一种多维度相机对焦方法及系统与流程

1.本发明属于多维视觉检测技术领域，具体涉及一种多维度相机对焦方法及系统。


背景技术：

2.在双碳目标背景下，汽车工业加快了电气化转型，新能源汽车发展迅速，新能源汽车锂电池安全始终是市场推进的关键项目，是车企和客户共同关注的焦点问题。锂电池的质量缺陷是造成安全隐患的关键因素之一，在极片模切和叠片工序中，极片毛刺、粉尘不仅会降低电池能量密度，更重要的是一旦击穿隔膜，将直接造成自放电或电池内部短路，严重将引发安全隐患。因此，作为电池安全的一道重要关卡，锂电池检测设备的重要性不言而喻。
3.目前，极片毛刺检测领域普遍采用的是目视显微镜，存在景深不够、倍率不足、部分不带测量功能、操作繁琐等痛点。
4.也存在视觉测量系统对锂电池极片进行垂直维度和水平维度上的多维度视觉测量。
5.现有视觉检测方式可以通过两种方案来实现垂直维度和水平维度的视觉检测。
6.第一种方案，采用一个工业相机进行检测，其中工业相机布置在产品上方且其边缘位于视野内，此时先第一次检测，并在移动至的每个检测点处采用手动对焦/自动对焦方式采集调焦后图片，然后将产品翻转90
°
，使相机位于产品一侧且其边缘位于视野内，再进行一次检测，并在移动至每个检测点处采用手动对焦/自动对焦方式采集调焦后图片。
7.此种方式存在如下缺点（1）需要翻转产品，如果是手动翻转，无法实现自动化且不稳定，如果是自动翻转，翻转机构非常繁琐且容易损坏产品；（2）需要手动/自动对焦，且每个检测位置都需要对焦一次，对焦时间较长且对焦过程繁琐。
8.第二种方案，采用两个工业相机进行检测，其中一个工业相机布置在产品上方且其边缘位于视野内，另一个工业相机布置在产品的一侧且其边缘位于视野内，此时，先采用产品上方的工业相机进行检测，需要在移动至每个检测点处采用手动对焦/自动对焦方式采集调焦后图片，再采用产品一侧的工业相机进行检测，需要在移动至每个检测点处采用手动对焦/自动对焦方式采集调焦后图片。
9.此种方式虽然无需翻转产品，但是同样存在对焦时间长，对焦过程繁琐的问题。


