獲得具有用于增強(qiáng)邊緣分辨率的偏移的圖像的系統(tǒng)和方法
【專利摘要】一種在機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)中用于得到工件的兩幅圖像的方法，該圖像之間具有所需的子像素偏移。利用機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)中相機(jī)快速多圖像獲取模式的操作來獲得圖像。在多個(gè)實(shí)施方式中，該方法包括去除圖像之間的偏移以便工件在圖像中是相同的，以及組合該相同的圖像數(shù)據(jù)。組合圖像具有比相機(jī)自身分辨率允許的更高的分辨率，該相機(jī)在機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)中獲取圖像。該方法可以在測量工件上的邊緣特征的邊緣特征視頻工具中實(shí)施。可以使得用于得到兩幅圖像的運(yùn)動(dòng)方向橫越正在被測量的邊緣的邊緣方向。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及獲得圖像的系統(tǒng)和方法，尤其涉及獲取要用于在工件上進(jìn)行測量操作 的多幅圖像的機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)及方法。 獲得具有用于增強(qiáng)邊緣分辨率的偏移的圖像的系統(tǒng)和方法

【背景技術(shù)】
[0002] 精密機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)（或者簡稱為"視覺系統(tǒng)"）可用于獲得被檢測對(duì)象的 精確的尺寸測量，并且用于檢測多種其它對(duì)象特性。這種系統(tǒng)可以包括計(jì)算機(jī)、相機(jī)和光 學(xué)系統(tǒng)以及可沿多個(gè)方向移動(dòng)以允許相機(jī)掃描正被檢測的工件的特征的精密工作臺(tái)。一 種示例性的商業(yè)上可購買的現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)是可購自位于Aurora IL的Mitutoyo America Corporation (MAC)的QUICK VISION?基于PC的視覺系統(tǒng)系列和QVPAK?軟件。例如 在2003年1月出版的QVPAK 3D CNC視覺測量機(jī)器用戶指南和1996年9月出版的QVPAK3D CNC視覺測量機(jī)器操作指南中概括描述了 QUICK VISION?視覺系統(tǒng)系列和QVPAK?軟 件的特征和操作，其每個(gè)通過引用的方式將其全部并入本文。例如，以QV-302 Pro型號(hào)為 例，該產(chǎn)品能使用顯微鏡型光學(xué)系統(tǒng)，從而以不同的放大倍率提供工件圖像，并在必要時(shí)移 動(dòng)工作臺(tái)，以超出任何單視頻圖像的限制來橫越工件表面。給出這種系統(tǒng)的所需放大倍率、 測量分辨率、和物理尺寸限制，單視頻圖像一般僅包含正在被觀察或被檢測的工件的一部 分。
[0003] 圖像獲取可以在利用相機(jī)和工件臺(tái)之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)進(jìn)行，由此顯著地增加 檢測生產(chǎn)率。這種系統(tǒng)有利于包括閃光燈照明，以有助于連續(xù)運(yùn)動(dòng)期間圖像的獲取，而不會(huì) 弄臟（或模糊）圖像?？梢杂糜诓煌瑱C(jī)器視覺系統(tǒng)的利用連續(xù)運(yùn)動(dòng)操作獲取圖像的一種示 例性方法在美國專利US7, 499, 584中描述，該專利以引用的方式將其全部并入文本。
[0004] 通用精密機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)（諸如QUICK VISION?系統(tǒng)）通常也是可編程的，以 提供自動(dòng)視頻檢測。美國專利US6, 542, 180 (' 180專利）教導(dǎo)了這種自動(dòng)視頻檢測的多個(gè) 方面并且通過引用的方式將其全部并入本文。正如'180專利中所教導(dǎo)的，自動(dòng)視覺檢測 計(jì)量儀器通常具有編程能力，其允許用戶對(duì)每個(gè)特定的工件配置定義自動(dòng)檢測事件序列。 這可以通過例如基于文本的編程，或者通過（由存儲(chǔ)與用戶借助圖形用戶界面執(zhí)行的檢測 操作的序列相應(yīng)的機(jī)器控制指令的序列）逐漸"學(xué)習(xí)"檢測事件序列的記錄模式，或者通過 這兩種方法的組合來實(shí)現(xiàn)。這種記錄模式通常稱作"學(xué)習(xí)模式"或"訓(xùn)練模式"或"記錄模 式"。一旦在"學(xué)習(xí)模式"中定義了檢測事件序列，那么在"運(yùn)行模式"期間可使用該序列以 自動(dòng)獲?。ú⑶腋郊拥胤治龌驒z測）工件的圖像。
[0005] 包括特定檢測事件序列的機(jī)器控制指令（即，如何獲取每個(gè)圖像，以及如何分析 /檢測每個(gè)所獲取的圖像）通常存儲(chǔ)為對(duì)于特定工件配置專門的"部件程序"或"工件程 序"。例如，部件程序定義如何獲取每個(gè)圖像，諸如如何相對(duì)于工件定位相機(jī)，處于何種照明 級(jí)別，以及何種放大倍率級(jí)別等。另外，部件程序定義了例如如何通過使用一個(gè)或多個(gè)諸如 邊緣/邊界探測視頻工具的視頻工具分析/檢測所獲取的圖像。
[0006] 可以手動(dòng)使用視頻工具（或者簡稱為"工具"）和其它圖形用戶界面特征，以完成 手動(dòng)檢測和/或機(jī)器控制操作（在"手動(dòng)模式"下）。它們的設(shè)置參數(shù)和操作也可以在學(xué)習(xí) 模式期間被記錄，以便創(chuàng)建自動(dòng)檢測程序或者"部件程序"。視頻工具例如可以包括邊緣/ 邊界探測工具、自動(dòng)聚焦工具、形狀或圖案匹配工具、尺寸測量工具等。
[0007] 用于獲取邊緣特征的圖像的部件程序一般指定了放大倍率的級(jí)別。當(dāng)選擇放大倍 率的級(jí)別時(shí)，可以考慮多種折衷方案。例如，更高的放大倍率的級(jí)別可以提供更高的分辨 率，但是除了對(duì)于放大元件要求更昂貴的硬件以外，還會(huì)相對(duì)于總體工件具有更小的視場， 并且可能導(dǎo)致更大的畸變。更低的放大倍率的級(jí)別可以提供更大的視場和更小的畸變，以 及更低的成本，但是不能提供所需級(jí)別的分辨率以及對(duì)于某些應(yīng)用的相應(yīng)的準(zhǔn)確度。在一 些這種情況下，對(duì)象的圖像的分辨率受到相機(jī)探測器中像素間距的限制，這是因?yàn)樵趯?duì)象 上的空間取樣由像素間距和放大倍率來確定。已知解決這種情況的一種方法，該方法獲取 相對(duì)于彼此步進(jìn)或偏移已知子像素增量的多幅圖像，然后組合多組圖像數(shù)據(jù)以有效地增加 對(duì)象上的圖像取樣密度。然而，在一些情況下，這種方法太復(fù)雜以致于不能被相對(duì)不熟練的 用戶理解和實(shí)現(xiàn)，或者太慢而在許多工業(yè)環(huán)境和/或應(yīng)用中不實(shí)用。一些現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)已 經(jīng)提出了一種相機(jī)或光學(xué)部件的抖動(dòng)運(yùn)動(dòng)，以便"自動(dòng)地"提供所需偏移。然而，這種方法 在機(jī)械上是復(fù)雜的，并且可能引入與精密檢測容差不相容的振動(dòng)和/或不可重復(fù)性。希望 一種改進(jìn)的方法和系統(tǒng)，其允許由相對(duì)不熟練的用戶得到所需級(jí)別的分辨率和準(zhǔn)確度，同 時(shí)利用了相對(duì)不昂貴的系統(tǒng)（例如現(xiàn)有系統(tǒng)）和較低的級(jí)別的放大倍率。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 提供一種方法，用于在機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)中獲取相對(duì)于彼此具有子像素偏移的多 幅圖像。機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)包括提供放大倍率Μ的光學(xué)系統(tǒng)，和包括第一像素間距P和快 速多圖像獲取模式的操作的相機(jī)。利用子像素偏移圖像取樣操作，其包括提供第一圖像獲 取運(yùn)動(dòng)和獲取感興趣區(qū)域的多幅圖像。第一圖像獲取運(yùn)動(dòng)包括以第一速度S沿第一方向相 對(duì)于彼此移動(dòng)工件和相機(jī)之一。多幅圖像在圖像獲取運(yùn)動(dòng)期間利用相機(jī)的快速多圖像獲取 模式的操作來獲取。多幅圖像至少包括在第一時(shí)間tl處獲取的感興趣區(qū)域的第一圖像和 在第一時(shí)間tl之后的第二時(shí)間t2處獲取的感興趣區(qū)域的第二圖像。在視場（F0V)中相對(duì) 于對(duì)象的第一和第二圖像之間的偏移〇大約等于M*S*(t2-tl)，并且機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)被 配置成使得〇不等于nP，其中η為整數(shù)。在多個(gè)實(shí)施方式中，偏移0可以落在（n+. 2)P < 0 < (n+.8)P的范圍內(nèi)。相機(jī)系統(tǒng)的快速多圖像獲取模式的操作操作以使得第一和第二時(shí)間 之間的差值（t2-tl)在多個(gè)實(shí)施例中可以是至多50微秒、或至多25、10或5微秒，或者如 果相機(jī)系統(tǒng)允許的話甚至更小。
