一種貼片機(jī)的基準(zhǔn)相機(jī)校正方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及到貼片機(jī)的精度校正領(lǐng)域，具體地說是貼片機(jī)的基準(zhǔn)相機(jī)主要校正過 程。
【背景技術(shù)】
[0002] 在貼片機(jī)中，基準(zhǔn)相機(jī)和貼片頭均固定安裝在可移動(dòng)框架上，基準(zhǔn)相機(jī)坐標(biāo)系和 設(shè)備坐標(biāo)系之間的位置關(guān)系已經(jīng)詳細(xì)的給出。在貼片機(jī)工作的過程中，利用基準(zhǔn)相機(jī)檢測(cè) MARK點(diǎn)的位置和旋轉(zhuǎn)角度，得到的結(jié)果表示在基準(zhǔn)相機(jī)坐標(biāo)系中，其中位置坐標(biāo)的單位是 像素。要想得到MARK點(diǎn)相對(duì)于設(shè)備坐標(biāo)系的位置坐標(biāo)與旋轉(zhuǎn)角度，首先要算出基準(zhǔn)相機(jī)的 精確刻度，即相機(jī)的一個(gè)像素代表多少厘米；其次要算出基準(zhǔn)相機(jī)相對(duì)于設(shè)備坐標(biāo)系的旋 轉(zhuǎn)角度，以便修正MARK點(diǎn)的實(shí)際旋轉(zhuǎn)角度。
[0003] 現(xiàn)有的貼片機(jī)，機(jī)械安裝時(shí)相機(jī)無法實(shí)現(xiàn)貼裝平面與相機(jī)平面的平行，誤差比較 大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明是要解決現(xiàn)有的貼片機(jī)機(jī)械安裝時(shí)相機(jī)無法實(shí)現(xiàn)貼裝平面與相機(jī)平面的 平行，誤差比較大的問題，而提供了一種貼片機(jī)的基準(zhǔn)相機(jī)校正方法。
[0005] -種貼片機(jī)的基準(zhǔn)相機(jī)校正方法，它按以下步驟實(shí)現(xiàn)：
[0006]( -）確定并建立設(shè)備坐標(biāo)系和基準(zhǔn)相機(jī)坐標(biāo)系相互之間的位置和旋轉(zhuǎn)關(guān)系，推 導(dǎo)出兩個(gè)坐標(biāo)系之間的坐標(biāo)變換關(guān)系；
[0007](二）利用圓形檢測(cè)算法檢測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)在基準(zhǔn)相機(jī)坐標(biāo)系中的精確位置；
[0008](三）以基準(zhǔn)點(diǎn)為基準(zhǔn)，采用圓形檢測(cè)算法，實(shí)現(xiàn)對(duì)貼片機(jī)的基準(zhǔn)相機(jī)的校正，即 完成了一種貼片機(jī)的基準(zhǔn)相機(jī)校正方法。
[0009] 發(fā)明效果：
[0010] 設(shè)備坐標(biāo)系的原點(diǎn)和基準(zhǔn)相機(jī)坐標(biāo)系的原點(diǎn)并不重合，且兩者之間存在著一個(gè)固 定的旋轉(zhuǎn)角度9和刻度X&apYSraly其中0為基準(zhǔn)相機(jī)相對(duì)于設(shè)備坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)角度， &。^和Ys。&為基準(zhǔn)相機(jī)橫軸和縱軸的刻度。這就是本發(fā)明要校正的參數(shù)。
[0011] 本發(fā)明主要目的是校正基準(zhǔn)相機(jī)的刻度和旋轉(zhuǎn)角度，以便更精確的檢測(cè)出MARK 點(diǎn)的實(shí)際位置坐標(biāo)以及旋轉(zhuǎn)角度，最后能夠有效地提高貼片機(jī)的貼裝精度。
[0012] 在本發(fā)明中，基準(zhǔn)點(diǎn)是圓形的，設(shè)計(jì)圓形檢測(cè)算法，用于基準(zhǔn)相機(jī)檢測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)在基 準(zhǔn)相機(jī)坐標(biāo)系下的位置。
