[发明专利]一种微米级视觉方式位移标定方法及装置在审
申请号: | 202110576370.X | 申请日: | 2021-05-26 |
公开(公告)号: | CN113324477A | 公开(公告)日: | 2021-08-31 |
发明(设计)人: | 赵少鹏;林宪旗;高岩;刘建文;周文静;吴国良;叶涛 | 申请(专利权)人: | 济南蓝动激光技术有限公司 |
主分类号: | G01B11/00 | 分类号: | G01B11/00 |
代理公司: | 济南舜源专利事务所有限公司 37205 | 代理人: | 苗峻 |
地址: | 250101 山东省济南市高新区新*** | 国省代码: | 山东;37 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 微米 视觉 方式 位移 标定 方法 装置 | ||
本发明涉及一种微米级视觉方式位移标定方法,选择物方远心镜头/或者双远心镜头作为图像采集工具,选择两个待标定物分别命名为移动标定物、固定标定物,镜头采集标定物的图像计算得到标记点的中心像素坐标,结合移动标定物的位移和固定标定物受温度影响引起的标记点的中心像素坐标偏移值,计算得到移动标定物的位置移动后的标记点的中心像素坐标的实际位移值。本发明还涉及一种微米级视觉方式位移标定装置,包括:相机、物方远心镜头/或者双远方镜头、移动标定物和固定标定物。本发明解决了环境温度和相机自热影响下测量精度下降的技术问题,满足了在常温环境下视觉方式位移标定高精度的测量要求,测量精度可以达到±1微米。
技术领域
本发明属于位移标定技术领域,具体涉及一种微米级视觉方式位移标定方法及装置。
背景技术
通过比较移动前后在同一物体(待标定物)表面上的移动前后的两幅图像,利用二维数字图像方法可获得相应的待标定物的位移量。但在实际测量中,由于待标定物表面的形变变化、环境温度变化、或者相机自热导致的相机传感器平面位置的微小改变,都有可能会使原先假设的物面、像面位移间的线性对应关系不再严格成立,引起不能忽略的测量误差,难以达到微米级视觉方式位移标定的精度要求。
发明内容
为了解决上述在普通非恒温环境下,可能因为温度变化或者相机自热等因素导致的视觉方式位移标定精度下降的技术问题,本发明提供一种微米级视觉方式位移标定方法及装置。本发明所采用的技术方案如下:
一种微米级视觉方式位移标定方法,包括以下步骤:
步骤1、选择物方远心镜头/或者双远心镜头,作为待标定物的图像采集工具;
步骤2、选择两个结构相同的待标定物,两个结构相同的待标定物分别命名为移动标定物和固定标定物;
步骤3、将移动标定物和固定标定物同时置于物方远心镜头/或者双远心镜头的图像采集区域内;
步骤4、物方远心镜头/或者双远心镜头实时采集移动标定物和固定标定物的图像,通过图像识别算法分别得到移动标定物的当前位置当前温度的标记点的中心像素坐标为:x1/y1、固定标定物的当前位置当前温度的标记点的中心像素坐标为:x2/y2;
步骤5、使移动标定物的位置移动,固定标定物的位置不变,物方远心镜头/或者双远心镜头实时采集移动标定物和固定标定物的图像,通过图像识别算法得到移动标定物的位置移动后和温度变化后的标记点的中心像素坐标为:x1’+δx1/y1’+δy1,x1’和y1’为移动标定物的位置移动后的标记点的中心像素坐标,δx1和δy1为移动标定物受温度影响引起的标记点的中心像素坐标偏移值;通过图像识别算法得到固定标定物的当前位置和温度变化后的标记点的中心像素坐标为:x2+δx2/y2+δy2,δx2和δy2为固定标定物受温度影响引起的标记点的中心像素坐标偏移值;
步骤6、进行移动标定物的位移标定,计算出移动标定物的位置移动后的标记点的中心像素坐标的计算位移值S计,计算公式为:
计算出固定标定物的温度变化后的标记点的中心像素坐标的偏移值S偏,计算公式为:
步骤7、移动标定物的位置移动后的标记点的中心像素坐标的实际位移值S实=S计-S偏。
本发明的上述方法中,以固定标定物随着温度变化后的偏移值S偏作为修正值,实现了对移动标定物的微米级视觉方式位移标定。
一种微米级视觉方式位移标定装置,应用前述的方法,包括:相机、物方远心镜头/或者双远方镜头、移动标定物和固定标定物,相机固定在相机支架上,物方远心镜头/或者双远方镜头设置在相机上,移动标定物放置在第一位移台上,固定标定物固定在第二位移台上。
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