一种自动点胶轨迹图像识别方法及系统与流程

本发明涉及图像识别，尤其涉及一种自动点胶轨迹图像识别方法及系统。

背景技术：

1、图像识别技术领域主要涉及利用计算机硬件对输入的数字图像进行提取分析和理解，该领域的核心事项涵盖图像获取预处理特征提取以及分类判别等步骤，通常依赖摄像设备采集视觉信息，随后利用灰度变换和滤波去噪等操作改善图像质量，再提取边缘纹理或几何形状特征，最后通过模板匹配或连通域分析手段对图像中的目标对象进行定位与识别，其中，传统自动点胶轨迹图像识别方法是指针对工业生产中点胶机在基板上涂覆胶水所形成的胶路进行视觉定位与形状提取的操作，通常通过工业相机搭配环形光源获取点胶区域的灰度图像，应用边缘检测算子提取出胶水轨迹的内外轮廓像素点坐标。

2、传统点胶工艺普遍依赖固定程序控制设备运动路径，基板在夹持环节易产生机械定位误差致使实际操作位置偏离预期，常规视觉系统受限于像素精度难以察觉边缘微小变化无法构建实时坐标基准，点胶过程深受环境温湿度波动干扰导致物理特性与铺展形态直接改变，现有作业方式割裂定位偏差与环境参数的综合关联造成路径规划呈现静态刚性特征，累积的随机偏差易引发胶液溢出或缺失，进而影响封装良率。

技术实现思路

1、本发明的目的是解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种自动点胶轨迹图像识别方法及系统。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案，一种自动点胶轨迹图像识别方法，包括以下步骤：

3、s1：监测基板图像数据提取基板局部区域像素灰度分布特征和基板基准几何形状特征，利用预设泽尼克多项式计算基板边缘亚像素位置数据，针对所述基板边缘亚像素位置数据和预设理想基板坐标数据计算坐标仿射映射系数数值，生成基板仿射变换矩阵数据；

4、s2：根据所述基板仿射变换矩阵数据、预设基板点胶轨迹坐标数据和预设基板旋转中心坐标数据计算轨迹旋转后向量坐标数据，生成初步修正轨迹坐标数据；

5、s3：采集点胶区域环境温度数据和点胶区域环境湿度数据，利用预设胶液环境特征拟合函数，计算生成预判胶液铺展半径数据；

6、s4：利用预设理想胶液铺展半径数据、预判胶液铺展半径数据、预设胶液基础出胶量数据及预设点胶头基础运动速度数据计算目标胶液出胶量补偿指令数据和目标点胶头运动速度补偿指令数据，融合所述初步修正轨迹坐标数据生成点胶轨迹自适应补偿参数数据；

7、s5：通过所述点胶轨迹自适应补偿参数数据调整点胶机伺服电机的空间运动位置状态、点胶机伺服电机的空间运动速率状态及点胶阀设备的胶液流量输出状态，生成点胶轨迹图像识别处理结果。

8、本发明改进有，所述s1的具体步骤为：

9、s111：监测基板图像数据，提取基板局部区域像素灰度分布特征和基板基准几何形状特征，将所述基板局部区域像素灰度分布特征作为泽尼克矩算法的图像二维函数，将所述基板基准几何形状特征视为所述泽尼克矩算法的待测目标边缘位置，构建包含所述图像二维函数和所述待测目标边缘位置的图像初始参数集；

10、s112：获取预设泽尼克多项式，基于所述图像初始参数集，根据所述图像二维函数和所述预设泽尼克多项式计算基板局部区域积分投影数值得到基板泽尼克矩数据，提取所述基板泽尼克矩数据内的泽尼克矩相位特征和泽尼克矩幅度特征，构建矩形态分布属性集；

11、s113：基于所述矩形态分布属性集，根据所述泽尼克矩相位特征和所述泽尼克矩幅度特征计算得到基板边缘亚像素位置数据，获取预设理想基板坐标数据，针对所述基板边缘亚像素位置数据和所述预设理想基板坐标数据计算坐标仿射映射系数数值，生成基板仿射变换矩阵数据。

12、本发明改进有，所述s2的具体步骤为：

13、s211：针对所述基板仿射变换矩阵数据，提取当前基板原点坐标数据、参考基准原点坐标数据、当前基板坐标轴向量数据和参考基准坐标轴向量数据，根据所述当前基板原点坐标数据和所述参考基准原点坐标数据计算横轴内基板横向直线偏差数值得到基板横向平移偏差数据，并计算纵轴内基板纵向直线偏差数值得到基板纵向平移偏差数据，针对所述当前基板坐标轴向量数据和所述参考基准坐标轴向量数据计算基板方向夹角偏差数值，得到基板旋转角度偏差数据，构建基板平移旋转偏差参数；