[0009] 在多個(gè)實(shí)施方式中，第一像素間距P可以包括列方向像素間距Py或行方向像素 間距Px中的至少一個(gè)。偏移0可以包括沿相機(jī)的列方向具有像素間距Px的分量Ox和沿 相機(jī)的行方向具有像素間距Py的分量〇y。第一圖像獲取運(yùn)動(dòng)和快速多圖像獲取模式的操 作中的圖像定時(shí)可以被配置，以便偏移分量中的至少一個(gè)包括非整數(shù)K乘以相應(yīng)的像素間 距。在一個(gè)實(shí)施方式中，非整數(shù)K落在（n+. 2) <K< (n+. 8)的范圍內(nèi)，其中η是整數(shù)。 [0010] 該方法可以進(jìn)一步包括去除或補(bǔ)償偏移〇以便工件在多個(gè)圖像和/或圖像數(shù)據(jù)中 是相同的。相同的圖像數(shù)據(jù)然后可以被組合以提供具有比相機(jī)的自身分辨率允許的更高的 分辨率的圖像數(shù)據(jù)，該相機(jī)在機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)中獲取圖像。相同圖像數(shù)據(jù)的組合可以基 于位置鎖定（position latching)數(shù)據(jù)、圖像的相關(guān)性分析、或運(yùn)動(dòng)和定時(shí)數(shù)據(jù)中的至少一 個(gè)。
[0011] 在多個(gè)實(shí)施方式中，操作可以包括在邊緣工具的多圖像模式中。邊緣工具可以包 括單圖像模式和多圖像模式，基于放大倍率和用戶選擇中的至少一個(gè)使用多圖像模式。來 自多圖像模式期間拍攝的第一和第二圖像的圖像數(shù)據(jù)可以被組合，以將分辨率增加到所需 級(jí)別。用于確定邊緣位置的合成圖像可以基于第一和第二圖像的組合數(shù)據(jù)作出。合成圖像 可以在學(xué)習(xí)模式期間顯示。在多圖像模式期間使用以提供增加的分辨率圖像數(shù)據(jù)的系統(tǒng)參 數(shù)可以在學(xué)習(xí)模式期間被配置，并且該配置可以在部件程序中被記錄。
[0012] 第一圖像獲取運(yùn)動(dòng)可以沿橫越正在被測量的邊緣的邊緣方向的方向進(jìn)行。在一些 實(shí)施例和/或應(yīng)用中，學(xué)習(xí)模式可以包括進(jìn)行和/或定義操作，諸如測量邊緣的操作、確定 邊緣的角度的操作、設(shè)置橫越邊緣的運(yùn)動(dòng)方向的操作（例如在一個(gè)實(shí)施例中，角度等于邊 緣的角度加上大約90度）、基于運(yùn)動(dòng)方向和工具位置參數(shù)計(jì)算兩個(gè)路徑點(diǎn)的操作等。在某 些示例中，第一和第二圖像可以包括感興趣區(qū)域中工件的多個(gè)邊緣。在這種情況下，如果作 出正在感興趣區(qū)域內(nèi)關(guān)于多個(gè)邊緣利用多個(gè)邊緣工具的確定，那么學(xué)習(xí)模式可以使用多邊 緣工具例程。多邊緣工具例程可以包括確定多個(gè)邊緣的角度，確定單運(yùn)動(dòng)方向是否可以被 確定為在離關(guān)于多個(gè)邊緣的角度的每一個(gè)垂直的規(guī)定程度范圍內(nèi)，如果是，則使用確定的 運(yùn)動(dòng)方向，如果不是，則添加至少第二運(yùn)動(dòng)方向，用于得到至少第三圖像。學(xué)習(xí)模式還可以 為用戶提供選擇，以協(xié)助運(yùn)動(dòng)方向的確定。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013] 圖1是示出了通用精密機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)的多個(gè)典型元件的圖。
[0014] 圖2是類似于圖1的機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)并且包括在此描述的特征的機(jī)器視覺檢測 系統(tǒng)的控制系統(tǒng)部分和視覺元件部分的框圖。
[0015] 圖3是覆蓋圖像中的邊緣的示例性點(diǎn)工具的圖。
[0016] 圖4是說明了基于一組像素強(qiáng)度值確定邊緣位置的一種示例性方法的圖。
[0017] 圖5是說明了需要在多種放大倍率增加邊緣的取樣的表。
[0018] 圖6A-6C是說明了利用子像素偏移圖像取樣操作拍攝的邊緣的第一和第二圖像 以及來自第一和第二圖像的組合數(shù)據(jù)的圖。
[0019] 圖7是說明了獲取圖6A-6C的圖像的序列的時(shí)序圖。
[0020] 圖8是說明了例程的一個(gè)示例性實(shí)施例的流程圖，該例程用于利用子像素偏移圖 像取樣操作獲取第一和第二圖像。

【具體實(shí)施方式】
[0021] 下面描述本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例。下面描述提供對(duì)這些實(shí)施例的充分理解和實(shí)現(xiàn)描 述的具體細(xì)節(jié)。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，在沒有這些眾多的細(xì)節(jié)的情況下，本發(fā)明也 能被實(shí)施。此外，某些熟知的結(jié)構(gòu)或功能可能沒有被詳細(xì)地示出或描述，以避免不必要地掩 蓋各實(shí)施例的相關(guān)描述。下面呈現(xiàn)的描述中所使用的術(shù)語意在按照其最寬的合理方式進(jìn)行 解釋，即使其在使用時(shí)結(jié)合了本發(fā)明某些特定實(shí)施例的詳細(xì)描述。
[0022] 圖1為根據(jù)在此描述的方法可使用的一種示例性機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)10的框圖。機(jī) 器視覺檢測系統(tǒng)10包括視覺測量機(jī)器12,其可操作地連接以與控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)14交換數(shù) 據(jù)和控制信號(hào)?？刂朴?jì)算機(jī)系統(tǒng)14還操作地連接以與監(jiān)視器或顯示器16、打印機(jī)18、操縱 桿22、鍵盤24和鼠標(biāo)26交換數(shù)據(jù)和控制信號(hào)。監(jiān)視器或顯示器16可以適于對(duì)機(jī)器視覺檢 測系統(tǒng)10的操作進(jìn)行控制和/或編程的顯示用戶界面?？梢岳斫猓诟鞣N實(shí)施例中，觸摸 屏平板電腦等可以替代和/或冗余地提供計(jì)算機(jī)系統(tǒng)14、顯示器16、操縱桿22、鍵盤24和 鼠標(biāo)26的任一個(gè)或所有的功能。
[0023] 本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)14通?？捎扇魏斡?jì)算系統(tǒng)或裝置組成。 適當(dāng)?shù)挠?jì)算系統(tǒng)或裝置可以包括個(gè)人計(jì)算機(jī)、服務(wù)器計(jì)算機(jī)、微型計(jì)算機(jī)、大型計(jì)算機(jī)、包 括前面的任意一個(gè)的分布式計(jì)算環(huán)境等。這種計(jì)算系統(tǒng)或裝置可包括執(zhí)行軟件以實(shí)現(xiàn)在 此描述的功能的一個(gè)或多個(gè)處理器。處理器包括可編程通用或?qū)Ｓ梦⑻幚砥?、可編程控?器、專用集成電路（ASIC)、可編程邏輯裝置（PLD)等，或者這些裝置的組合。軟件可以存儲(chǔ) 到存儲(chǔ)器（諸如隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM)、只讀存儲(chǔ)器（ROM)、閃存等，或者這些元件的組合） 中。軟件還可以存儲(chǔ)在一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)裝置（諸如磁盤或光盤、閃存裝置，或者用于存儲(chǔ)數(shù) 據(jù)的任何其他類型的非易失存儲(chǔ)介質(zhì)）中。軟件可以包括一個(gè)或多個(gè)程序模塊，該一個(gè)或 者多個(gè)程序模塊包括執(zhí)行特定任務(wù)或者實(shí)現(xiàn)特定抽象數(shù)據(jù)類型的例程、程序、對(duì)象、元件、 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等。在分布式計(jì)算環(huán)境中，程序模塊的功能可以跨越多個(gè)計(jì)算系統(tǒng)或裝置被組合 或者分布，并且以有線或無線配置通過服務(wù)呼叫來訪問。
[0024] 視覺測量機(jī)器12包括可移動(dòng)工件臺(tái)32和光學(xué)成像系統(tǒng)34,光學(xué)成像系統(tǒng)可包括 變焦鏡頭或互換鏡頭。對(duì)于通過光學(xué)成像系統(tǒng)34提供的圖像，變焦鏡頭或者互換鏡頭通常 提供多種放大倍率。機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)10通常與前面描述的QUICK VISION?系列視覺 系統(tǒng)和QVPAR?.軟件以及類似的現(xiàn)有技術(shù)中商業(yè)上可購得的精密機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)可 比較。在共同受讓的美國專利 US7, 454, 053、US7, 324, 682、US8, 111，905 和 US8, 111，938 中 也描述了機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)10,這些專利每個(gè)通過引用的方式全部并入本文。
