用于芯片同轴固定的调位系统及其调位方法与流程

1.本发明涉及激光导航技术领域，具体地涉及用于芯片同轴固定的调位系统及其调位方法。


背景技术：

2.光电探测器作为激光导航使用，该探测器利用底部定位孔与系统中轴连接，从而使芯片中心与系统轴线重合。在导航过程中，导航系统将轴线默认为原点，根据激光信号照射到芯片的位置进而修正飞行轨道，芯片与壳体的定位孔及系统轴线必须在同一条线上才能保证导航精度。
3.壳体的定位孔与壳体本身出厂为标准尺寸，定位孔与壳体本为一体，定位孔的中心点与壳体端表面的中心点本身就重合，将芯片固定到壳体的端表面上，且芯片的中心点与端表面的中心点重合，就能够实现芯片与壳体的定位孔的中心点在同一轴线上。
4.现有技术中，芯片与壳体进行同轴定位的调位方式为：（1）在底座上安装对位装配工装，通过标准件（完成调位的壳体及芯片）装入对位装配工装中，人为通过位于对位装配工装正上方的调整影像测量仪镜头通过标准件的芯片中心十字线与视频上的十字线重合，完成对调整影像测量仪镜头的校正；（2）取下标准件，在对位装配工装上装上壳体，在壳体上表面涂上胶，在壳体的上表面人为对待调位芯片的十字线与视频上的十字线调整，使两条十字线至平行且中心重合，完成芯片与壳体的初次调位；（3）将对位装配工装先后取下，在底座上安装对位检测工装，将完成初次调位的芯片与壳体装入对位检测工装，旋转壳体一周，观察旋转过程中芯片十字线中心点与视频十字线中心的最大距离点，测量并计算同轴度是否合格，若不合格，则继续调整直至同轴度合格为止。
5.本技术发明人在实际应用过程中发现，现有技术的调位方案具有以下缺陷：（1）为保证壳体能够装配到对位装配工装中部的轴上,对位装配工装用于固定壳体的轴的加工尺寸为，而壳体内孔尺寸为,此时装配间隙最小为0.013mm,最大为0.035mm,而芯片与壳体对于同轴度的要求需小于或等于0.07mm,故已经超出了精度要求，人为向壳体施力进行转动的同时，壳体外壁与装配工装内壁持续摩擦，并且随着不断的使用,对位装配工装的轴会被磨损,导致轴与壳体内孔装配间隙越来越大；（2） 现在技术采用对位装配工装和对位检测工装完成壳体与芯片的调位与检测，在实际操作过程中需要多次安装与取出壳体，增加了壳体本身的转运次数，同时增加了碰撞风险，芯片在胶未干的时候可能因为碰撞或振动而移位，对最终的定位效果产生影像，因为操作全程是人为进行，对于意外出现的芯片位移风险无法有效把控；（3）现在技术在检验调位的效果过程中，对位检测工装是固定的，由壳体及芯片转动360
°
，在此时过程中，操作人员具有可能碰到芯片的可能性，并且通过人为直接向壳体施力时会使壳体及芯片整体受力不均而导致重心偏移，而导致检测误差存在。


技术实现要素：

6.本发明为解决上述现有技术精确度受影像、换工装过程中存在无法把控的位移风险、人为调整芯片过程中的偏移的问题，提供用于芯片同轴固定的调位系统及其调位方法，通过分析采集的对位影像，生成相应的调整指令，在整个调位过程中替代现有的人为操作，保证了芯片调位过程中的精确性，不需要更换工装，完全解决人为操作的不可控偏移风险。
7.用于芯片同轴固定的调位系统，包括：影像测量装置，所述影像测量装置用于采集芯片的对位影像；校正模块，所述校正模块用于通过对位影像判断芯片位置是否满足要求，对不满足要求的判断结果生成调整指令信息；智能定位工装，所述智能定位工装用于固定壳体，并根据调整指令信息对所述壳体上方的芯片进行位置调整。
8.本发明通过智能定位工装替代传统的对位装配工装及对位检测工装，在整个芯片调位过程中通过智能定位工装固定壳体，并将旋转壳体的动力来源由人为改为工装自身提供，消除现在调位过程中工装磨损及人为操作带来的不可控误差；影像测量装置采集对位影像，并由校正模块行进行分析判断是否满足要求，并根据对位影像中芯片的实际偏移距离、偏移方向对芯片的位置进行微调，保证芯片调位的过程完全可控，确保芯片调位更加准确化、精确化、稳定化、可控化。
