一种基于视觉引导的点胶方法、系统、设备及存储介质

技术领域

本发明涉及点胶技术领域，尤其涉及一种基于视觉引导的点胶方法、系统、设备及存储介质。

背景技术

点胶，是一种工艺，也称施胶、涂胶、灌胶、滴胶等，是把电子胶水、油或者其他液体点滴、涂抹、灌封到产品工件的表面或内部，让产品工件起到黏贴、灌封、绝缘、固定、表面光滑等作用。点胶的应用范围非常广泛，大到飞机、轮船，小到衣服、玩具、电子元器件等生产，都可能需要点胶。

目前，现有的自动点胶系统中，使用较为普遍的是视觉系统偏差法引导，需要点胶系统手持盒或点胶软件预设产品工件的点涂胶轨迹，实际点胶作业中，点胶机是在原预设的点涂胶轨迹基础上加上视觉系统发送的产品工件平面维度的XY向偏移量，进行点胶作业。但在每次产品工件点胶轨迹出现偏差的时候，都需要移动针头到点涂胶轨迹的每个位置，进行重新校准，校准后再保存更新点涂胶轨迹数据。这种行业现有的视觉系统引导方法存在以下缺点：

(1)需要人工预先设定产品工件的点胶或涂胶轨迹；

(2)一旦产品工件的点胶或涂胶轨迹发生偏差，则点胶针头移动到点胶或涂胶轨迹的各个位置需要重新进行标定；

(3)点胶设备批量生产时，不同设备的治具、运动系统及视觉系统都存在一定误差，这也导致每台点胶设备的产品工件点胶或涂胶轨迹都需要人工去单独校准，并且人工校准时，产品工件平面XY维度所有点胶或涂胶轨迹均需要通过不断移动针头校准等一系列繁琐的操作，因而导致调试时间较长；

(4)人工校准的误差大大影响点胶效果精度，进而影响产品工件点胶后的密封性能。

因此，有必要对现有的点胶视觉系统引导方法进行改进，以满足工业的需要。

以上信息作为背景信息给出只是为了辅助理解本公开，并没有确定或者承认任意上述内容是否可用作相对于本公开的现有技术。

发明内容

本发明提供一种基于视觉引导的点胶方法、系统、设备及存储介质，以解决现有技术的不足。

为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：

第一方面，本发明实施例提供一种基于视觉引导的点胶方法，所述方法包括：

对摄像头进行标定，确定图像坐标系和世界坐标系的关系；

计算所述摄像头与点胶针头的距离；

从提供的CAD标准胶路图档中获取点涂胶轨迹信息，并注册为标准模板；

利用所述摄像头采集产品工件的图像信息，并将所述图像信息与所述标准模板进行对比，确定所述图像信息与所述标准模板的偏差值；

根据所述图像信息与所述标准模板的偏差值，计算产品工件的偏移后点涂胶轨迹信息；

根据所述偏移后点涂胶轨迹信息、所述摄像头与点胶针头的距离以及所述摄像头采集图像时的机械坐标，计算产品工件的实际点涂胶轨迹信息；

根据所述实际点涂胶轨迹信息控制所述点胶针头对产品工件进行点胶作业。

进一步地，所述基于视觉引导的点胶方法中，所述摄像头进行标定，确定图像坐标系和世界坐标系的关系的步骤包括：

采用九点标定法对摄像头进行标定，确定图像坐标系和世界坐标系的关系。

进一步地，所述基于视觉引导的点胶方法中，所述计算所述摄像头与点胶针头的距离的步骤包括：

利用所述摄像头拍摄特定Mark点，计算所述摄像头到点胶针头在X和Y方向的距离。

进一步地，所述基于视觉引导的点胶方法中，所述根据所述偏移后点涂胶轨迹信息、所述摄像头与点胶针头的距离以及所述摄像头采集图像时的机械坐标，计算产品工件的实际点涂胶轨迹信息的步骤包括：