[0025] 圖2是與圖1的機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)類似并包括在此描述的特征的機(jī)器視覺檢測系 統(tǒng)100的控制系統(tǒng)部分120和視覺元件部分200的框圖。正如將要在下面更詳細(xì)描述的， 利用控制系統(tǒng)部分120控制視覺元件部分200。視覺元件部分200包括光學(xué)組件部分205 ; 光源220、230和240 ;和具有中央透明部分212的工件臺(tái)210。工件臺(tái)210可沿著X軸和Y 軸以可控方式移動(dòng)，X軸和Y軸處于與可以定位工件20的工作臺(tái)的表面大體平行的平面內(nèi)。 光學(xué)組件部分205包括相機(jī)260、互換物鏡250,并且可以包括具有鏡頭286和288的鏡頭 旋轉(zhuǎn)盤組件280。取代鏡頭旋轉(zhuǎn)盤組件，可以包括固定的或可手動(dòng)互換的放大倍率改變鏡 頭，或者變焦鏡頭配置等。
[0026] 通過使用驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器以沿Z軸移動(dòng)光學(xué)組件部分205的可控馬達(dá)294,光學(xué)組件部 分205可以控制地沿著大體垂直于X軸和Y軸的Z軸方向移動(dòng)，以改變工件20的圖像的焦 點(diǎn)?？煽伛R達(dá)294通過信號(hào)線296連接到輸入/輸出接口 130。
[0027] 將要使用機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)100成像的工件20或者保持多個(gè)工件20的托盤或夾 具放置在工件臺(tái)210上?？梢钥刂乒ぜ_(tái)210以相對(duì)于光學(xué)組件部分205移動(dòng)，從而互換 物鏡250在工件20上的位置之間和/或在多個(gè)工件20之間移動(dòng)。一個(gè)或多個(gè)工作臺(tái)光源 220、同軸光源230和表面光源240 (例如環(huán)形光源）可以分別發(fā)射光源光222、232和/或 242,以照射一個(gè)或多個(gè)工件20。光源230可以沿著包括鏡290的路徑發(fā)射光232。光源光 被反射或者透射成為工件光255,并且用于成像的工件光穿過互換物鏡250和鏡頭旋轉(zhuǎn)盤 組件280被相機(jī)系統(tǒng)260收集。由相機(jī)系統(tǒng)260捕獲的工件20的圖像在信號(hào)線262上輸 出至控制系統(tǒng)部分120。光源220、230和240可以分別通過信號(hào)線或總線221、231和241 連接到控制系統(tǒng)部分120。為了改變圖像放大倍率，控制系統(tǒng)部分120可以通過信號(hào)線或總 線281沿著軸284旋轉(zhuǎn)鏡頭旋轉(zhuǎn)盤組件280,以選擇一個(gè)轉(zhuǎn)盤鏡頭。
[0028] 如圖2中所示，在多種示例性實(shí)施例中，控制系統(tǒng)部分120包括控制器125、輸入/ 輸出接口 130、存儲(chǔ)器140、工件程序產(chǎn)生器和執(zhí)行器170以及電源部分190?？梢酝ㄟ^一個(gè) 或多個(gè)數(shù)據(jù)/控制總線和/或應(yīng)用程序接口或者通過多種元件之間的直接連接相互連接這 些元件中的每一個(gè)以及下面所描述的附加元件。
[0029] 輸入/輸出接口 130包括成像控制接口 131、運(yùn)動(dòng)控制接口 132、照明控制接口 133 和鏡頭控制接口 134。運(yùn)動(dòng)控制接口 132可包括位置控制單元132a和速度/加速度控制 單元132b，即使這些單元可以被合并和/或不可區(qū)分。照明控制接口 133包括照明控制單 元133a-133n及133Π ，其對(duì)于機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)100的各種相應(yīng)的光源，例如控制選擇、功 率、接通/切斷開關(guān)以及選通脈沖時(shí)序（如果適用）。
[0030] 存儲(chǔ)器140可包括圖像文件存儲(chǔ)部分141、邊緣探測存儲(chǔ)部分140ed、可以包括一 個(gè)或多個(gè)部件程序等的工件程序存儲(chǔ)部分142以及視頻工具部分143。視頻工具部分143 包括：針對(duì)相應(yīng)視頻工具中的每一個(gè)確定⑶I、圖像處理操作等的視頻工具部分143a和其 它視頻工具部分（例如143η);以及感興趣區(qū)域（R0I)產(chǎn)生器143roi，感興趣區(qū)域產(chǎn)生器 143roi支持定義可在視頻工具部分143中所包含的不同視頻工具中可操作的不同R0I的自 動(dòng)、半自動(dòng)和/或手動(dòng)操作。
[0031] 在本說明書的上下文中，如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所熟知，術(shù)語視頻工具通常指代 機(jī)器視覺用戶通過相對(duì)簡單的用戶界面（例如圖形用戶界面、可編輯參數(shù)窗口、菜單等）可 實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)或編程操作的相對(duì)復(fù)雜的集合，而不需要?jiǎng)?chuàng)建視頻工具中所包含的步進(jìn)式操作 序列或者不采取通用的基于文本的編程語言等。例如，視頻工具可包括圖像處理操作和計(jì) 算的復(fù)雜的預(yù)編程集合，在特定情形中通過調(diào)整控制操作和計(jì)算的少量變量或參數(shù)應(yīng)用和 定制該預(yù)編程集合。除了基本操作和計(jì)算之外，視頻工具還包括允許用戶針對(duì)視頻工具的 特定情形調(diào)整那些參數(shù)的用戶界面。例如，許多機(jī)器視覺視頻工具允許用戶使用鼠標(biāo)通過 簡單的"手柄拖動(dòng)"操作配置感興趣圖形區(qū)域（R0I)指示符，以便定義將要通過視頻工具的 特定情形的圖像處理操作進(jìn)行分析的圖像的子集的位置參數(shù)。應(yīng)當(dāng)注意，在隱含包括基本 操作的情況下，可見的用戶界面特征有時(shí)被稱作視頻工具。
[0032] 特別地，根據(jù)本發(fā)明的不同實(shí)施例中，視頻工具部分143包括邊緣位置工具 143el，其提供了與邊緣位置操作有關(guān)的不同操作和特征，如下面更詳細(xì)描述。與許多視頻 工具一樣，本公開的邊緣位置和多個(gè)圖像獲取主題包括用戶界面特征和基本圖像處理操作 二者等，相關(guān)的特征可以特征化為視頻工具部分143中包含的邊緣位置工具143el的特征。 在一個(gè)實(shí)施例中，邊緣位置工具143el可以包括邊緣位置模式控制部分143mc、標(biāo)準(zhǔn)單圖像 獲取模式部分143si和快速多圖像獲取模式部分143fm。簡要地，標(biāo)準(zhǔn)單圖像獲取模式部 分143si可以類似于已知的邊緣位置工具地操作，以例如得到單圖像，確定像素強(qiáng)度值和 沿橫跨圖像中邊緣的掃描線的相應(yīng)的梯度量值，以及識(shí)別邊緣的位置為與梯度量值的峰值 相應(yīng)?？焖俣鄨D像獲取模式部分143fm基于本發(fā)明的方法操作。與標(biāo)準(zhǔn)單圖像獲取模式部 分143si相比，快速多圖像獲取模式部分143fm利用相機(jī)的快速多圖像獲取模式連同工作 臺(tái)和/或相機(jī)的同時(shí)被控運(yùn)動(dòng)，以得到圖像之間具有所需子像素偏移的邊緣的多幅圖像。 圖像數(shù)據(jù)然后被組合并提供比相機(jī)的自身分辨率允許的更高的分辨率，該相機(jī)在機(jī)器視覺 檢測系統(tǒng)中獲取圖像。邊緣位置模式控制部分143mc可以進(jìn)行如在此描述的操作，以取決 于哪種工具或模式被激活，配置邊緣位置工具143el或工具模式。
[0033] 相機(jī)系統(tǒng)具有快速多圖像獲取模式的操作，以便可以捕獲順序圖像的第一和第二 時(shí)間之間的差（t2-tl)最多為50微秒，或在不同實(shí)施例中最多25、10或5微秒，或者如果 相機(jī)系統(tǒng)允許，甚至更少的時(shí)間。在這種實(shí)施例中，相機(jī)系統(tǒng)的快速多圖像獲取模式的操作 允許（t2-tl)足夠短，以使機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)圖像中存在的振動(dòng)效應(yīng)不變（例如，以便振動(dòng) 畸變?cè)趖2-tl期間有效地保持不變），這關(guān)于對(duì)象重構(gòu)和測量的精度是一個(gè)很重要的考慮， 其中重構(gòu)和測量的精度基于在時(shí)間t2和tl處獲取的兩幅圖像提供的組合的圖像數(shù)據(jù)。此 夕卜，這種時(shí)間（t2-tl)足夠短，以允許兩幅相應(yīng)的圖像展示所需的子像素偏移，同時(shí)在它們 的獲取期間允許相對(duì)高的運(yùn)動(dòng)速度。例如，在放大倍率為1的情況下，當(dāng)（t2-tl)為10微 秒時(shí)，可以利用0. 25米/秒的運(yùn)動(dòng)速度得到2. 5微米的子像素偏移。應(yīng)當(dāng)理解，精密機(jī)器 視覺檢測系統(tǒng)中的常規(guī)相機(jī)不能提供這種類型的操作，典型提供幾個(gè)毫秒的幀速率。然而， 一些可提供這種類型操作的相機(jī)正在變得可以利用。例如，當(dāng)如下面參考圖7所進(jìn)一步描 述的那樣操作時(shí)，由于與相機(jī)探測器像素陣列相關(guān)的特殊的信號(hào)處理特征，像素間距Dp = 5. 5微米的來自JAI公司的型號(hào)AM-200CL (產(chǎn)品和信息可從美國，加利福尼亞，圣何塞，JAI 公司得到）可以獲取兩幅圖像，幀間時(shí)間為5微秒。與在此公開的不同其它特征和操作組 合使用的這種相機(jī)提供了一種系統(tǒng)，其允許對(duì)精密機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)相對(duì)不熟練的用戶能 夠得到所需級(jí)別的分辨率和準(zhǔn)確度，同時(shí)利用了相對(duì)便宜的系統(tǒng)（例如與復(fù)雜的抖動(dòng)元件 相比，現(xiàn)有運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)）和較低級(jí)別的放大倍率。
