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前言
        計(jì)算機(jī)視覺(jué)的應(yīng)用大致上可以分成定位 (Location)、量測(cè) (Measurement)、識(shí)別（Recognition）、缺陷檢測(cè) (Defect Inspection)四大類，其中以定位的應(yīng)用最為廣泛，機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)同時(shí)涵蓋了多項(xiàng)功能，例如檢視主機(jī)板上的電子組件。機(jī)器視覺(jué)也可以用來(lái)控制機(jī)械手臂，在機(jī)械手臂上加裝CCD，利用影像辨識(shí)的定位，帶動(dòng)機(jī)械手臂來(lái)做一些高危險(xiǎn)性的醫(yī)療研究，例如：病毒研究、藥物混合等，都可以用這種方式來(lái)做控制，除了精準(zhǔn)之外，對(duì)人類的生命也比較有安全保障。

影像定位后的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換
        市面上影像比對(duì)的函數(shù)庫(kù)(Library)很多，使用者可以自行選用合適的函數(shù)庫(kù)。本文以下所提的系統(tǒng)采用Euresys公司開(kāi)發(fā)的 eVision EasyMatch，這是一種基于灰度相關(guān)性的圖像匹配函數(shù)庫(kù)，速度非常快，而且能夠達(dá)到次像素(sub-pixel)精度的匹配結(jié)果。對(duì)于旋轉(zhuǎn)、比率變化(縮/放)和平移等，都能精確找到模板圖像(Golden Image)的位置。故本文僅對(duì)影像定位后的二維坐標(biāo)產(chǎn)生的“位移”與“旋轉(zhuǎn)”做探討。

        坐標(biāo)位移
 

        坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)
 

        坐標(biāo)位移+旋轉(zhuǎn)
        遇到同時(shí)發(fā)生坐標(biāo)位移&旋轉(zhuǎn)時(shí)，先計(jì)算位移，再套用旋轉(zhuǎn)的公式，即可算出最后的結(jié)果。

系統(tǒng)架構(gòu)
        本系統(tǒng)為介紹如何設(shè)計(jì)出結(jié)合“機(jī)械運(yùn)動(dòng)”與“計(jì)算機(jī)視覺(jué)”的自動(dòng)化定位系統(tǒng)。

基本架構(gòu)

        GEME-3000主控制器： 含HSL控制卡, 安裝Windows? XP操作系統(tǒng)
        3-Axis定位平臺(tái)：三菱伺服馬達(dá)+滾珠螺桿
        運(yùn)動(dòng)控制器：HSL-4XMO控制模塊。
        計(jì)算機(jī)視覺(jué)組件：使用IEEE1394 CCD采集影像，利用Euresys eVision的EasyMatch進(jìn)行影像比對(duì)(Pattern Match)，作定位偏移的補(bǔ)正計(jì)算。

                                          [圖1] 系統(tǒng)架構(gòu)實(shí)機(jī)圖

系統(tǒng)流程
        本系統(tǒng)為介紹如何設(shè)計(jì)出結(jié)合“機(jī)械運(yùn)動(dòng)”與“計(jì)算機(jī)視覺(jué)”的自動(dòng)化定位系統(tǒng)。

系統(tǒng)校正

        Mitsubishi 驅(qū)動(dòng)器調(diào)校：10,000 pulse/roll
        滾珠螺桿的螺距vs. Pulse/Roll：
        如，螺距=10mm/roll，10,000 pulse/roll ? 1um/pulse 
        F.O.V. (Field of View) 的選定：F.O.V.要大于定位點(diǎn)的大小，太小?可接受的“初步定位”誤差變小；太大?因定位點(diǎn)影像太小，影像定位誤差大。
        CCD工作距離的選定：工作距離要大于打孔頂針，以免對(duì)焦時(shí)打孔頂針撞到工件。當(dāng)F.O.V.及工作距離確認(rèn)后，即求出 LENS & Ext. Ring。
教導(dǎo)作業(yè)

         啟動(dòng)系統(tǒng)3軸回Home，待３軸回定位后，再由人工將工件置于3軸之定位平臺(tái)上并作“初步定位” ；
         手動(dòng)控制Z軸緩慢下降，使其接近定位平臺(tái)上方 (約0.5~1.0mm)；
         手動(dòng)控制X/Y軸，使打孔頂針剛好在工件第一個(gè)孔位上方；再將Z軸緩慢下降，使其插入第一個(gè)孔位內(nèi)。如定位不準(zhǔn)，可以手動(dòng)移動(dòng)工件，使其定位更準(zhǔn)確。
         精確定位后，將Z軸上升至CCD的實(shí)時(shí)影像可看到完整“定位點(diǎn)”后，執(zhí)行下列“流程圖” 。