14、s212：获取预设基板点胶轨迹坐标数据和预设基板旋转中心坐标数据，根据所述预设基板点胶轨迹坐标数据和所述预设基板旋转中心坐标数据计算轨迹相对位置方向向量数据，基于所述基板平移旋转偏差参数内的所述基板旋转角度偏差数据和所述轨迹相对位置方向向量数据计算轨迹旋转后向量坐标数据，根据所述轨迹旋转后向量坐标数据、所述预设基板旋转中心坐标数据、所述基板横向平移偏差数据和所述基板纵向平移偏差数据计算基板空间向量叠加总和数值，生成初步修正轨迹坐标数据。

15、本发明改进有，所述计算基板空间向量叠加总和数值，生成初步修正轨迹坐标数据的过程具体为：

16、从所述轨迹旋转后向量坐标数据中提取横向旋转向量坐标数值和纵向旋转向量坐标数值；

17、从所述预设基板旋转中心坐标数据中提取横向预设旋转中心坐标数值和纵向预设旋转中心坐标数值；

18、计算所述横向旋转向量坐标数值、所述横向预设旋转中心坐标数值与所述基板横向平移偏差数据之间的连加和值，得到横向修正轨迹空间坐标数值；

19、计算所述纵向旋转向量坐标数值、所述纵向预设旋转中心坐标数值与所述基板纵向平移偏差数据之间的连加和值，得到纵向修正轨迹空间坐标数值；

20、根据所述横向修正轨迹空间坐标数值和所述纵向修正轨迹空间坐标数值构建二维坐标系映射向量，得到初步修正轨迹坐标数据。

21、本发明改进有，所述s3的具体步骤为：

22、s311：利用温湿度传感器采集点胶设备内的点胶区域环境温度数据和点胶区域环境湿度数据，获取预设胶液环境特征拟合函数，从所述预设胶液环境特征拟合函数中提取温度关联拟合系数数据、湿度关联拟合系数数据和胶液实验背景常数项数据，将所述点胶区域环境温度数据作为预设胶液环境特征拟合函数内的温度影响自变量，将所述点胶区域环境湿度数据视为预设胶液环境特征拟合函数内的湿度影响自变量，构建包含所述温度影响自变量和所述湿度影响自变量的拟合参数集；

23、s312：调用所述拟合参数集，根据所述温度影响自变量计算自变量自身二次幂数值，根据所述自变量自身二次幂数值和所述温度关联拟合系数数据计算温度自变量加权因子乘积数据，根据所述湿度影响自变量和所述湿度关联拟合系数数据计算湿度自变量加权因子乘积数据；

24、s313：根据所述温度自变量加权因子乘积数据、所述湿度自变量加权因子乘积数据和所述胶液实验背景常数项数据计算因子叠加聚合总和数值，生成预判胶液铺展半径数据。

25、本发明改进有，所述预设胶液环境特征拟合函数及其包含的温度关联拟合系数数据、湿度关联拟合系数数据和胶液实验背景常数项数据的标定获取的过程具体为：

26、获取在独立温度变化条件下的第一胶液铺展测试样本集合与独立湿度变化条件下的第二胶液铺展测试样本集合；

27、从所述第一胶液铺展测试样本集合中提取恒定湿度且温度变化对应的第一胶液铺展数值集合，根据所述第一胶液铺展数值集合与所述独立温度变化条件构建温度关联多项式特征参数，将所述温度关联多项式特征参数作为所述温度关联拟合系数数据；

28、从所述第二胶液铺展测试样本集合中提取恒定温度且湿度变化对应的第二胶液铺展数值集合，根据所述第二胶液铺展数值集合与所述独立湿度变化条件构建湿度关联线性回归特征参数，将所述湿度关联线性回归特征参数作为所述湿度关联拟合系数数据；

29、提取所述第一胶液铺展测试样本集合在基准实验温度条件与所述第二胶液铺展测试样本集合在基准实验湿度条件下的初始铺展平均数值，将所述初始铺展平均数值作为所述胶液实验背景常数项数据；

30、基于所述温度关联拟合系数数据、所述湿度关联拟合系数数据和所述胶液实验背景常数项数据构建所述预设胶液环境特征拟合函数。

31、本发明改进有，所述s4的具体步骤为：

32、s411：获取预设理想胶液铺展半径数据、预设胶液基础出胶量数据和预设点胶头基础运动速度数据，根据所述预设理想胶液铺展半径数据和预判胶液铺展半径数据计算胶液铺展半径相对比例商值得到胶液半径第一缩放比例因子数据，根据所述胶液半径第一缩放比例因子数据计算缩放比例因子自身二次幂数值得到胶液半径第二缩放比例因子数据；

