机器视觉及其应用技术 第3版 课件 引导定位方法与流程介绍

固定中心点引导定位方法与流程介绍INTRODUCTION1课程导入2知识简介3工具操作4案例演示CONTENTS目录5配方演示课程导入1为什么需要视觉引导定位课程导入-为什么需要视觉引导定位？1、功能型需求--产品的定位、组装2、美观型需求--logo、商标等居中或对齐打印等知识简介2视觉引导定位的本质知识简介定位的本质：二维坐标系的转换

二维(2D)变换在数学上将点从一个2D空间映射到另一个空间。如下图，2D变换总是将点从源坐标空间（空间坐标系A）映射到第二个坐标空间（空间坐标系B）。例如，许多机器视觉任务要求将图像坐标空间中的点与用户定义空间（如机器人、模组等）中的点相关联。两个坐标空间通常具有不同的测量单位来表示坐标。我们使用2D转换将点从像素空间正确映射到用户空间。知识简介最常见的2D变换类型：2D线性变换将点从坐标空间A映射到坐标空间B，一般的2D线性变换为(2x2)矩阵和(2x1)向量：一般二维线性变换有几个基本属性，这些包括：缩放、旋转和平移。在二维线性变换的数学表示中，（2x2）矩阵包含缩放和旋转信息；(2x1)向量描述了空间B和空间A之间的平移。知识简介缩放缩放会改变一个坐标空间相对于另一个坐标空间的x轴和y轴单位。缩放的变化可以是均匀的或不均匀的。均匀缩放涉及x轴和y轴单位的相同变化。例如，在下图中，坐标空间A的x和y轴相对于坐标空间B的x和y轴缩放了10倍。知识简介缩放不均匀缩放涉及x轴和y轴单位的变化不相同。或者，此矩阵表示通过应用统一的x轴和y轴缩放因子（S）和纵横比（A）实现的非均匀缩放：知识简介旋转我们相对于另一个坐标空间旋转一个坐标空间的x轴和y轴。旋转角度单位为弧度。有两种类型的旋转：均匀（刚性旋转）和非均匀（倾斜旋转）。均匀是非均匀旋转的一种特殊情况，即x和y坐标轴都以相等的角度旋转。下图显示了两个相对于彼此均匀旋转的坐标空间。

注意：旋转角θ是从空间B到空间A的角度，以B为单位进行测量。空间A中的P坐标映射到空间B中的相应坐标知识简介旋转非均匀（倾斜旋转）的每个坐标轴旋转不同的角度。您可以将非均匀旋转视为：旋转两个不同的角度（θx和θy）或均匀旋转(θ)和额外的偏斜因子(Q)。下图显示了坐标空间的非均匀旋转。

注意：角度θx和θy是在空间B中测量的从空间B到空间A的旋转角。坐标空间B也必须是正交的。空间A中点P的坐标映射到空间B中的对应点：知识简介平移平移由一个坐标空间的原点相对于另一个坐标空间的偏移组成。如下图：

注意：如果(Tx,Ty)是从坐标空间B到空间A的平移向量的分量，用空间B表示。空间A中点P的坐标映射到空间B中的对应点：知识简介二维坐标系转换的综合应用缩放-纵横比-旋转-倾斜-平移。如下图：

S是统一的x轴和y轴缩放比例；A是纵横比；Q是倾斜角；θ是均匀或刚性旋转；Tx和Ty是x和y平移。工具操作3N点标定点角对位工具操作N点标定

9点图像坐标与物理坐标一一对应，无关轨迹和顺序。特征点相对位置不变且唯一。142853679132456789规则运动轨迹不规则运动轨迹工具操作N点标定旋转标定不需物理坐标，也无关轨迹和顺序。原理是三点定圆。132工具操作点角对位本质为同坐标系下的刚性变换。工具操作点角对位本质为同坐标系下的刚性变换。例：已知旋转中心点C(CX,CY)，点A坐标(AX,AY)，点B坐标(BX,BY)，旋转角度ɵ，求偏移量。计算过渡点A’的坐标：A’X=(AX-CX)cosɵ–(AY-CY)sinɵ+CXA’Y=(AX-CX)sinɵ+(AY-CY)cosɵ+CY计算A’到B的偏移量：ΔX=BX-A’X=BX–((AX-CX)cosɵ–(AY-CY)sinɵ+CX)ΔY=BY-A’Y=BY–((AX-CX)sinɵ+(AY-CY)cosɵ+CY)ɵABCOXYA’案例分析4案例一案例分析项目需求在旋转平台上，搜索工字轮柱面上的圆孔搜索到圆孔后，对其进行穿线项目难点视觉飞拍处理：连续动态拍照目标搜索算法解决方案通过图像二值化、绘制Roi、Blob分析将穿线区域的孔位筛选出来，并通过Modbus通讯给PLC控制工字轮停转通过位置修正、几何查找（圆）获得孔洞的圆心坐标，