[0034] 對(duì)于邊緣位置工具143el，可替換配置是可能的。例如，標(biāo)準(zhǔn)單圖像獲取模式部分 143si和快速多圖像獲取模式部分143fm可以包括分割模式控制功能，以便分離模式控制 143mc可以被省略?？商鎿Q地，邊緣位置工具143el可以提供一個(gè)或多個(gè)普通的邊緣位置工 具單元，并且模式控制部分143mc可以以取決于需要標(biāo)準(zhǔn)單圖像工具行為，還是具有子像 素偏移的快速多圖像工具行為的方式，提供控制用戶界面和普通邊緣位置工具單元相互關(guān) 系的操作。在這種情況下，提供標(biāo)準(zhǔn)單圖像獲取模式部分143si和/或快速多圖像獲取模 式部分143fm的操作的電路、例程或應(yīng)用可以被合并和/或不可區(qū)別。在某些實(shí)施方式中， 可以利用模式控制部分143mc來實(shí)現(xiàn)用于快速多圖像模式的單獨(dú)工具。更一般地，本發(fā)明 可以以結(jié)合機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)100可操作的任何已知或者之后開發(fā)的形式來實(shí)現(xiàn)，以提供 在此描述的與具有子像素偏移操作的快速多圖像相關(guān)的特征。
[0035] 工作臺(tái)光源220、同軸光源230和230'以及表面光源240的信號(hào)線或總線221、231 和241均分別連接于輸入/輸出接口 130。來自相機(jī)系統(tǒng)260的信號(hào)線262以及來自可控 馬達(dá)294的信號(hào)線296連接于輸入/輸出接口 130。除了承載圖像數(shù)據(jù)以外，信號(hào)線262還 承載來自發(fā)起圖像獲取的控制器125的信號(hào)。
[0036] 一個(gè)或多個(gè)顯示裝置136(例如圖1的顯示器16)以及一個(gè)或多個(gè)輸入裝置 138(例如，圖1的操縱桿22、鍵盤24和鼠標(biāo)26)也可以連接于輸入/輸出接口 130?？墒?用顯示裝置136和輸入裝置138顯示用戶界面，該用戶界面可包括可用于進(jìn)行檢測操作，和 /或用于創(chuàng)建和/或修改部件程序的多種圖形用戶界面（GUI)特征，以觀察通過相機(jī)系統(tǒng) 260捕獲的圖像，和/或直接控制視覺系統(tǒng)元件部分200。顯示裝置136可以顯示與邊緣位 置視頻工具143el相關(guān)聯(lián)的用戶界面特征。
[0037] 在多個(gè)示例性實(shí)施例中，當(dāng)用戶利用機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)100創(chuàng)建針對(duì)工件20的部 件程序時(shí)，用戶通過在學(xué)習(xí)模式下操作機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)100,產(chǎn)生部件程序指令，以提供 所需的圖像獲取訓(xùn)練序列。例如，訓(xùn)練序列可包括在視場（F0V)中定位代表性工件的特定 工件特征，設(shè)置照明等級(jí)，聚焦或自動(dòng)聚焦，獲取圖像，并提供應(yīng)用于圖像的檢測訓(xùn)練序列 (例如，在該工件特征上使用一個(gè)視頻工具的例子（instance))。學(xué)習(xí)模式操作，以便（多 個(gè)）序列被捕獲或者記錄并轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的部件程序指令。當(dāng)執(zhí)行部件程序時(shí)，這些指令將 使機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)再現(xiàn)經(jīng)過訓(xùn)練的圖像獲取和檢測操作，以自動(dòng)地檢測運(yùn)行模式工件上 的特定工件特征（其是相應(yīng)位置中的相應(yīng)特征），運(yùn)行模式工件與當(dāng)創(chuàng)建部件程序時(shí)所用 的代表性工件相匹配。
[0038] 圖3是示例性點(diǎn)工具310的圖，點(diǎn)工具在圖像300中（例如在圖像顯示裝置上）的 較暗或陰影區(qū)域308的邊界處覆蓋了邊緣305。點(diǎn)工具310以及其它類型的用于邊緣探測 的視頻工具在美國專利No. 7, 567, 713中有更詳細(xì)的描述，該專利通過引用的方式將其全 部并入本文。在圖3中，為了說明的目的示出陰影區(qū)域308,以指示圖像300中相對(duì)較低強(qiáng) 度的像素。如下更詳細(xì)地描述，點(diǎn)工具310可以被配置為確定圖像中邊緣點(diǎn)的位置，并且類 似操作可以作為定位多個(gè)邊緣點(diǎn)的另一類型的工具（例如框型邊緣工具）的操作的基礎(chǔ)。 點(diǎn)工具310的圖形用戶界面可以包括主體311、邊緣選擇器312和極性指示器箭頭314。箭 頭314 -般橫跨邊緣從亮至暗處，或從暗至亮處指向，從而在某些情況下增強(qiáng)邊緣查找可 靠性，如所包含的參考文獻(xiàn)中所解釋。在圖3的說明中，主體311遮蓋了標(biāo)稱掃描線320,標(biāo) 稱掃描線由主體311定義并且與主體311標(biāo)稱上重合。
[0039] 在操作中，用戶選擇點(diǎn)工具310 (例如來自顯示器的邊緣處的視頻工具條），并且 通過沿著邊緣在所需位置處將主體311放置在邊緣特征上以及邊緣選擇器312盡可能地接 近邊緣，用戶識(shí)別要檢測的邊緣特征。點(diǎn)工具主體311可以被定向?yàn)槎x和指示橫跨邊緣 的所需掃描線方位，如圖3的右上角處所示x-y坐標(biāo)系中的角度A所指示。在圖3中，圖像 像素以沿著X坐標(biāo)方向的行和沿著y坐標(biāo)方向的列布置。由此，角度A指示相對(duì)于圖像中 的像素行的標(biāo)稱掃描線方位角。箭頭314沿參考方向或要與邊緣檢測相關(guān)聯(lián)（例如與邊緣 是否被檢測為上升邊緣、下降邊緣等相關(guān)聯(lián)）的極性指向。在操作中，一旦點(diǎn)工具310被完 全配置，則可以執(zhí)行基本邊緣點(diǎn)定位例程的指令，以進(jìn)行分析強(qiáng)度分布數(shù)據(jù)點(diǎn)（例如，像素 強(qiáng)度數(shù)據(jù)）的操作，以及進(jìn)行多種操作以檢測基本特征的邊緣位置，該強(qiáng)度分布數(shù)據(jù)點(diǎn)與 點(diǎn)工具310的主體311標(biāo)稱上重合的掃描線相關(guān)聯(lián)。如下面關(guān)于圖4將更詳細(xì)地描述，在 多個(gè)示例性實(shí)施例中，基于沿與掃描線相關(guān)聯(lián)的強(qiáng)度分布的梯度的量值，點(diǎn)工具310的邊 緣點(diǎn)定位例程可以確定邊緣位置。應(yīng)當(dāng)理解，掃描線方向不可能精確地與圖像像素行和/ 或列方向重合。在這種情況下，根據(jù)多種現(xiàn)有技術(shù)，可以通過內(nèi)插法基于周圍的圖像像素來 確定沿掃描線方向在"像素"位置處的圖像值。例如在Ding的美國專利No. 7, 567, 713 (將 其全部以引用的方式并入本文）中教導(dǎo)基于之前得到的圖像數(shù)據(jù)沿所需行和/或方向計(jì)算 內(nèi)插的圖像強(qiáng)度。
[0040] 邊緣和掃描線的方向涉及在此公開的系統(tǒng)和方法相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的另一優(yōu)點(diǎn)。應(yīng) 當(dāng)理解，之前已經(jīng)概述且下面會(huì)更詳細(xì)描述的對(duì)于增加的空間取樣密度的相關(guān)方向（以及 組合圖像之間的相關(guān)聯(lián)的子像素偏移）標(biāo)稱上橫越（例如，垂直）要以增強(qiáng)的分辨率成像 和定位的邊緣特征。應(yīng)當(dāng)理解，在此公開的系統(tǒng)和方法在這方面特別通用（與之前已知的 僅沿預(yù)定方向提供子像素偏移的機(jī)械抖動(dòng)方法相比）。特別地，標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)可以提 供橫越任何邊緣的運(yùn)動(dòng)方向，并且相機(jī)的快速多圖像獲取模式的操作可以獲取沿該方向具 有所需子像素偏移的圖像，這與所需分辨率改進(jìn)的目的最相關(guān)。