33、s412：根据所述预设胶液基础出胶量数据和所述胶液半径第二缩放比例因子数据计算出胶体积作用量倍数数值得到目标胶液出胶量补偿指令数据，根据所述预设点胶头基础运动速度数据和所述胶液半径第一缩放比例因子数据计算速度作用量倍数数值得到目标点胶头运动速度补偿指令数据；

34、s413：针对所述初步修正轨迹坐标数据、所述目标胶液出胶量补偿指令数据和所述目标点胶头运动速度补偿指令数据进行参数映射关联，生成点胶轨迹自适应补偿参数数据。

35、本发明改进有，所述生成点胶轨迹自适应补偿参数数据的过程具体为：

36、从所述初步修正轨迹坐标数据中提取轨迹节点空间坐标序列；

37、获取相邻两项所述轨迹节点空间坐标序列之间的实际空间距离数值，将所述实际空间距离数值除以预设基准插补距离数值计算得到轨迹节点平滑过渡系数；

38、将所述目标胶液出胶量补偿指令数据乘以所述轨迹节点平滑过渡系数，得到平滑后胶液出胶量补偿指令数据；

39、将所述目标点胶头运动速度补偿指令数据乘以所述轨迹节点平滑过渡系数，得到平滑后点胶头运动速度补偿指令数据；

40、根据所述轨迹节点空间坐标序列、所述平滑后胶液出胶量补偿指令数据和所述平滑后点胶头运动速度补偿指令数据构建多维度补偿数据帧；

41、将多项所述多维度补偿数据帧按照时间序列进行拼接，得到所述点胶轨迹自适应补偿参数数据。

42、本发明改进有，所述s5的具体步骤为：

43、s511：从所述点胶轨迹自适应补偿参数数据中提取轨迹节点空间坐标序列、平滑后点胶头运动速度补偿指令数据和平滑后胶液出胶量补偿指令数据；

44、s512：根据所述轨迹节点空间坐标序列调整点胶机伺服电机的空间运动位置状态，根据所述平滑后点胶头运动速度补偿指令数据调整所述点胶机伺服电机的空间运动速率状态，提取执行完成后的状态参数以构建伺服电机状态数据；

45、s513：根据所述平滑后胶液出胶量补偿指令数据调整点胶阀设备的胶液流量输出状态，从所述伺服电机状态数据中提取并关联所述点胶机伺服电机的空间运动位置状态、所述点胶机伺服电机的空间运动速率状态与所述点胶阀设备的胶液流量输出状态，生成点胶轨迹图像识别处理结果。

46、一种自动点胶轨迹图像识别系统，所述自动点胶轨迹图像识别系统用于实现上述自动点胶轨迹图像识别方法，所述系统包括：

47、视觉特征解析模块，监测基板图像数据提取基板局部区域像素灰度分布特征和基板基准几何形状特征，利用预设泽尼克多项式计算基板边缘亚像素位置数据，针对所述基板边缘亚像素位置数据和预设理想基板坐标数据计算坐标仿射映射系数数值，生成基板仿射变换矩阵数据；

48、轨迹空间同步模块，根据所述基板仿射变换矩阵数据、预设基板点胶轨迹坐标数据和预设基板旋转中心坐标数据计算轨迹旋转后向量坐标数据，生成初步修正轨迹坐标数据；

49、胶液流变预测模块，采集点胶区域环境温度数据和点胶区域环境湿度数据，利用预设胶液环境特征拟合函数，计算生成预判胶液铺展半径数据；

50、多维指令融合模块，利用预设理想胶液铺展半径数据、预判胶液铺展半径数据、预设胶液基础出胶量数据及预设点胶头基础运动速度数据计算目标胶液出胶量补偿指令数据和目标点胶头运动速度补偿指令数据，融合所述初步修正轨迹坐标数据生成点胶轨迹自适应补偿参数数据；

51、终端协同驱动模块，通过所述点胶轨迹自适应补偿参数数据调整点胶机伺服电机的空间运动位置状态、点胶机伺服电机的空间运动速率状态及点胶阀设备的胶液流量输出状态，生成点胶轨迹图像识别处理结果。

52、与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

53、本发明中，依托提取基板局部像素灰度分布与基准几何形状特征计算亚像素位置数据并生成仿射变换矩阵，针对性求解旋转后向量坐标以获得初步修正轨迹，直接化解宏观定位粗略难以察觉边缘微小变化的难题，有效破除路径规划静态刚性与基板随机偏差的矛盾，同步采集环境温湿度并融合拟合函数测算预判铺展半径，深度整合理想半径及基础出胶参量输出目标补偿指令，自适应调整伺服电机空间运动状态与点胶阀流量输出，打通定位误差与环境参数的一体化综合分析链路，消除胶液特性受环境波动产生的溢出缺失风险。