9.可选的，所述智能定位工装包括：紧固机构，所述紧固机构用于对壳体进行固定，使壳体位于影像测量装置的正下方，且紧固机构、壳体及影像测量装置三者的中心点在垂直方向上同轴，该轴为标准轴，其中，所述标准轴由影像测量装置确定；旋转机构，所述旋转机构用于向紧固机构传导旋转动力，通过紧固机构带动壳体以所述标准轴为轴线进行旋转；调整执行机构，所述调整执行机构根据调整指令信息对芯片的位置进行调整；工装无线通讯模块，所述工装无线通讯模块用于接收调整指令信息；主控模块，所述主控模块用于接收并解析所述调整指令信息，控制紧固机构、旋转机构及调整执行机构进行对应的工作内容。
10.可选的，所述影像测量装置包括：影像测量镜头，所述影像测量镜头设置在紧固机构的正上方，用于采集芯片的对位影像，其中，所述对位影像用于拍摄俯视状态下芯片的位置状态；影像无线通讯模块，所述影像无线通讯模块用于向校正模块发送对位影像。
11.可选的，所述校正模块内置虚拟标准参照图，通过判断静态下对位影像中芯片的中心点与静态下虚拟标准参照图的中心点是否同轴，判断静态下芯片与壳体是否同轴；通过计算旋转状态下对位影像中芯片的中心点与旋转状态下虚拟标准参照图的中心点的同轴度，判断旋转状态下的芯片与壳体的同轴度是否满足要求。
12.可选的，所述调整指令信息包括：当静态下芯片与壳体不同轴，生成的第一调整指令信息；以及当旋转状态下芯片与壳体的同轴度不满足要求，生成的第二调整指令信息。
13.用于芯片同轴固定的调位系统的调位方法，包括以下步骤：
s1、采集静态下芯片的对位影像，判断芯片与壳体是否同轴，若不同轴，则执行步骤s2；若同轴，则执行步骤s3；s2、以虚拟标准参照图的中心点为标准，根据对位影像中芯片的中心点与虚拟标准参照图的中心点之间的偏离差距与偏离方向，生成第一调整指令信息，并对芯片位置进行调整后，执行步骤s1；s3、采集旋转状态下芯片的对位影像，识别对位影像中芯片的中心点与虚拟标准参照图的中心点之间的最大偏离距离，计算对位影像中芯片的中心点与虚拟标准参照图的中心点之间的同轴度，判断计算结果是否满足要求；若不满足，则执行步骤s4；若满足，则执行步骤s5；s4、以虚拟标准参照图的中心点为标准，根据最大偏离距离，生成第二调整指令信息，并对芯片位置进行调整后，执行步骤s3；s5、完成芯片与壳体的同轴固定。
14.可选的，在执行所述步骤s1前还包括：获取紧固机构中心点的对位影像，以虚拟标准参照图的中心点为标准，对紧固机构进行位置调整，使紧固机构的中心与虚拟标准参照图的中心点重合；将壳体固定于紧固机构的中心，使壳体位于影像测量装置的正下方；将芯片放置于壳体上方。
15.可选的，所述步骤s1中，判断芯片与壳体是否同轴包括：判断静态下对位影像芯片的中心点与虚拟标准参照图的中心点是否重合，若重合，则芯片与壳体同轴；若不重合，则芯片与壳体不同轴。
16.可选的，所述步骤s3中，最大偏离距离包括：最大横向偏离距离及最大纵向偏离距离；所述步骤s3包括：s301、识别芯片中心点与虚拟标准参照图中心点的最大横向偏离距离；s302、识别芯片中心点与虚拟标准参照图中心点的最大纵向偏离距离；s303、通过以下公式计算获得芯片中心点与虚拟标准参照图中心点的同轴度：其中，判断是否满足，若满足，则旋转状态下的芯片与壳体的同轴度满足要求；若不满足，则旋转状态下的芯片与壳体的同轴度不满足要求。
17.可选的，所述步骤s2、s4中，根据第一调整指令信息或第二调整指令信息，智能定位工装对芯片进行对应位置调整工作。
18.通过上述技术方案，在整个芯片同轴的过程中实现无人参与调位工作，通过智能定位工装完成对壳体及芯片的所有操作，消除现有对位过程中工装磨损及人为操作带来的不可控误差，同时保证芯片调位的过程完全可控，确保芯片调位更加准确化、精确化、稳定化、可控化，因替代了手动调位工作，可实现精准化、高效化、规模化的芯片与壳体的调位。
19.本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
20.附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：图1是本发明系统的关系示意图；图2是本发明系统的结构示意图；图3是标准件中芯片与壳体的剖视图；图4是本发明中影像测量镜头采集对位影像时的侧视图；图5是现有技术对位装配工装的侧剖视图；图6是本发明中紧固机构的侧剖视图；图7是本发明中紧固结构的俯视图；图8是本发明方法的流程示意图；图9是本发明方法中步骤s3的流程示意图；图10是本发明中虚拟标准参照图；图11是本发明中旋转状态下芯片的中心点的运动轨迹图。