[0041] 概括而言，通常，邊緣點(diǎn)通過多種視頻工具確定，該工具使幾何形式擬合邊緣點(diǎn)， 以便測量相應(yīng)的基本圖像特征。在一種操作視頻工具的常規(guī)方法中，取決于工具的類型 (例如點(diǎn)/框/圓等），根據(jù)定義的工具參數(shù)，在R0I內(nèi)定義或產(chǎn)生一條或多條標(biāo)稱掃描線。 對(duì)于每條標(biāo)稱掃描線，工具確定或選擇一組接近標(biāo)稱掃描線的強(qiáng)度分布數(shù)據(jù)點(diǎn)位置。確定 與數(shù)據(jù)點(diǎn)位置相關(guān)聯(lián)的強(qiáng)度值，以定義與標(biāo)稱掃描線相關(guān)聯(lián)的強(qiáng)度分布。然后，在一個(gè)實(shí)施 例中，邊緣檢測算法分析沿強(qiáng)度分布的梯度，以查找沿強(qiáng)度分布的相應(yīng)于最大梯度量值的 位置，例如如下文參考圖4更詳細(xì)地描述。沿強(qiáng)度分布的最大梯度位置用于確定與標(biāo)稱掃 描線相關(guān)聯(lián)的圖像中的邊緣點(diǎn)位置。
[0042] 圖4是說明了基于強(qiáng)度分布410確定邊緣位置的一種示例性方法的曲線圖400。 如圖4所示，強(qiáng)度分布410包括一組相應(yīng)于表示掃描線（例如，諸如圖3所示的掃描線320) 的位置的圖像像素強(qiáng)度（灰度）值425。表示掃描線的數(shù)據(jù)點(diǎn)或位置沿著水平軸從0-50被 標(biāo)記為"像素編號(hào)"。從數(shù)據(jù)點(diǎn)0開始，圖像強(qiáng)度值初始指示相對(duì)較暗的區(qū)域，直到接近數(shù)據(jù) 點(diǎn)23,然后跟隨相對(duì)較亮的區(qū)域，直到數(shù)據(jù)點(diǎn)50。
[0043] 梯度量值426來源于強(qiáng)度值425并且也在圖4中示出。多種常規(guī)算法查找沿著水 平軸的相應(yīng)于梯度量值的峰值的位置，并且將該位置識(shí)別為邊緣位置。如果存在多個(gè)梯度 量值峰值，那么視頻工具邊緣選擇器和/或方位指示器（例如點(diǎn)工具310的邊緣選擇器312 和/或極性指示器314)可以幫助算法識(shí)別所需峰值。在圖4中，最大梯度標(biāo)準(zhǔn)（即，梯度 峰值）指示邊緣位置位于大約數(shù)據(jù)點(diǎn)23處。通過使用包括曲線擬合、質(zhì)心確定等的方法， 梯度量值峰值可以相對(duì)精確地在強(qiáng)度分布數(shù)據(jù)點(diǎn)之間定位，這通常在確定圖像中相應(yīng)邊緣 的位置時(shí)支持子像素測量分辨率和可重復(fù)性。
[0044] 如下文將關(guān)于圖5-8更詳細(xì)地描述，為了準(zhǔn)確地確定具有子像素測量分辨率的圖 像中邊緣的位置，圖像具有足夠的空間取樣密度是重要的。作為具體例子，參考圖4,大約 存在5個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)（即，數(shù)據(jù)點(diǎn)22-26)位于圖3的邊緣305的過渡區(qū)域上。在某些實(shí)施方式 中，該取樣密度表示以所需的準(zhǔn)確度的子像素級(jí)別確定邊緣305的位置足夠的分辨率。然 而，應(yīng)當(dāng)理解，在利用了較低級(jí)別的放大倍率的實(shí)施方式中，成像對(duì)象上的取樣密度將被降 低，這是因?yàn)槊總€(gè)像素將相應(yīng)于對(duì)象的較大區(qū)域，并且區(qū)域的中心也將分隔得更遠(yuǎn)，這可能 使涉及對(duì)象上的精細(xì)結(jié)構(gòu)和/或陡邊緣的信息被平均化或被消除。關(guān)于圖4的示例，在僅 利用了一半放大倍率（即，由此產(chǎn)生較大的視場）的實(shí)施方式中，相應(yīng)于邊緣過渡的像素?cái)?shù) 量將被減少。對(duì)于某些實(shí)施方式，該降低的取樣密度可能使子像素測量分辨率降低至不可 接受的低水平，如下文將關(guān)于圖5更詳細(xì)地描述。如下文將關(guān)于圖6A-6C更詳細(xì)地描述，通 過多幅圖像的利用，取樣密度得到了有效地增加。更具體地，可以利用子像素偏移圖像取樣 操作來獲取彼此具有子像素偏移的第一和第二圖像。從兩幅圖像中確定的數(shù)據(jù)然后被組合 以提供具有更高空間取樣密度的合成圖像，從而實(shí)現(xiàn)所需的測量分辨率。
[0045] 圖5是說明了需要在多種放大倍率增加邊緣的取樣的表。如圖5所示，表500包 括示出了動(dòng)力鏡頭旋轉(zhuǎn)盤放大倍率因子的PT列510、示出了鏡筒鏡頭有效焦距的鏡筒EFL 列520,總放大倍率Μ列530,相應(yīng)的光學(xué)分辨率列540,投影1/2模糊尺寸（blur size)列 550和要求的樣本分離列560,要求的樣本分離列560示出了在尼奎斯特頻率下取樣1/2模 糊尺寸所需的相機(jī)像素間距，這確保了相機(jī)像素間距不是限制圖像信息分辨率的因素。對(duì) 于表500的第一行501，PT列510指示IX的值，鏡筒EFL列520指示100的值，總Μ列530 指示5的值，光學(xué)分辨率列540指示0. 65的值，投影1/2模糊尺寸列550指示3. 25的值， 以及要求的樣本分離列560指示1. 63的值。對(duì)于第二行502, ΡΤ列510指示2Χ的值，鏡筒 EFL列520指示200的值，總Μ列530指示10的值，光學(xué)分辨率列540指示0. 65的值，投 影1/2模糊尺寸列550指示6. 50的值，以及要求的樣本分離列560指示3. 25的值。對(duì)于 第三行503, ΡΤ列510指示4Χ的值，鏡筒EFL列520指示400的值，總Μ列530指示20的 值，光學(xué)分辨率列540指示0. 65的值，投影1/2模糊尺寸列550指示13. 00的值，以及要求 的樣本分離列560指不6. 50的值。
[0046] 通常，表500說明了對(duì)于高的顯微鏡放大倍率，對(duì)象通常會(huì)被探測器過取樣。表 500的值表示對(duì)于ΝΑ = 0. 42的單物鏡（EFL = 20mm)的那些。作為具體示例，某些具有像 素間距DP = 5. 5 μ m的現(xiàn)有相機(jī)（例如JAI AM-200CL，產(chǎn)品和信息可從美國，加利福尼亞， 圣何塞，JAI公司得到）將稍微過取樣在行503指示的PT4X條件（即，對(duì)于該條件，要求的 樣本分離列560指示6. 50 μ m或更小的要求值，對(duì)于該條件5. 5 μ m的像素間距將滿足該要 求）。相反，該像素尺寸將不滿足行501和502對(duì)于PT1X和PT2X條件所指示的要求，對(duì)于該 條件，要求的像素間距和/或取樣分離分別不大于1. 63 μ m和3. 25 μ m，對(duì)于該條件5. 5 μ m 的像素間距則太大。應(yīng)當(dāng)理解，用在機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)中的多種光學(xué)配置可以以類似于表 500等中所示的方式特征化，并且結(jié)果被存儲(chǔ)用于參考。然后，在某些實(shí)施例中，當(dāng)多種圖像 模式包括在邊緣工具中時(shí)，邊緣工具可以評(píng)價(jià)當(dāng)前光學(xué)配置的特征，以確定圖像數(shù)據(jù)分辨 率是否受到了光學(xué)分辨率或相機(jī)探測器分辨率（即，像素間距）的限制。如果相機(jī)探測器 分辨率是限制因素，那么機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)的用戶界面可以給用戶提供選擇邊緣工具的多 圖像模式的操作的能力（這可以簡單地特征化為"極佳分辨率"選擇等），因?yàn)檫@可以潛在 地改進(jìn)邊緣工具的測量分辨率?？商鎿Q地，當(dāng)相機(jī)探測器分辨率是限制因素時(shí)，機(jī)器視覺檢 測系統(tǒng)可以自動(dòng)地選擇多圖像模式的操作。后者的"自動(dòng)"選擇可以進(jìn)一步取決于用戶設(shè) 置的總設(shè)置，其在整個(gè)部件程序的上下文中允許或不允許自動(dòng)選擇。例如，對(duì)于沒有陡邊緣 過渡或非常精細(xì)間隔的邊緣的工件，即使相機(jī)探測器分辨率與光學(xué)元件的分辨率相比是限 制因素，相機(jī)探測器分辨率（即，像素間隔）對(duì)于取樣該工件上特征的空間頻率仍然是足夠 的。
[0047] 雖然示出了行503中4X的PT值以實(shí)現(xiàn)所需的取樣密度，但是對(duì)于某些實(shí)施方式， 視場可能不足以捕獲單圖像中所有的所需邊緣特征和/或可能比所需的具有更高的畸變 級(jí)別和/或可能太昂貴而難以實(shí)施，或者更高放大倍率的鏡頭不能立即可用于一些系統(tǒng)或 用戶。換句話說，在某些實(shí)施方式中，視場和/或畸變級(jí)別和/或成本因素可能指示利用2X 或IX的PT值，即使工件可能包含需要利用更高分辨率成像和測量的特征和/或邊緣。如 下文將關(guān)于圖6-8更詳細(xì)地描述，通過利用子像素偏移圖像取樣操作，來自多幅圖像的數(shù) 據(jù)可以被獲取和組合從而甚至以相對(duì)較低的放大倍率級(jí)別實(shí)現(xiàn)所需的取樣密度、可重復(fù)性 和/或準(zhǔn)確度，該放大倍率級(jí)別由于如上所述的一些原因是需要的。
