[发明专利]利用不准确的校准靶的机器视觉系统校准

说明书

描述了一种利用不准确的校准靶的机器视觉系统校准方法、系统和装置，其包括用于校准机器视觉系统的计算机程序产品。系统包括：一个或多个相机；移动产生装置；以及校准模块。校准模块被构造成：从一个或多个相机的第一相机中，获取包括提供多个校准特征的校准图案的校准靶的多个图像；从多个图像中，提取多个校准特征中的校准特征，其中，多个校准特征的物理位置处于与校准靶相关的校准靶长度单元中；确定校准靶长度单元和与移动产生装置相关的移动产生装置长度单元之间的比例；以及基于该比例，提供用于第一相机的第一校准。

技术领域

本技术大体涉及机器视觉系统，且更具体地涉及校准一机器视觉系统。

背景技术

在机器视觉系统中，一个或多个相机可用于在成像视场内的物体或表面上执行视觉系统处理。这些处理可包括检查、符号解码、对准、和/或多个其他任务。在某些应用中，机器视觉系统可用于检查设置在成像场内或穿过成像场的扁平工件。该成像场可由一个或多个视觉系统相机成像。由相机捕获的图像可由机器视觉系统处理，以确定与成像场内的特征有关的信息、诸如特征的真实位置、姿态、等等。在某些应用中，相机可被校准成允许机器视觉系统以增强的精度和可靠性执行视觉任务。

校准靶可被用于校准相机。校准靶可为具有准确已知的(例如，由于制造过程)或可测量的尺寸特性的任何物体。例如，校准板可用作校准靶。校准板可为具有在其表面可见的特色图案的扁平物体。特色图案可布置成使得机器视觉系统或用户可容易的识别由相机获取的校准板的图像中的可视特征。某些示例性图案包括，但不限于，点状网格、线状网格、蜂窝状图案、方形棋盘格、三角形棋盘格、等等。校准图案典型地包含可高度定位的特征。特征定位的精确水平可影响校准的精度。圈(点或孔)可能比栅格或棋盘格图案的准确度小。每个可视特征的特性从板的图案获知，诸如相对于图案内隐含限定的参考位置和/或坐标系统的定位和/或定向。呈现在图案中的特征可包括校准特征。校准特征可为校准板的图案中的单个特征，该校准板的图案的特性可易于被测量(例如，特征的位置、大小、颜色、等等)，且它的由标称图案预期的特性是已知的。例如，某些能校准的特征位置包括棋盘格图案片的角落或中心、或者点状网格中的点中心、或线状网格中的线交叉点。校准板图案可包括以重复图案设置的大量校准特征。更基本地，校准特征可易于从所获取的图像中提取并可提供已知的特性。在某些领域中，已知的尺寸特性可被用于校准机器视觉系统。

在某些传统系统中，校准靶具有特定的特性。例如，校准靶典型地在尺寸上是稳定的和刚性的。在某些应用中，校准板可由玻璃制成(例如，通过玻璃上的铬结构)。玻璃校准板具有可有利于机器视觉系统校准的特性。例如，玻璃校准板的尺寸不随着温度和湿度上的变化而显著改变(例如，尺寸上的稳定)。然而，玻璃校准板典型地是昂贵的。在某些应用中，可由双向拉伸聚酯薄膜(BoPET)诸如由Dupont生产的MYLAR聚酯薄膜制成。尽管BoPET校准板典型地比玻璃校准板成本低，然而BoPET校准板的尺寸可随着温度和/或湿度上的变化而改变(例如超过百分比的1/10)。类似地，某些金属校准板(例如，由铝或钢板制成的校准板)在尺寸上不是稳定的(例如，这种校准板可遭受显著的热膨胀)。纸的和BoPET校准板在尺寸上是不稳定的。此外，纸的和BoPET校准板不是刚性的，除非被粘附在刚性的支撑基板上。

发明内容

因此，需要能够使用由低成本材料(诸如BoPET)制成的校准靶，同时自动地说明可降低校准精度的这些廉价的材料中普遍的变形。

一方面，系统可包括一个或多个相机。该系统可包括移动产生装置。该系统可包括校准模块，其被构造成：从一个或多个相机中的第一相机获取多个校准靶的图像，该校准靶包括用于提供多个校准特征的校准图案；从多个图像中，提取多个校准特征中的一个或多个校准特征，其中，多个校准特征的物理位置处于与校准靶相关的校准靶长度单元中；确定校准靶长度单元和与移动产生装置有关的移动产生装置长度单元之间的比例；以及基于校准靶长度单元与移动产生装置长度单元之间的比例而提供用于第一相机的第一校准。