21.其中，1-壳体，2-芯片，3-定位孔，4-影像采集镜头，5-对位装配工装，6-智能定位工装，601-调整执行机构，602-主控模块，603-调整旋转辅助机构，604-旋转机构，605-紧固机构。
具体实施方式
22.以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。
23.如图1-图2所示，用于芯片同轴固定的调位系统，包括：影像测量装置，所述影像测量装置用于采集芯片2的对位影像；校正模块，所述校正模块用于通过对位影像判断芯片2位置是否满足要求，对不满足要求的判断结果生成调整指令信息；智能定位工装6，所述智能定位工装6用于固定壳体1，并根据调整指令信息对所述壳体1上方的芯片2进行位置调整。
24.本发明通过智能定位工装6替代传统的对位装配工装5及对位检测工装，在整个芯片2调位过程中通过智能定位工装6固定壳体1，并将旋转壳体1的动力来源由人为改为工装自身提供，消除现在调位过程中工装磨损及人为操作带来的不可控误差；影像测量装置采集对位影像，并由校正模块行进行分析判断是否满足要求，并根据对位影像中芯片2的实际偏移距离、偏移方向对芯片2的位置进行微调，保证芯片2调位的过程完全可控，确保芯片调位更加准确化、精确化、稳定化、可控化。
25.如图3所示，芯片2与壳体1位置关系，芯片2位于壳体1的正上方，在将芯片2放置到壳体1上前，需要在芯片2底部涂上用于黏合的胶体，在放置完成后，开始对芯片2进行调位，调位结束后等待指定时间后，待胶体彻底凝固，即完成芯片2与壳体1的调位。
26.如图4、图5所示，为现有技术进行工装调位时状态，工装置于影像测量镜头正下方，现有技术中工装的轴用于固定壳体1，为了保证壳体1能够旋转，轴的直径略微小于壳体
1内壁直径，但随着使用次数的增加，轴的直径受到磨损，导致精度逐渐降低。
27.如图4、图6、图7所示，可选的，智能定位工装6包括：紧固机构605，紧固机构605用于对壳体1进行固定，使壳体1位于影像测量装置的正下方，且紧固机构605、壳体1及影像测量装置三者的中心点在垂直方向上同轴，该轴为标准轴，其中，标准轴由影像测量装置确定；旋转机构604，旋转机构604用于向紧固机构605传导旋转动力，通过紧固机构605带动壳体1以标准轴为轴线进行旋转；调整执行机构601，调整执行机构601根据调整指令信息对芯片2的位置进行调整；工装无线通讯模块，工装无线通讯模块用于接收来自影像测量装置的数据；实际应用中，校正模块生成调整指令信息后，可直接将调整指令信息发送至工装无线通讯模块；也可将调整指令信息发送至影像测量装置，由影像测量装置的影像无线通讯模块发送至工装无线通讯模块。
28.主控模块602，主控模块602用于接收并解析调整指令信息，控制紧固机构605、旋转机构604及调整执行机构601进行对应的工作内容。
29.可选的，影像测量装置包括：影像测量镜头，影像测量镜头设置在紧固机构605的正上方，用于采集芯片2的对位影像，其中，对位影像用于拍摄俯视状态下芯片2的位置状态；影像无线通讯模块，影像无线通讯模块用于向校正模块发送对位影像。
30.如图7所示，实际应用中，紧固机构605可采用三角内撑的结构形式，以三片叶片对壳体1内壁进行支持，进而完成对壳体1的固定，需要说明的是，本发明是提出的紧固机构605在实际中的具体实施方式可以为多种形态，但凡作用效果为对壳体1进行固定，保持稳定的结构，其都应为本发明所保护的范围。
31.旋转机构604与紧固机构605的底部连接，通过旋转机构604转动，带动紧固机构605进行旋转，替代现有技术中人为对壳体1外壁施力进行旋转的方式。
32.调整执行机构601的下部与调整旋转辅助机构603连接，调整旋转辅助机构603类选择原理与旋转机构604相同，调整旋转辅助机构603用于带动调整执行机构601进行旋转，旋转最佳的调位方向进行芯片2的调位，如图6所示，调整旋转辅助机构603位于旋转机构604上方，调整旋转辅助机构603在带动调整执行机构601进行旋转时，对壳体1生成对位影像。