[0048] 作為具體的說明性示例，圖像獲取序列可以利用支持快速多圖像獲取模式的操作 的相機(jī)進(jìn)行，該相機(jī)例如之前提及的相機(jī)-像素間距Dp = 5. 5微米的來自JAI公司的型號(hào) AM-200CL(產(chǎn)品和信息可從美國，加利福尼亞，圣何塞，JAI公司得到）。對(duì)于該相機(jī)的具體 類型，每快速獲取序列的圖像數(shù)目是2。利用大約2X的欠取樣條件（5.5 : 3. 25)，類似于 圖5的行502所示，可以指定不變的工作臺(tái)速度Vx，以在對(duì)象處產(chǎn)生Λ X位移或偏移，導(dǎo)致 放大倍率為Μ時(shí)相機(jī)處對(duì)象的像素偏移1/L。對(duì)于1/2像素偏移，L = 2。假定放大倍率為 10,那么Ax = DpAL*M) = 0. 275μπι。在一個(gè)具體示例中，幀間時(shí)間Ti和光脈沖時(shí)間Tip 可以分別是6微秒和4微秒。因此，曝光之間的有效時(shí)間差Tdiff (例如運(yùn)動(dòng)中，鎖定相應(yīng)于 曝光的有效位置之間的時(shí)間）可以采用為Tdiff = [0· 5Tlp+Ti+0. 5Τ1ρ] = 10微秒，其中 1/2因子說明在由光脈沖定義的曝光時(shí)段的一半點(diǎn)處鎖定位置，以表示曝光期間由于運(yùn)動(dòng) 產(chǎn)生的平均工件或圖像位置。因此，在該示例中給出所需偏移的所需速率Vx是Vx= (.275 微米/10微秒）=27. 5mm/s。由此，利用這些參數(shù)，可以在10微秒內(nèi)獲取使得像素移位大 約l/2Dp的對(duì)象的兩幅圖像；由此，在單圖像中邊緣的空間樣本頻率相對(duì)于像素間距增加 大約2X。下丈也參考圖7提供相關(guān)討論。
[0049] 作為另一個(gè)具體說明性示例，一些相機(jī)（例如包含2個(gè)C⑶陣列的相機(jī)）具有可 以在大約15微秒內(nèi)以像素間距Dp = 4. 65微米獲取3幅圖像的快速多圖像獲取模式（例 如來自JAI公司的型號(hào)AD-081CL)。對(duì)于該特定類型的相機(jī)，每快速獲取序列的圖像數(shù)目是 3。利用大約3X的欠取樣條件（例如，類似于圖5的行501所示，所需/所要求的取樣步長 為1. 63微米），可以指定不變的工作臺(tái)速度Vx，以在對(duì)象處產(chǎn)生△ X位移或偏移，導(dǎo)致放大 倍率為Μ時(shí)相機(jī)處對(duì)象的像素偏移為1/L。對(duì)于1/3像素偏移，L = 3。假定放大倍率為5， 那么Δχ = Dp/(，L*M) = 0. 31 μ m。在一個(gè)具體示例中，巾貞間時(shí)間Ti和光脈沖時(shí)間Tip可 以分別是1. 5微秒和4微秒。因此，第一和第二次和/或第二和第三次曝光之間的有效時(shí)間 差Tdiff (例如，運(yùn)動(dòng)中，鎖定相應(yīng)于兩次順序曝光的有效位置之間的時(shí)間）可以被采取為 Tdiff = [0. 5Tlp+Ti+0. 5Τ1ρ] = 5. 5微秒，其中1/2因子說明在由光脈沖定義的曝光時(shí)段 的一半點(diǎn)處鎖定位置，以表示曝光期間由于運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的平均工件或圖像位置。因此，該示例 中給出3幅圖像之間的所需偏移的所需速度Vx是Vx =(. 31微米/5. 5微秒）=56. 4mm/ So
[0050] 圖6A-6C是說明了示意性表示利用子像素偏移圖像取樣操作獲取的邊緣的第一 和第二圖像600A和600B以及來自第一和第二圖像的組合數(shù)據(jù)605C的圖。如圖6A所示， 第一圖像600A說明了相對(duì)于工件的邊緣EG1的像素陣列PA。像素陣列PA示出包括7行 和7列像素。點(diǎn)工具PT(例如，類似于圖3的點(diǎn)工具310)表示橫跨像素陣列PA的像素的 中間行的掃描線。邊緣EG1示出處于位置P1處，該位置P1處于距離像素陣列PA的左邊緣 的距離XI處。
[0051] 在圖像600A下方，示出曲線605A，其包括強(qiáng)度分布610A(類似于圖4的強(qiáng)度分布 410)。強(qiáng)度分布610A包括相應(yīng)于表示點(diǎn)工具PT的掃描線的位置的一組圖像像素強(qiáng)度（灰 度）值625A。來自掃描線的數(shù)據(jù)點(diǎn)被圖解為橫跨曲線的7個(gè)點(diǎn)，每個(gè)像素1個(gè)點(diǎn)。從左至 右，圖像強(qiáng)度值最初始指示對(duì)于第一至第三像素的相對(duì)較暗的區(qū)域，然后跟隨相對(duì)較亮的 區(qū)域，特別是對(duì)于第五至第七像素。第四像素（即，中間像素）被標(biāo)記為具有像素強(qiáng)度值 E1，其示出為處于其它像素的高和低值之間，并表示邊緣EG1的過渡值。應(yīng)當(dāng)理解，強(qiáng)度分 布610A表示邊緣的相對(duì)受限的取樣（例如與圖4的強(qiáng)度分布410相比，對(duì)于該分布，多個(gè) 像素處于邊緣的過渡區(qū)域中）。
[0052] 圖6B說明了圖像600B，其中具有邊緣EG1的工件和像素陣列PA已經(jīng)相對(duì)于彼此 移動(dòng)了等于距離ΛΧ的子像素偏移。換句話說，當(dāng)邊緣EG1位于位置P1(該位置離圖6A中 像素陣列PA左邊緣距離XI)時(shí)，在圖6B中，邊緣EG1示出已經(jīng)沿方向DIR1移動(dòng)以便位于離 像素陣列PA的左邊緣距離X2的位置P2處。距離XI和X2之間的差值是子像素偏移Λ X。 應(yīng)當(dāng)理解，在一些實(shí)施例中，雖然子像素偏移Λ X有時(shí)可能小于一個(gè)像素，但是在許多其它 實(shí)施例中，子像素偏移Λ X可能大于1個(gè)像素，只要它不是像素的整數(shù)即可，從而取樣密度 被增加，如下文將更詳細(xì)描述。
[0053] 在圖像600Β下方，示出曲線圖605Β，其包括強(qiáng)度分布610Β。強(qiáng)度分布610Β包括 相應(yīng)于7個(gè)像素值的數(shù)據(jù)點(diǎn)，該像素值相應(yīng)于點(diǎn)工具ΡΤ的掃描線。第三像素被標(biāo)記為具有 像素強(qiáng)度值Ε2,其表示邊緣EG1的過渡值。類似于圖6Α的強(qiáng)度分布610Α，圖6Β的強(qiáng)度分 布610Β表示邊緣EG1的相對(duì)受限的取樣。
[0054] 圖6C示出了強(qiáng)度分布610C的曲線605C，其說明了來自圖6Α和6Β的強(qiáng)度分布 610Α和610Β的組合數(shù)據(jù)。如圖6C所示，示出了十四個(gè)像素強(qiáng)度值，相應(yīng)于來自圖6Α的7 個(gè)像素強(qiáng)度值和來自圖6Β的7個(gè)像素強(qiáng)度值。由此圖6C的十四個(gè)像素強(qiáng)度值表示比單獨(dú) 圖像600Α或600Β所實(shí)現(xiàn)的更高的取樣密度。從而，通過利用具有相對(duì)于探測器的對(duì)象子 像素位移的多幅圖像（例如，如圖像600Α和600Β所示），邊緣的取樣密度可以被增加。
[0055] 應(yīng)當(dāng)理解，具有增加的取樣密度的合成圖像數(shù)據(jù)也具有降低邊緣混疊的好處，該 邊緣當(dāng)被放大到相機(jī)上時(shí)比像素間距的兩倍更接近在一起，諸如在檢測諸如光柵或1C掩 模等的精細(xì)周期結(jié)構(gòu)時(shí)可能遇到這種情況。在某些應(yīng)用中，精細(xì)周期特征可以通過機(jī)器視 覺系統(tǒng)的光學(xué)系統(tǒng)解決，但是當(dāng)利用具有受限像素取樣密度的相機(jī)時(shí)，精細(xì)周期結(jié)構(gòu)可能 分隔得太接近在一起從而實(shí)際上不能被成像和/或測量。通過利用具有子像素偏移的多 圖像增加取樣密度，具有精細(xì)周期圖案的特征的邊緣可以利用邊緣檢測算法被解決并被測 量。
[0056] 圖7是說明了利用相機(jī)的快速多圖像獲取模式的操作、獲取圖6Α和6Β的圖像的 一個(gè)示例性序列的時(shí)序圖700,該相機(jī)支持這種模式。為了實(shí)現(xiàn)這種操作，多種商業(yè)上可獲 得的相機(jī)（例如，JAI AM-200CL、JAI AD-081CL、PCO PixelFly等）可用，其提供模式，以提 供?5微秒的短的幀間時(shí)間以及允許兩幅、三幅或更多快速獲取的圖像（取決于相機(jī)型號(hào)） 的組合。圖7說明了一個(gè)這種相機(jī)中的圖像時(shí)序序列（例如具有以短的幀間時(shí)間產(chǎn)生兩幅 圖像的1-C⑶的JAI相機(jī)）。
[0057] 時(shí)序圖700包括觸發(fā)信號(hào)線710、EEN信號(hào)線720、曝光信號(hào)線730、傳輸門信號(hào)線 740和讀出信號(hào)線750。在時(shí)間T1處，觸發(fā)信號(hào)線710被激活從而從高變至低，并且EEN信 號(hào)線720相應(yīng)地被激活，從而開始第一曝光窗口 EW1 (例如在多個(gè)實(shí)施例中具有4微秒或8 微秒的定時(shí)）。在時(shí)間T2處，觸發(fā)信號(hào)線710返回到高狀態(tài)。在時(shí)間T3處，曝光信號(hào)線730 表不與第一頻閃閃光SF1相關(guān)的曝光時(shí)段。