按照如下公式计算产品工件的实际点涂胶轨迹信息：

实际点涂胶轨迹信息＝偏移后点涂胶轨迹信息+摄像头与点胶针头的距离+摄像头采集图像时的机械坐标。

第二方面，本发明实施例提供一种基于视觉引导的点胶系统，所述系统包括：

摄像头，用于采集图像；

点胶针头，用于对产品工件进行点胶；

点胶装置，包括：

摄像头标定模块，用于对摄像头进行标定，确定图像坐标系和世界坐标系的关系；

距离计算模块，用于计算所述摄像头与所述点胶针头的距离；

模板注册模块，用于从提供的CAD标准胶路图档中获取点涂胶轨迹信息，并注册为标准模板；

偏差确定模块，用于利用所述摄像头采集产品工件的图像信息，并将所述图像信息与所述标准模板进行对比，确定所述图像信息与所述标准模板的偏差值；

偏移计算模块，用于根据所述图像信息与所述标准模板的偏差值，计算产品工件的偏移后点涂胶轨迹信息；

轨迹计算模块，用于根据所述偏移后点涂胶轨迹信息、所述摄像头与所述点胶针头的距离以及所述摄像头采集图像时的机械坐标，计算产品工件的实际点涂胶轨迹信息；

点胶作业模块，用于根据所述实际点涂胶轨迹信息控制所述点胶针头对产品工件进行点胶作业。

进一步地，所述基于视觉引导的点胶系统中，所述摄像头标定模块具体用于：

采用九点标定法对摄像头进行标定，确定图像坐标系和世界坐标系的关系。

进一步地，所述基于视觉引导的点胶系统中，所述距离计算模块具体用于：

利用所述摄像头拍摄特定Mark点，计算所述摄像头到点胶针头在X和Y方向的距离。

进一步地，所述基于视觉引导的点胶系统中，所述轨迹计算模块具体用于：

按照如下公式计算产品工件的实际点涂胶轨迹信息：

实际点涂胶轨迹信息＝偏移后点涂胶轨迹信息+摄像头与点胶针头的距离+摄像头采集图像时的机械坐标。

第三方面，本发明实施例提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述第一方面所述的基于视觉引导的点胶方法。

第四方面，本发明实施例提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令由计算机处理器执行，以实现如上述第一方面所述的基于视觉引导的点胶方法。

与现有技术相比，本发明实施例具有以下有益效果：

本发明实施例提供的一种基于视觉引导的点胶方法、系统、设备及存储介质，通过采用视觉系统引导的方法，可在摄像头视野范围内任意放置产品工件，而仅通过一次拍摄定位就能精确定位产品工件所需的点涂位置，最终获得产品工件的实际点涂胶轨迹信息，以辅助进行点涂胶作业，能显著减少人员调试点涂胶轨迹的时间和工作量，且具有点涂精度高、点涂轨迹稳定的特点，极大地提升生产质量和生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明实施例一提供的一种基于视觉引导的点胶方法的流程示意图；

图2是本发明实施例二提供的一种基于视觉引导的点胶方系统的功能模块示意图；

图3是本发明实施例三提供的一种计算机设备的结构示意图。

具体实施方式

为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。当一个组件被认为是“设置在”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中设置的组件。

此外，术语“长”“短”“内”“外”等指示方位或位置关系为基于附图所展示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或原件必须具有此特定的方位、以特定的方位构造进行操作，以此不能理解为本发明的限制。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例一

有鉴于现有技术存在的缺陷，本发明人基于从事该行业多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种切实可行的基于视觉引导的点胶技术，使其更具有实用性。在经过不断的研究、设计并反复试作及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

请参阅图1，图1是本发明实施例公开的一种基于视觉引导的点胶方法的流程示意图，该方法适用于对产品工件进行点涂胶的场景，该方法由基于视觉引导的点胶系统来执行，该系统可以由软件和/或硬件实现。如图1所示，该基于视觉引导的点胶方法可以包括以下步骤：

S101、对摄像头进行标定，确定图像坐标系和世界坐标系的关系。

具体的，所述步骤S101可进一步包括：

采用九点标定法对摄像头进行标定，确定图像坐标系和世界坐标系的关系。

需要说明的是，九点标定法即工业上常用的九宫格标定法，由于摄像头通常安装在产品工件的上方，则通过采用九点标定法对摄像头进行标定，可得到图像坐标系和世界坐标系的关系(仿射变换矩阵)。

