元件吸附装置与所述X轴旋转机构固定连接，启动所述X轴旋转机构能够带动所述元件吸附装置沿X轴旋转，启动所述Y轴旋转机构能够带动所述元件吸附装置沿Y轴旋转。
[0031]优选的，所述定位装置还包括第一光源和第二光源，所述第一光源和第二光源均在背光模式下进行工作。
[0032]优选的，所述定位装置还包括第一相机和第二相机，所述元件包括第一元件和第
二元件，所述第一相机和第二相机能够在所述第一光源和第二光源的作用下分别对所述第一元件和第二元件进行拍摄，所述元件在进行移动或旋转时相机至少拍摄五组第一元件和第二元件的位置图像。
[0033]优选的，所述第一相机、第二相机与X轴运动机构所形成的平面之间的夹角为0～70度，所述第一相机和第二相机在同一平面上的夹角为0～170度。
[0034]优选的，所述定位装置还包括控制单元，所述控制单元能够控制所述X轴运动机构、Y轴运动机构、Z轴运动机构、X轴旋转机构和Y轴旋转机构进行移动或旋转。
[0035]实施本专利技术上述技术方案中的一个技术方案，具有如下优点或有益效果：
[0036]本专利技术可直接根据物理坐标系与相机坐标系之间的对应关系对第一元件和第二元件进行组装，不用在组装过程中多次对对应关系进行调整以及重新对元件进行标定，节省时间成本，减小组装失败的概率，同时提升元件的组装效率。
附图说明
[0037]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种掠入射双目视觉定位组装方法，其特征在于，用于将两个元件在进行定位、组装，具体包括步骤：S100、将其中一个元件在X轴、Y轴上移动多次，每次移动均使用至少一个相机拍照，建立物理坐标系与每个相机的相机坐标系在所述X轴、Y轴上的第一对应关系；S200、将其中一个元件绕X轴、Y轴旋转多次，每次旋转均使用所述至少一个相机拍照，建立物理坐标系与每个相机的相机坐标系在所述X轴、Y轴上的第二对应关系；S300、将所述两个元件随机放置在组装位置，通过相机获取两个元件的初始位置图像，根据设定的第一位置关系和所述第二对应关系，计算其中一个元件的旋转补偿角度，按照所述旋转补偿角度将所述其中一个元件调整至所述第一位置关系；S400、根据设定的第二位置关系、初始位置图像以及所述第一对应关系，计算其中一个元件的平面补偿距离，按照所述平面补偿距离将所述其中一个元件调整至所述第二位置关系；S500、将其中一个元件向下放入至另一个元件中进行组装。2.根据权利要求1所述的一种掠入射双目视觉定位组装方法，其特征在于，S100的具体步骤为：S110、设一个元件相对于另一个元件组装时在X轴、Y轴上的位置为初始位置，使用所述相机对元件进行拍照，获取所述初始位置在相机坐标系中对应的初始坐标；S120、参照所述初始位置将其中一个元件分别在X轴、Y轴上按照固定长度移动多次，得到基于物理坐标系的多个第一坐标；S130、所述元件在多次移动过程中使用所述相机进行拍照，获取每个相机所拍摄的图像中基于所述初始坐标的移动坐标，得到基于相机坐标系的多个第二坐标；S140、建立所述第一坐标和第二坐标的对应关系。3.根据权利要求2所述的一种掠入射双目视觉定位组装方法，其特征在于，S200的具体步骤为：S210、设一个元件相对于另一个元件组装时在X轴、Y轴上的位置为初始位置，使用所述相机对元件进行拍照，获取所述初始位置在相机坐标系中对应的初始坐标；S220、参照所述初始位置将其中一个元件分别在X轴、Y轴上按照固定角度旋转多次，得到基于物理坐标系的多个第三坐标；S230、所述元件在多次旋转过程中使用所述相机进行拍照，获取每个相机所拍摄的图像中基于所述初始坐标的旋转坐标，得到基于相机坐标系的多个第四坐标；S240、建立所述第三坐标和第四坐标的对应关系。4.根据权利要求3所述的一种掠入射双目视觉定位组装方法，其特征在于，所述第一坐标和第二坐标的对应关系为第一对应关系；所述第三坐标和第四坐标的对应关系为第一对应关系；所述对应关系的公式为：M2＝M*M1；M1为相机坐标系下元件拍摄图像对应初始坐标的偏差值；M2为物理坐标系下元件对应初始位置的补偿值；M为相机坐...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢煜，何岗，宋璟祺，
申请(专利权)人：深圳市亿图视觉自动化技术有限公司，
类型：发明
国别省市：