[发明专利]一种融合目标检测和模板匹配的高精度对位方法及系统

说明书

本发明公开了一种融合目标检测和模板匹配的高精度对位方法及系统，节省了对位工艺中的预对位环节，直接从从来料过渡到精对位环节，有效降低了机台该工艺工位的机台成本，提高该工艺的运行效率，由此对位套件硬件预计可节约成本20%‑50%，对位环节图像处理时间可节约30%‑50%；并且对于工件摆放位置变化范围有更大的容忍度，降低了工件精确摆放的成本。

技术领域

本发明涉及机器视觉技术领域，具体涉及一种融合目标检测和模板匹配的高精度对位方法及系统。

背景技术

对位是现代工业生产中，器件精密装配这个环节的一个专业名称，其典型应用如，以手机生产为典型代表的各种柔性或刚性器件的安装。其具体实现过程是，将位置A的物体1与位置B的物体2安装在一起，在此安装过程中，需要对物体1或物体2的水平，竖直或旋转方向有调整。实现对位功能好坏的一个关键环节在于，是否可以获得上述物体1和物体2的精确位置。为了实现位置的精确调整，工作中将会通过视觉对位系统对物体进行拍摄，并指导实现整个对位过程。

在常见的对位过程中，一般采用“预对位”和“精对位”两个工艺步骤来完成整个对位过程，“预对位”主要负责将摆放位置较为分散的工件做初步的调整，“精对位”则在“预对位”初步调整基础上完成最终的高精度对位工作。这两个工艺步骤中主要特点如下：（1）预对位前工件位置放置的比较分散，分布区域相对较广，区域大了之后，配套的照明光源的照明范围和光照稳定性要求也高；（2）在预对位工艺中，工件在运动控制平台上摆放位置比较分散，旋转角度分布也比较大，在较大范围内通过对位软件的模板匹配模块对模板图像进行搜索（一般是整幅图像范围内进行搜索），针对一个200万分辨率图像，一般的图像匹配工作过程大约是200-400ms，然后针对摆放位置做一定的调整，一般目的是使得调整之后的工件更靠近平台中心位置，这样可以缩小精对位工艺中工件所需调整位置范围大小，有的时候，如果调节范围过大，则在进入精对位工艺之前，需要用机械手将工件吸取并放置到另外一个运动控制平台上，以方便精对位工艺工作；（3）在精对位工艺中，再次调用模板匹配模块，在整幅图像的几分之一范围内（一般是整幅图像宽或高尺寸的1/2-1/3见方范围内）对模板图像进行搜索，此时图像匹配工作过程大概是100-200ms。

从上述两个工艺过程的描述不难看出，现有的对位过程主要问题在于：（1）一张200万图像采集时间大约是200-300ms，相比较图像采集时间，预对位模板匹配200-400ms工作时间较长，图像处理时间包括图像采集，预对位模板匹配，精对位模板匹配，照此估算，预对位环节图像处理时间占总的图像处理时间的30%-50%；（2）预对位工艺中，还需要花费数秒时间调整机械平台，有的时候还需要花费30-60秒通过机械手调整工件位置，预对位平台移动到精对位平台还将花费10-30秒；（3）以一套照明光源，一套相机镜头和一套机械平台为一组视觉对位套件来看，预对位一套视觉套件，精对位需要2-4套视觉套件，如果不考虑机械手成本，预对位视觉套件占到视觉套件总成本的20%-33%，如果考虑预对位配备机械手这样的情况，预对位工艺占总工艺成本的40%-50%，综合估算，预对位工艺占视觉对位工艺总成本约20%-50%。

发明内容

为了至少克服现有技术中的上述不足，本申请的目的在于提供一种融合目标检测和模板匹配的高精度对位方法及系统。

第一方面，本申请实施例提供了一种融合目标检测和模板匹配的高精度对位方法，包括：

获取第一目标物体在第一平台上的图像作为第一目标图像；

根据所述第一目标图像计算所述第一目标物体相对于基准位置的偏移数据作为第一偏移数据；

根据所述第一偏移数据将第二目标物体与所述第一目标物体对位。

本申请实施例实施时，第一目标图像的获取可以通过机器视觉的相机实现，而相对于现有技术的预对位→精对位的方式，在本申请实施例实施时可以在一次拍照后，不做图像的旋转等处理，而直接通过本申请实施例后续的工艺进行图像识别和处理，有效的提高识别效率，节省图像处理时间；并且有效节省了精对位时二次拍照处理的时间。