S102、计算所述摄像头与点胶针头的距离。

具体的，所述步骤S102可进一步包括：

利用所述摄像头拍摄特定Mark点，计算所述摄像头到点胶针头在X和Y方向的距离。

需要说明的是，计算公式如下：

假设点胶针头到Mark点坐标(X1,Y1)，摄像头原点到Mark点坐标(X2,Y2)，则得到点胶针头到摄像头距离为(X1-X2,Y1-Y2)。

S103、从提供的CAD标准胶路图档中获取点涂胶轨迹信息，并注册为标准模板。

需要说明的是，CAD标准胶路图档一般由客户提供。点涂胶轨迹信息中点胶点的个数不做限定，可以是任意数目。

S104、利用所述摄像头采集产品工件的图像信息，并将所述图像信息与所述标准模板进行对比，确定所述图像信息与所述标准模板的偏差值。

需要说明的是，偏差值可以包括工件的角度偏差和点胶点在X和Y方向的位置偏差。

S105、根据所述图像信息与所述标准模板的偏差值，计算产品工件的偏移后点涂胶轨迹信息。

需要说明的是，由于产品工件的摆放一般都会与标准的位置存在偏差，即实际的产品工件发生了偏移，所以在点胶作业引导时需要以偏移后点涂胶轨迹信息为准。

S106、根据所述偏移后点涂胶轨迹信息、所述摄像头与点胶针头的距离以及所述摄像头采集图像时的机械坐标，计算产品工件的实际点涂胶轨迹信息。

具体的，所述步骤S106可进一步包括：

按照如下公式计算产品工件的实际点涂胶轨迹信息：

实际点涂胶轨迹信息＝偏移后点涂胶轨迹信息+摄像头与点胶针头的距离+摄像头采集图像时的机械坐标。

需要说明的是，实际点涂胶轨迹信息中包括若干个点胶点，每个点胶点的实际轨迹信息都由各自偏移后的轨迹信息+摄像头与点胶针头的距离+摄像头采集图像时的机械坐标得到。

S107、根据所述实际点涂胶轨迹信息控制所述点胶针头对产品工件进行点胶作业。

本发明实施例提供的一种基于视觉引导的点胶方法，通过采用视觉系统引导的方法，可在摄像头视野范围内任意放置产品工件，并且仅仅通过一次拍摄定位就能精确定位产品工件所需的点涂位置，最终获得产品工件的实际点涂胶轨迹信息，以辅助进行点涂胶作业，能显著减少人员调试点涂胶轨迹的时间和工作量，且具有点涂精度高、点涂轨迹稳定的特点，极大地提升生产质量和生产效率。

实施例二

请参阅附图2，为本发明实施例五提供的一种基于视觉引导的点胶系统的功能模块示意图，该系统适用于执行本发明实施例提供的基于视觉引导的点胶方法。该系统具体包含如下模块：