[0058] 在時(shí)間T4處，EEN信號(hào)線720指示第一曝光窗口 EW1的結(jié)束，曝光信號(hào)線730指示 與第一頻閃閃光SF1相關(guān)的曝光時(shí)段的結(jié)束，傳輸門信號(hào)線740指不第一巾貞FM1的結(jié)束以 及第二幀F(xiàn)M2的開始。時(shí)段（T4-T3)中的三角形信號(hào)形狀指示曝光在頻閃時(shí)段期間累積， 頻閃時(shí)段在時(shí)間T3處開始并且在時(shí)間T4處結(jié)束。在幀間時(shí)間（T5-T4)之后，第二次曝光 在時(shí)間T5處開始。應(yīng)當(dāng)理解，在快速多圖像獲取模式的一些實(shí)施例中，幀間時(shí)間（T5-T4) 可以由硬件或固件特性來固定或約束。由此，應(yīng)當(dāng)理解，需要知道相機(jī)積分時(shí)段（例如基于 該積分時(shí)段的觸發(fā)時(shí)間和其已知的持續(xù)時(shí)間）的時(shí)間T4結(jié)束的定時(shí)，以便頻閃照明可以被 設(shè)置來適當(dāng)?shù)仄毓獾谝粓D像，并且在時(shí)間T4處與積分時(shí)段的結(jié)束大約同時(shí)結(jié)束。這使得第 一圖像的有效曝光時(shí)間正好在離獲取第二圖像開始的幀間時(shí)間處結(jié)束，這使得第一圖像積 分時(shí)段的總的開始和持續(xù)時(shí)間與第一和第二圖像之間的有效時(shí)間延遲很大程度上不相關(guān)。 以示例的方式且絕不是限制的方式，在一些實(shí)施例和/或應(yīng)用中，時(shí)間（T4-T3)可以是大約 6微秒的量級(jí)，幀間時(shí)間（T5-T4)是大約1. 5至5微秒的量級(jí)。
[0059] 在時(shí)間T4處，讀出信號(hào)線750指示第一讀出時(shí)段RP1的開始。第一讀出時(shí)段RP1 相應(yīng)于時(shí)間T3和T4之間在信號(hào)線730上累積的圖像曝光的讀出，時(shí)間T3和T4之間相應(yīng) 于第一頻閃閃光SF1。在時(shí)間T5處，EEN信號(hào)線720指示第二曝光窗口 EW2的開始（在某 些實(shí)施方式中相應(yīng)于一個(gè)巾貞），并且曝光信號(hào)線730指不第二頻閃閃光SF2的曝光時(shí)段。在 時(shí)間T6處，曝光信號(hào)線730指示第二頻閃閃光SF2的曝光時(shí)段結(jié)束。
[0060] 在時(shí)間T7處，讀出信號(hào)線750指示第一讀出時(shí)段RP1的結(jié)束。在一些實(shí)施例和/ 或應(yīng)用中，（T7-T6)可以是大約16毫秒的量級(jí)。在時(shí)間T8處，EEN信號(hào)線720指示第二曝 光窗口 EW2的結(jié)束，傳輸門信號(hào)線740指示第二幀F(xiàn)M2的結(jié)束和第三幀F(xiàn)M3的開始，并且讀 出信號(hào)線750指示第二讀出時(shí)段RP2的開始。第二讀出時(shí)段RP2相應(yīng)于時(shí)間T5和T6之間 在信號(hào)線730上累積的圖像曝光的讀出，時(shí)間T5和T6之間相應(yīng)于第二頻閃閃光SF2。在時(shí) 間T9處開始，快速多圖像獲取模式的操作準(zhǔn)備另一循環(huán)，如果希望或需要，該另一循環(huán)包 括下一組頻閃閃光SF3和SF4,以及相應(yīng)的下一組讀出時(shí)段RP3和RP4。
[0061] 圖8是說明了例程800的一個(gè)示例性實(shí)施例的流程圖，該例程用于利用快速多圖 像獲取模式的操作獲取第一和第二圖像，以在機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)中提供子像素偏移圖像取 樣操作。在塊810處，光學(xué)系統(tǒng)提供在機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)中，該光學(xué)系統(tǒng)提供放大倍率M。 在塊820處，相機(jī)提供在機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)中，該相機(jī)包括第一像素間距P和快速多圖像獲 取模式的操作。在塊830處，提供子像素偏移圖像取樣操作，包括：提供第一圖像獲取運(yùn)動(dòng)， 包括以第一速度S沿第一方向相對(duì)于彼此移動(dòng)工件和相機(jī)之一。在塊840處，作為子像素 偏移圖像取樣操作的另一部分，在圖像獲取運(yùn)動(dòng)期間利用快速多圖像獲取模式的操作獲取 感興趣區(qū)域的多幅圖像。該多幅圖像至少包括：在第一時(shí)間tl處獲取的感興趣區(qū)域的第一 圖像；和在第一時(shí)間tl之后的第二時(shí)間t2處獲取的感興趣區(qū)域的第二圖像，第一和第二圖 像之間具有偏移0。該偏移〇大約等于M*S* (t2-tl)，并且機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)被配置以使得 〇不等于nP，其中η為整數(shù)。
[〇〇62] 根據(jù)前面所述，應(yīng)當(dāng)理解此處為了說明的目的描述了本發(fā)明的特定實(shí)施例，不過 在不偏離本發(fā)明范圍的情況下可以進(jìn)行多種變型。例如，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解所附流 程圖可以以多種方式改變。更具體地，步驟的順序可以被重新排列，步驟可以被并行進(jìn)行， 步驟可以被省略，其它步驟可以被包括等。相應(yīng)地，本發(fā)明不限于所附權(quán)利要求。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于在機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)中獲取多幅圖像以用于在工件上進(jìn)行測量操作的方 法，該方法包括 ： 在機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)中提供光學(xué)系統(tǒng)，該光學(xué)系統(tǒng)提供放大倍率Μ ; 在機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)中提供包括第一像素間距Ρ并且包括快速多圖像獲取模式的操 作的相機(jī)； 提供子像素偏移圖像取樣操作，包括： 提供第一圖像獲取運(yùn)動(dòng)，包括以第一速度S沿第一方向相對(duì)于彼此移動(dòng)工件和相機(jī)之 在圖像獲取運(yùn)動(dòng)期間利用快速多圖像獲取模式的操作獲取感興趣區(qū)域的多幅圖像，該 多幅圖像包括： 在第一時(shí)間tl處獲取的感興趣區(qū)域的第一圖像；和 在第一時(shí)間tl之后的第二時(shí)間t2處獲取的感興趣區(qū)域的第二圖像； 其中第一和第二圖像之間的偏移〇約等于M*S*(t2-tl)，并且機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)被配 置成使得〇不等于nP，其中η為整數(shù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包括操作機(jī)器視覺系統(tǒng)以處理多幅圖像，從而去除 偏移〇以便工件在圖像中是相同的，并組合相同的圖像數(shù)據(jù)以提供具有比相機(jī)自身分辨率 允許的更高的分辨率的圖像數(shù)據(jù)，該相機(jī)在機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)中獲取圖像。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中相同圖像數(shù)據(jù)的組合基于位置鎖定、運(yùn)動(dòng)和定時(shí)或相 關(guān)性中的至少一個(gè)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中偏移0落在（n+. 2) Ρ < 0 < (n+. 8) Ρ的范圍內(nèi)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中偏移0落在（n+. 3) Ρ < 0 < (n+. 7) Ρ的范圍內(nèi)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中操作包括在邊緣工具的多圖像模式中。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中邊緣工具包括單圖像模式和多圖像模式，基于放大倍 率和用戶選擇中的至少一個(gè)使用多圖像模式。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中邊緣工具包括單圖像模式和多圖像模式，來自多圖像 模式期間拍攝的第一和第二圖像的圖像數(shù)據(jù)被組合以將分辨率增加到一級(jí)別，該級(jí)別與單 圖像模式期間利用更高放大倍率和相應(yīng)地更小的視場得到的單圖像可得到的級(jí)別可比較。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中第一和第二圖像包括感興趣區(qū)域中工件的邊緣。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中提供第一圖像獲取運(yùn)動(dòng)包括定義橫越邊緣的邊緣方 向的運(yùn)動(dòng)方向。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中運(yùn)動(dòng)方向由運(yùn)行模式期間部件程序中的運(yùn)動(dòng)指令、 計(jì)算、或?qū)W習(xí)模式期間的用戶定義中的至少一個(gè)定義。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中定義運(yùn)動(dòng)方向包括在學(xué)習(xí)模式期間確定邊緣方向和 確定橫越所確定的邊緣方向的運(yùn)動(dòng)方向。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中定義運(yùn)動(dòng)方向進(jìn)一步包括在部件程序中定義運(yùn)動(dòng)方 向。