[0013] 通過設(shè)計(jì)相機(jī)的刻度和旋轉(zhuǎn)角度的校正過程，精確地計(jì)算得到基準(zhǔn)相機(jī)X方向和 Y方向上的刻度大小以及基準(zhǔn)相機(jī)坐標(biāo)系相對(duì)于設(shè)備坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)角度。
[0014] 在基準(zhǔn)相機(jī)的情況下，基準(zhǔn)相機(jī)拍攝得到基準(zhǔn)點(diǎn)圖片，通過圓形檢測(cè)算法處理得 到基準(zhǔn)點(diǎn)的位置，從而得到校正后的基準(zhǔn)相機(jī)的刻度和旋轉(zhuǎn)角度。
【附圖說明】
[0015] 圖1是基準(zhǔn)相機(jī)坐標(biāo)系和設(shè)備坐標(biāo)系的相對(duì)位置關(guān)系不意圖；
[0016] 圖2是本發(fā)明的流程圖；
[0017] 圖3是貼片頭在初始位置時(shí)基準(zhǔn)點(diǎn)在基準(zhǔn)相機(jī)中的圖片；
[0018] 圖4是貼片頭沿x軸移動(dòng)a/2時(shí)基準(zhǔn)點(diǎn)在基準(zhǔn)相機(jī)中的圖片；
[0019] 圖5是貼片頭沿x軸移動(dòng)-a時(shí)基準(zhǔn)點(diǎn)在基準(zhǔn)相機(jī)中的圖片；
[0020] 圖6是貼片頭沿x軸移動(dòng)a/2,并沿y軸移動(dòng)a/2時(shí)基準(zhǔn)點(diǎn)在基準(zhǔn)相機(jī)中的圖片； [0021 ] 圖7是貼片頭沿y軸移動(dòng)-a時(shí)基準(zhǔn)點(diǎn)在基準(zhǔn)相機(jī)中的圖片；
[0022] 圖8是貼片機(jī)基準(zhǔn)相機(jī)校正數(shù)據(jù)。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 結(jié)合圖1~圖8說明：
【具體實(shí)施方式】 [0024] 一：本實(shí)施方式的一種貼片機(jī)的基準(zhǔn)相機(jī)校正方法，它按以下步驟 實(shí)現(xiàn)：
[0025]( -）確定并建立設(shè)備坐標(biāo)系和基準(zhǔn)相機(jī)坐標(biāo)系相互之間的位置和旋轉(zhuǎn)關(guān)系，推 導(dǎo)出兩個(gè)坐標(biāo)系之間的坐標(biāo)變換關(guān)系；
[0026](二）利用圓形檢測(cè)算法檢測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)在基準(zhǔn)相機(jī)坐標(biāo)系中的精確位置；
[0027](三）以基準(zhǔn)點(diǎn)為基準(zhǔn)，采用圓形檢測(cè)算法，實(shí)現(xiàn)對(duì)貼片機(jī)的基準(zhǔn)相機(jī)的校正，即 完成了一種貼片機(jī)的基準(zhǔn)相機(jī)校正方法。
【具體實(shí)施方式】 [0028] 二：本實(shí)施方式與一不同的是：步驟（一）具體為：
[0029] 如圖1所示這里給出設(shè)備坐標(biāo)系和基準(zhǔn)相機(jī)坐標(biāo)系之間的坐標(biāo)換算公式：
[0030]假設(shè)基準(zhǔn)相機(jī)檢測(cè)到某點(diǎn)的坐標(biāo)為（x，y)，基準(zhǔn)相機(jī)相對(duì)于設(shè)備坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)角 度為0，且基準(zhǔn)相機(jī)橫軸和縱軸的刻度分別為X&alJPYSrale，x7XW^和表示基準(zhǔn)相機(jī) 坐標(biāo)系和設(shè)備坐標(biāo)系之間橫軸和縱軸方向的水平偏差，則將該點(diǎn)換算到設(shè)備坐標(biāo)系的坐標(biāo) (x<，y')表達(dá)式如下：
[0031 ] x' = XScale (xcos 9 -ysin 0 ) +x水平偏差
[0032] y ' = YScale (xcos 9 +ysin 9 ) +y水平偏差；
