[发明专利]一种基于任意模板匹配的激光切割视觉定位方法

说明书

本发明涉及激光切割技术领域，具体地说是一种基于任意模板匹配的激光切割视觉定位方法。一种基于任意模板匹配的激光切割视觉定位方法，包括横梁、切割头、相机，切割头的顶部连接横梁，位于切割头的一侧连接相机。同现有技术相比，提供一种基于任意模板匹配的激光切割视觉定位方法，进一步提高切割精度，采用相机来获取板材上mark图案的影像信息，通过对影像信息进行处理，用事先准备好的模板图像和提取的影像信息进行模板匹配，从而找出影像信息中mark点中心的像素坐标，再通过中心像素坐标计算出实际mark点中心的机械坐标。

技术领域

本发明涉及激光切割技术领域，具体地说是一种基于任意模板匹配的激光切割视觉定位方法。

背景技术

目前，在激光加工技术领域，进行激光加工前，需要进行机械定位，具体过程是用夹具或者是卡爪将板材固定好，使矩形板长边和短边分别与机械坐标系XY轴平行(如图5所示)，然后将切割头对准板材上的某个mark点，以此位置的机械坐标作为加工的起点坐标，然后根据切割效果，不断微调起点的坐标直至切割精度稳定，完成机械定位。但是这样的机械定位方式对于每种规格的板材都要重新调整夹具或者卡爪，才能达到矩形板材长短边分别与XY轴平行的目的，过程繁琐且耗时长，而且对于夹具和卡爪的精度要求很高；其次，确定加工起点的时候，需要反复微调，反复测试切割效果，过程繁琐，耗时长，适合同种板材的大批量加工；受到机械装置的影响，经过上述的机械定位，实际切割精度只能在30丝以内。

发明内容

本发明为克服现有技术的不足，提供一种基于任意模板匹配的激光切割视觉定位方法，进一步提高切割精度，采用相机来获取板材上mark图案的影像信息，通过对影像信息进行处理，用事先准备好的模板图像和提取的影像信息进行模板匹配，从而找出影像信息中mark点中心的像素坐标，再通过中心像素坐标计算出实际mark点中心的机械坐标。

为实现上述目的，设计了一种基于任意模板匹配的激光切割视觉定位方法，包括横梁、切割头、相机，切割头的顶部连接横梁，位于切割头的一侧连接相机，其特征在于：具体视觉定位方法如下：

S1：开始；

S2：判断是否首次进行视觉定位，是则固定好相机位置；否则移动相机至某个mark点的上方，通过图像处理算法和模板匹配的方法计算出视野中mark点中心位置(X1，Y1)；

S3：固定好相机位置；

S4：分别测量出切割头光斑中心C到相机感光芯片正中心D在XY方向的距离DX，DY；

S5：分别测量出每个像素在X、Y方向对应机械长度PX，PY，即像素长度；

S6：从相机获取的图像中截取含有mark点图案的部分作为模板并保存；

S7：移动相机至某个mark点的上方(确保mark点在视野范围内即可)，记录切割头光斑中心C位置的机械坐标(CX，CY)，通过图像处理算法和模板匹配的方法计算出视野中mark点中心位置(X1，Y1)；

S8：根据(X1，Y1)、(CX，CY)、PX、PY、DX、DY计算出当前视野范围内的mark点中心的机械坐标(MX，MY)；

S9：判断mark点是否全部定位完毕，是则结束；否则跳转至S7。

所述的相机为130w像素、搭配50mm焦距镜头的工业相机。

所述的S5中的像素长度是指每个像素对应的实际长度；具体方法是：

S51：先测出像素在相机X和Y方向视野长度LX和LY，记像素在X和Y方向像素分辨率分别为SX和SY；

S52：那么X和Y方向像素长度PX＝LX/SX，PY＝LY/SY。