33.主控模块602通过的集成电路对智能定位工装6的其特部件进行控制。
34.可选的，如图10所示，校正模块内置虚拟标准参照图，通过判断静态下对位影像中芯片2的中心点与静态下虚拟标准参照图的中心点是否同轴，判断静态下芯片2与壳体1是否同轴；通过计算旋转状态下对位影像中芯片2的中心点与旋转状态下虚拟标准参照图的中心点的同轴度，判断旋转状态下的芯片2与壳体1的同轴度是否满足要求。
35.可选的，调整指令信息包括：当静态下芯片2与壳体1不同轴，生成的第一调整指令信息；以及当旋转状态下芯片2与壳体1的同轴度不满足要求，生成的第二调整指令信息。
36.影像测量镜头可获取的视野范围正中心设置虚拟标准参照图，具体地说，影像测量镜头本身固定，无论影像测量镜头下是否在进行芯片2调位，影像测量镜头获取的影像的
中心点都与虚拟标准参照图的中心点重合，当紧固结构的中心点与虚拟标准参照图的中心点重合，则二者的中心点都处于标准轴上，紧固机构605固定并调位好壳体1，在完成紧固机构605、壳体1的调位后，将芯片2的中心点以虚拟标准参照图的中心点为标准进行调位，保证紧固机构605的中心点、壳体1的中心点、芯片2的中心点、虚拟标准参照图的中心点均处与标准轴上，即完成了静态下芯片2在壳体1上的调位。
37.壳体1旋转状态下，通过识别芯片2的中心点与虚拟标准参照图中心点的同轴度，在壳体1完成旋转360
°
后，对芯片2本体进行调整，完成旋转状态下的芯片2在壳体1上的调位。
38.为了提升校正模块能够快速、精确的、高效的下达调整指令信息，确保芯片2的调位能够在较短时间内完成高精度的调位工作，校正模块还包括校正数据库及校正训练模型：校正数据库用于储存历次芯片2调位过程中的对位影像及调整指令信息，校正训练模型将校正数据库中的数据作为训练数据，进行深度学习训练，校正模块进行调位的次数的增加，校正数据库中的训练数据也将增加，校正训练模型能够越来越精确、高效的完成调整指令信息的生成。
39.如图8所示，用于芯片同轴固定的调位系统的调位方法，包括以下步骤：s1、采集静态下芯片2的对位影像，判断芯片2与壳体1是否同轴，若不同轴，则执行步骤s2；若同轴，则执行步骤s3；s2、以虚拟标准参照图的中心点为标准，根据对位影像中芯片2的中心点与虚拟标准参照图的中心点之间的偏离差距与偏离方向，生成第一调整指令信息，并对芯片2位置进行调整后，执行步骤s1；s3、采集旋转状态下芯片2的对位影像，识别对位影像中芯片2的中心点与虚拟标准参照图的中心点之间的最大偏离距离，计算对位影像中芯片2的中心点与虚拟标准参照图的中心点之间的同轴度，判断计算结果是否满足要求；若不满足，则执行步骤s4；若满足，则执行步骤s5；s4、以虚拟标准参照图的中心点为标准，根据最大偏离距离，生成第二调整指令信息，并对芯片2位置进行调整后，执行步骤s3；s5、完成芯片2与壳体1的同轴固定。
40.本发明通过执行步骤s1、s3，对静态下及旋转状态下的调位结果进行识识别，确保最终调位结束的芯片2与壳体1能够同轴，采用校正模块生成第一调整指令信息及第二调整指令信息将芯片2调位距离方向具体化、距离精确化、过程高效化。
41.可选的，在执行步骤s1前还包括：获取紧固机构605中心点的对位影像，以虚拟标准参照图的中心点为标准，对紧固机构605进行位置调整，使紧固机构605的中心与虚拟标准参照图的中心点重合；将壳体1固定于紧固机构605的中心，使壳体1位于影像测量装置的正下方；将芯片2放置于壳体1上方。
42.在进行芯片2调位前，需要将紧固机构605的中心点与虚拟标准参照图的中心点进行重合，即对智能定位工装6首先进行位置调整，确保整个过程中的精准，使用紧固机构605在壳体1内部定位孔3处进行固定，本发明中的紧固机构605与现有技术固定壳体1的区别在
于，现有技术中壳体1内壁与工装的轴体之间具有空隙，壳体1实际是“套”在轴体上，本发明中紧固机构605根据定位孔3的形状设计，与定位孔3契合，内置可收缩的弹性件，当进行壳体1固定时，将紧固机构605进行内收，后张开，完成壳体1的固定，此事壳体1的正上方对准影像采集镜4头，壳体1的中心点与虚拟标准参照图的中心点重合。