摄像头201，用于采集图像；

点胶针头202，用于对产品工件进行点胶；

点胶装置203，包括：

摄像头标定模块2031，用于对摄像头进行标定，确定图像坐标系和世界坐标系的关系；

距离计算模块2032，用于计算所述摄像头与所述点胶针头的距离；

模板注册模块2033，用于从提供的CAD标准胶路图档中获取点涂胶轨迹信息，并注册为标准模板；

偏差确定模块2034，用于利用所述摄像头采集产品工件的图像信息，并将所述图像信息与所述标准模板进行对比，确定所述图像信息与所述标准模板的偏差值；

偏移计算模块2035，用于根据所述图像信息与所述标准模板的偏差值，计算产品工件的偏移后点涂胶轨迹信息；

轨迹计算模块2036，用于根据所述偏移后点涂胶轨迹信息、所述摄像头与所述点胶针头的距离以及所述摄像头采集图像时的机械坐标，计算产品工件的实际点涂胶轨迹信息；

点胶作业模块2037，用于根据所述实际点涂胶轨迹信息控制所述点胶针头对产品工件进行点胶作业。

优选的，所述摄像头标定模块2031具体用于：

采用九点标定法对摄像头进行标定，确定图像坐标系和世界坐标系的关系。

优选的，所述距离计算模块2032具体用于：

利用所述摄像头拍摄特定Mark点，计算所述摄像头到点胶针头在X和Y方向的距离。

优选的，所述轨迹计算模块2036具体用于：

按照如下公式计算产品工件的实际点涂胶轨迹信息：

实际点涂胶轨迹信息＝偏移后点涂胶轨迹信息+摄像头与点胶针头的距离+摄像头采集图像时的机械坐标。

本发明实施例提供的一种基于视觉引导的点胶系统，通过采用视觉系统引导的方法，可在摄像头视野范围内任意放置产品工件，而仅通过一次拍摄定位就能精确定位产品工件所需的点涂位置，最终获得产品工件的实际点涂胶轨迹信息，以辅助进行点涂胶作业，能显著减少人员调试点涂胶轨迹的时间和工作量，且具有点涂精度高、点涂轨迹稳定的特点，极大地提升生产质量和生产效率。

上述系统可执行本发明任意实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

实施例三

图3为本发明实施例三提供的一种计算机设备的结构示意图。图3示出了适于用来实现本发明实施方式的示例性计算机设备12的框图。图3显示的计算机设备12仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图3所示，计算机设备12以通用计算设备的形式表现。计算机设备12的组件可以包括但不限于：一个或者多个处理器或者处理单元16，系统存储器28，连接不同系统组件(包括系统存储器28和处理单元16)的总线18。

总线18表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器，外围总线，图形加速端口，处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(ISA)总线，微通道体系结构(MAC)总线，增强型ISA总线、视频电子标准协会(VESA)局域总线以及外围组件互连(PCI)总线。

计算机设备12典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被计算机设备12访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。

系统存储器28可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如随机存取存储器(RAM)30和/或高速缓存存储器32。计算机设备12可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例，存储系统34可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图3未显示，通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图3中未示出，可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘(例如CD-ROM，DVD-ROM或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线18相连。存储器28可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块，这些程序模块被配置以执行本发明各实施例的功能。

具有一组(至少一个)程序模块42的程序/实用工具40，可以存储在例如存储器28中，这样的程序模块42包括但不限于操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块42通常执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。

计算机设备12也可以与一个或多个外部设备14(例如键盘、指向设备、显示器24等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该计算机设备12交互的设备通信，和/或与使得该计算机设备12能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡，调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口22进行。并且，计算机设备12还可以通过网络适配器20与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器20通过总线18与计算机设备12的其它模块通信。应当明白，尽管图3中未示出，可以结合计算机设备12使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。

处理单元16通过运行存储在系统存储器28中的程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如实现本发明实施例所提供的基于视觉引导的点胶方法。

也即，所述处理单元执行所述程序时实现：对摄像头进行标定，确定图像坐标系和世界坐标系的关系；计算所述摄像头与点胶针头的距离；从提供的CAD标准胶路图档中获取点涂胶轨迹信息，并注册为标准模板；利用所述摄像头采集产品工件的图像信息，并将所述图像信息与所述标准模板进行对比，确定所述图像信息与所述标准模板的偏差值；根据所述图像信息与所述标准模板的偏差值，计算产品工件的偏移后点涂胶轨迹信息；根据所述偏移后点涂胶轨迹信息、所述摄像头与点胶针头的距离以及所述摄像头采集图像时的机械坐标，计算产品工件的实际点涂胶轨迹信息；根据所述实际点涂胶轨迹信息控制所述点胶针头对产品工件进行点胶作业。

实施例四

本发明实施例四提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机可执行指令，该指令被处理器执行时实现如本申请所有发明实施例提供的基于视觉引导的点胶方法：

也即，所述处理器执行所述计算机可执行指令时实现：对摄像头进行标定，确定图像坐标系和世界坐标系的关系；计算所述摄像头与点胶针头的距离；从提供的CAD标准胶路图档中获取点涂胶轨迹信息，并注册为标准模板；利用所述摄像头采集产品工件的图像信息，并将所述图像信息与所述标准模板进行对比，确定所述图像信息与所述标准模板的偏差值；根据所述图像信息与所述标准模板的偏差值，计算产品工件的偏移后点涂胶轨迹信息；根据所述偏移后点涂胶轨迹信息、所述摄像头与点胶针头的距离以及所述摄像头采集图像时的机械坐标，计算产品工件的实际点涂胶轨迹信息；根据所述实际点涂胶轨迹信息控制所述点胶针头对产品工件进行点胶作业。

可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。

计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。

计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括——但不限于无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如”C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。