14. 根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中基于第一和第二圖像的組合數(shù)據(jù)確定邊緣位置。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其中基于第一和第二圖像的組合數(shù)據(jù)作出用于確定邊緣 位置的合成圖像。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中合成圖像在學(xué)習(xí)模式期間被顯示。
17. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中系統(tǒng)在學(xué)習(xí)模式期間被配置，并且該配置被記錄在部 件程序中。
18. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中利用機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)的至少第一宏觀運(yùn)動(dòng)軸提供 圖像獲取運(yùn)動(dòng)。
19. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中（t2-tl)至多為50微秒。
20. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中（t2-tl)至多為5微秒。
21. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包括利用具有關(guān)于第一時(shí)間tl和第二時(shí)間t2的定 時(shí)的頻閃照明，以獲取第一和第二圖像。
22. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中第一像素間距P是列方向像素間距Py或行方向像素 間距Ρχ中的至少一個(gè)，偏移0包括沿相機(jī)的列方向具有像素間距Ρχ的分量Οχ和沿相機(jī)的 行方向具有像素間距Py的分量〇y。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22的方法，其中第一圖像獲取運(yùn)動(dòng)和快速多圖像獲取模式的操作中 的圖像定時(shí)被配置成使得偏移分量中的至少一個(gè)包括非整數(shù)K乘以相應(yīng)的像素間距。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中非整數(shù)K落在（n+. 2) < K < (n+. 8)的范圍內(nèi)，其中 η是整數(shù)。
25. 根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中非整數(shù)Κ落在（n+. 3) < Κ < (η+. 7)的范圍內(nèi)，其中 η是整數(shù)。
26. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中第一和第二圖像包括感興趣區(qū)域中的工件的多個(gè)邊 緣，并且第一圖像獲取運(yùn)動(dòng)包括定義橫越邊緣的邊緣方向的運(yùn)動(dòng)方向，而如果作出多個(gè)邊 緣工具正在感興趣區(qū)域內(nèi)關(guān)于多個(gè)邊緣使用的確定，那么為用戶提供選擇以協(xié)助運(yùn)動(dòng)方向 的確定。
27. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中第一和第二圖像包括感興趣區(qū)域中的工件的邊緣，并 且第一圖像獲取運(yùn)動(dòng)包括定義橫越邊緣的邊緣方向的運(yùn)動(dòng)方向，其中學(xué)習(xí)模式包括： 測量邊緣； 確定邊緣的角度； 設(shè)置運(yùn)動(dòng)方向至等于邊緣的角度加上90度的角度；以及 基于運(yùn)動(dòng)方向和工具位置參數(shù)計(jì)算兩個(gè)路徑點(diǎn)。
28. 根據(jù)權(quán)利要求27的方法，其中第一和第二圖像包括感興趣區(qū)域中的工件的多個(gè)邊 緣，并且如果作出多個(gè)邊緣工具正在感興趣區(qū)域內(nèi)關(guān)于多個(gè)邊緣工具使用的確定，那么學(xué) 習(xí)模式進(jìn)一步包括： 確定多個(gè)邊緣的角度；和 確定單運(yùn)動(dòng)方向是否可以被確定為在離關(guān)于多個(gè)邊緣的角度的每一個(gè)垂直的規(guī)定程 度范圍內(nèi)，如果是，則使用確定的運(yùn)動(dòng)方向，如果不是，則添加至少第二運(yùn)動(dòng)方向，用于得到 至少第三圖像。
29. -種獲取要用于在工件上進(jìn)行測量操作的多幅圖像的機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)，該機(jī)器 視覺檢測系統(tǒng)包括： 光學(xué)系統(tǒng)，提供放大倍率Μ ; 相機(jī)，包括第一像素間距Ρ并且包括快速多圖像獲取模式的操作； 存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)編程指令； 處理器，配置為執(zhí)行編程指令以進(jìn)行操作，該操作包括： 提供子像素偏移圖像取樣操作，包括： 提供第一圖像獲取運(yùn)動(dòng)，包括以第一速度S沿第一方向相對(duì)于彼此移動(dòng)工件和相機(jī)之 在圖像獲取運(yùn)動(dòng)期間利用快速多圖像獲取模式的操作獲取感興趣區(qū)域的多幅圖像，該 多幅圖像包括： 在第一時(shí)間tl處獲取的感興趣區(qū)域的第一圖像；和 在第一時(shí)間tl之后的第二時(shí)間t2處獲取的感興趣區(qū)域的第二圖像； 其中第一和第二圖像之間的偏移〇大約等于M*S*(t2-tl)，并且機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)被 配置成使得〇不等于nP，其中η為整數(shù)。
30. 根據(jù)權(quán)利要求29的機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)，其中操作進(jìn)一步包括去除偏移以便工件在 圖像中是相同的，并組合相同的圖像數(shù)據(jù)以提供具有比相機(jī)自身分辨率允許的更高的分辨 率的圖像數(shù)據(jù)，該相機(jī)在機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)中獲取圖像。
31. -種計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)，具有存儲(chǔ)在其上的指令，該指令通過機(jī)器視覺檢測系 統(tǒng)中的處理器可執(zhí)行以進(jìn)行下述操作： 利用提供放大倍率Μ的機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)的光學(xué)系統(tǒng)提供子像素偏移圖像取樣操作， 子像素偏移圖像取樣操作包括： 提供第一圖像獲取運(yùn)動(dòng)，包括以第一速度S沿第一方向相對(duì)于彼此移動(dòng)工件和相機(jī)之 一，該相機(jī)具有第一像素間距Ρ并且包括快速多圖像獲取模式的操作； 在圖像獲取運(yùn)動(dòng)期間利用快速多圖像獲取模式的操作獲取感興趣區(qū)域的多幅圖像，該 多幅圖像包括： 在第一時(shí)間tl處獲取的感興趣區(qū)域的第一圖像；和 在第一時(shí)間tl之后的第二時(shí)間t2處獲取的感興趣區(qū)域的第二圖像； 其中第一和第二圖像之間的偏移〇大約等于M*S*(t2-tl)，并且機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)被 配置成使得〇不等于nP，其中η為整數(shù)。
32. 根據(jù)權(quán)利要求31的計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)，其中操作包括去除偏移0以便工件在 圖像中是相同的，并組合相同的圖像數(shù)據(jù)以提供具有比相機(jī)自身分辨率允許的更高的分辨 率的圖像數(shù)據(jù)，該相機(jī)在機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)中獲取圖像。
【文檔編號(hào)】G06T7/00GK104101295SQ201410249670
【公開日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2014年4月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月5日
【發(fā)明者】P·G·格拉德尼克 申請(qǐng)人:株式會(huì)社三豐