43.可选的，步骤s1中，判断芯片2与壳体1是否同轴包括：判断静态下对位影像芯片2的中心点与虚拟标准参照图的中心点是否重合，若重合，则芯片2与壳体1同轴；若不重合，则芯片2与壳体1不同轴。
44.可选的，步骤s3中，最大偏离距离包括：最大横向偏离距离及最大纵向偏离距离；如图9所示，步骤s3包括：s301、识别芯片中心点与虚拟标准参照图中心点的最大横向偏离距离；s302、识别芯片中心点与虚拟标准参照图中心点的最大纵向偏离距离；s303、通过以下公式计算获得芯片中心点与虚拟标准参照图中心点的同轴度：其中，判断是否满足，若满足，则旋转状态下的芯片与壳体的同轴度满足要求；若不满足，则旋转状态下的芯片与壳体的同轴度不满足要求。
45.如图10-图11所示，芯片2的中心点进行旋转，虚线为芯片的中心点的旋转轨迹，校正模块通过对位影像中芯片2中心点的运动轨迹，以虚拟标准参照图的中心点为不动的标准点，识别出芯片2的中心点到虚拟标准参照图的中心点的最大横向偏离距及最大纵向偏离距离，通过上述公式进行芯片2同轴度的计算。
46.可选的，步骤s2、s4中，根据第一调整指令信息或第二调整指令信息，智能定位工装6对芯片2进行对应位置调整工作。
47.第一调整指令信息及第二调整指令信息中包括了对智能定位工装6整体的工作指令，例如：步骤s2、步骤s4中，第一调整指令信息、第二调整指令需要对旋转机构604、调整执行机构601进行控制，进而实现对芯片2的调整；除此在外，在步骤s3中，由校正模块发送信息控制旋转机构604进行旋转。
48.本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
49.本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
50.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指
令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
51.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
52.在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器 (cpu)、输入/输出接口、网络接口和内存。
53.存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(ram)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(rom)或闪存(flash ram)。存储器是计算机可读介质的示例。
54.计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据机构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存 (pram)、静态随机存取存储器 (sram)、动态随机存取存储器 (dram)、其他类型的随机存取存储器 (ram)、只读存储器 (rom)、电可擦除可编程只读存储器 (eeprom)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器 (cd-rom)、数字多功能光盘 (dvd) 或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体 (transitory media)，如调制的数据信号和载波。
55.还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
56.以上仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术。对于本领域技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的权利要求范围之内。