[0033] 其中，所述&^、\。^與0分別為需要校正的基準(zhǔn)相機(jī)橫軸和縱軸的刻度值^# 平偏差與y水平偏差為已知的值（x水平偏差 與y水_差分別與x和y平行，但大小之間沒有關(guān)系）。
[0034] 其它步驟及參數(shù)與【具體實(shí)施方式】一相同。
【具體實(shí)施方式】 [0035] 三：本實(shí)施方式與一或二不同的是：步驟（二）具體 為：
[0036] (1)先獲取原圖像數(shù)據(jù)，采用最大類間方差算法對(duì)原圖像處理，得到二值化圖像；
[0037] (2)對(duì)二值化圖像輪廓進(jìn)行篩選：
[0038] 第一步：首先獲得二值化圖像輪廓，并且生成已知半徑的圓形模板輪廓；
[0039] 第二步：對(duì)第一步得到的二值化圖像輪廓，將輪廓上像素點(diǎn)總數(shù)作為輪廓長(zhǎng)度，設(shè) 置最小和最大長(zhǎng)度的閾值，通過長(zhǎng)度篩選，得到在最小和最大長(zhǎng)度之間的輪廓；
[0040]第三步：對(duì)第二步長(zhǎng)度篩選后的輪廓，計(jì)算Hu矩，并和圓形模板輪廓的Hu矩進(jìn)行 比較，保留與圓形模板輪廓的Hu矩差值小于0. 05的輪廓，由此得到Hu矩篩選后的輪廓；
[0041] 第四步：選擇步驟三篩選后的輪廓面積與圓形模板輪廓面積最接近的一條輪廓；
[0042] (3)將步驟（2)篩選得到的一條輪廓的最小外接矩形的中心坐標(biāo)和長(zhǎng)寬數(shù)據(jù)，向 外擴(kuò)張矩形長(zhǎng)寬像素的20%，記錄擴(kuò)張后的矩形的中心坐標(biāo)和長(zhǎng)寬，從而獲得二值化圖像 的R0I區(qū)域；
[0043] (4)對(duì)獲得的二值化圖像的R0I區(qū)域中的輪廓進(jìn)行形態(tài)學(xué)膨脹操作，建立濾波器 圖像；
[0044] (5)對(duì)原圖像的R0I區(qū)域使用canny邊緣檢測(cè)，記錄落在步驟⑷中濾波器圖像的 邊緣點(diǎn)集，當(dāng)邊緣點(diǎn)個(gè)數(shù)大于50時(shí)，進(jìn)行步驟（6)，否則跳出；
[0045] (6)獲取第（5)步邊緣點(diǎn)集的最小外接矩形，若最小外接矩形的長(zhǎng)寬差大于20,則 返回錯(cuò)誤；若滿足，將邊緣點(diǎn)進(jìn)行距離濾波，將各個(gè)邊緣點(diǎn)同最小外接矩形的中心距離與最 小外接矩形長(zhǎng)寬之和四分之一的差大于4的邊緣點(diǎn)濾掉；
[0046] (7)對(duì)步驟（6)的滿足要求的邊緣點(diǎn)進(jìn)行最小二乘擬合，得到圓形基準(zhǔn)點(diǎn)的中心 位置和半徑；
[0047] 對(duì)步驟（6)獲得的邊緣點(diǎn)進(jìn)行最小二乘擬合，得到橢圓參數(shù)，根據(jù)橢圓的一般方 程：
[0048] Ax2+2Bxy+Cy2+Dx+Ey+l= 0
[0049] 由濾波后得到的邊緣點(diǎn)集（Xl，yi)，其殘差平方和為：
[0050]
[0051] 根據(jù)最小二乘原理，當(dāng)上式達(dá)到最小值時(shí)，各個(gè)參數(shù)即是所擬合橢圓的參數(shù)；分別 對(duì)A，B，C，D，E求偏導(dǎo)，并令其偏導(dǎo)數(shù)為0,則可得到5個(gè)由（Xl，yi)組成的方程：
[0057] 求解該方程組，即得到橢圓的5個(gè)參數(shù)A，B，C，D，E，對(duì)于平面上任意橢圓，將之轉(zhuǎn) 化為：
[0058] A(x-u) 2+2B(x-u)(y-v)+C(y-v)2+f= 0
[0059] 將上式展開，根據(jù)待定系數(shù)法即可求得u，v的值，f為常數(shù)，即得到圓形基準(zhǔn)點(diǎn)的 圓心，其中（u，v)即是該橢圓的中心即基準(zhǔn)點(diǎn)的中心坐標(biāo)；
[0060] 基準(zhǔn)相機(jī)利用上述圓形檢測(cè)算法檢測(cè)基準(zhǔn)點(diǎn)，得到基準(zhǔn)點(diǎn)的圓心在基準(zhǔn)相機(jī)坐標(biāo) 系中的坐標(biāo)（X，y)，即等于（u,v)。
[0061] 其它步驟及參數(shù)與【具體實(shí)施方式】一或二相同。
【具體實(shí)施方式】 [0062