技术实现要素：

10.为了解决如上技术问题，本发明之一在于提供一种多维度相机对焦方法，能够先通过获取水平图像和垂直图像，构造三维点，之后在三维点处获取水平清晰图像和垂直清晰图像，通过位置补偿方式实现相机自动快速对焦。
11.为了解决上述技术问题，本发明所提出如下技术方案予以解决：一种多维度相机对焦方法，其用于产品边缘，所述多维度相机对焦方法包括：同时获取所述产品边缘在水平方向上不同位置处的多个水平图像、以及对应在垂
直方向上不同位置处的多个垂直图像；处理多个水平图像中每个并转换为属于所述产品边缘的水平点云数据，将所述水平点云数据拼接成一组水平边界点云；处理多个垂直图像中每个并转换为属于所述产品边缘的垂直点云数据，将所述垂直点云数据拼接成一组垂直边界点云；选择一组水平边界点云中每个及其对应的一组垂直边界点云中点云，构造一组三维点；在一组三维点中每个处，同时采集所述产品边缘所在的水平清晰图像及垂直清晰图像，以获取一组水平清晰图像和一组垂直清晰图像。
12.在本技术中的一些实施例中，处理多个水平图像中每个并转换为属于所述产品边缘的水平点云数据，具体为：处理所述水平图像，并提取属于产品边缘的像素点，使提取后的像素点形成一条直线；将形成所述直线的像素点转换为所述水平图像的水平点云数据；处理多个垂直图像中每个并转换为属于所述产品边缘的垂直点云数据，具体为：处理所述垂直图像，并提取属于产品边缘的像素点，使提取后的像素点形成一条直线；将形成所述直线的像素点转换为所述垂直图像的垂直点云数据。
13.在本技术中的一些实施例中，将多个水平图像对应所转换的水平点云数据拼接成一组水平边界点云，具体为：通过采用预存储的变换矩阵将各水平图像对应所转换的水平点云数据拼转换到同一世界坐标系下，以形成所拼接的一组水平边界点云；将多个垂直图像对应所转换的垂直点云数据拼接成一组垂直边界点云，具体为：通过采用预存储的变换矩阵将各垂直图像对应所转换的垂直点云数据拼转换到同一世界坐标系下，以形成所拼接的一组垂直边界点云。
14.与现有技术相比，本发明的优点和有益效果是：（1）通过获取产品边缘在不同位置处多个水平图像和多个垂直图像，并利用这些图像构造同属于产品边缘的三维点，即，产品的实际空间点，并通过移动位置方式，分别移动至该三维点，获取该三维点处的水平清晰图像和自动清晰图像，此种方式利用位置补偿的方式实现自动快速对焦；（2）该对焦方法能够实现对产品边缘的自动巡边、自动获取水平清晰图像和垂直清晰图像，为自动识别产品边缘微小特征提供数据源。
15.本技术还涉及一种多维度相机对焦系统，包括：工作台，其上设有三轴向运动平台，所述待检测产品位于所述工作台上；多相机模组，其包括安装座、均位于所述安装座上的第一垂直相机和第二垂直相机及第一水平相机和第二水平相机，所述安装座固于所述三轴向运动平台的z轴平台上，所述第一垂直相机和第一水平相机的理论焦点重合，所述第二垂直相机和第二水平相机的理论焦点重合，所述第一垂直相机、第二垂直相机、第一水平相机和第二水平相机的镜头分别对准所述待检测产品的边缘；
所述三轴向运动平台的x轴向模组工作，依次使所述多相机模组移动至多个连续位置，在每个连续位置处，采用第一垂直相机获取x方向上水平图像，且采用第一水平相机获取z方向上垂直图像；数据处理单元，其用于处理多个水平图像中每个并转换为属于所述水平图像的水平点云数据，将所述水平点云数据拼接成一组水平边界点云，且用于处理多个垂直图像中每个并转换为属于所述垂直图像的垂直点云数据，将所述垂直点云数据拼接，以获取一组垂直边界点云；构造单元，其用于选择一组水平边界点云中每个及其对应的一组垂直边界点云中点云，构造一组三维点；在一组三维点中每个处，所述三轴向云平台工作，使所述多相机模组移动至每个三维点处，使所述第二垂直相机采集所述水平清晰图像，且同时所述第二水平相机采集所述垂直清晰图像。
16.在本技术中的一些实施例中，所述第一水平相机的镜头和第一垂直相机的镜头分别为低倍率镜头；所述第二水平相机的镜头和第二垂直相机的镜头分别为高倍率镜头。
17.在本技术中的一些实施例中，所述数据处理单元用于处理多个水平图像中每个并转换为属于所述水平图像的水平点云数据，具体为：处理所述水平图像，并提取属于产品边缘的像素点，使提取后的像素点形成一条直线；将形成所述直线的像素点转换为所述水平图像的水平点云数据；所述数据处理单元用于处理多个垂直图像中每个并转换为属于所述水平图像的垂直点云数据，具体为：处理所述垂直图像，并提取属于产品边缘的像素点，使提取后的像素点形成一条直线；将形成所述直线的像素点转换为所述垂直图像的垂直点云数据。
18.在本技术中的一些实施例中，所述数据处理单元通过采用预存储的变换矩阵将各水平图像对应所转换的水平点云数据拼转换到同一世界坐标系下，以形成所拼接的一组水平边界点云。
19.在本技术中的一些实施例中，所述第一垂直相机的中心线和第二垂直相机的中心线平行且两者中心线所在平面与z轴向模组所在平面平行，所述第一水平相机的中心线和第二水平相机的中心线平行且两者中心线所在平面与水平面平行。
20.在本技术中的一些实施例中，所述多维度相机对焦系统还包括：光源组件，其用于对所述待检测产品进行打光。
21.在本技术中的一些实施例中，所述光源组件包括顶光源、底光源和侧光源，其中所述侧光源对称分布于第二水平相机的上下两侧。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简要介绍，显而易见地，下面描述的附图是本
发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
23.图1为本发明提出的多维度相机对焦方法实施例的流程图；图2为本发明提出的多维度相机对焦系统实施例的结构图；图3为本发明提出的多维度相机对焦系统实施例中多相机模组的结构图；图4为本发明提出的多维度相机对焦方法实施例中在自动巡边时的检测过程示意图；图5为本发明提出的多维度相机对焦方法实施例中在自动巡边后获取到的一组水平边界点云以及一组垂直边界点云。
24.附图标记：100-工作台；200-三轴向运动平台；210-x轴向模组；220-y轴向模组；230-z轴向模组；300-多相机模组；310-安装座；320-多相机组件；321-第一水平相机；322-第二水平相机；323-第一垂直相机；324-第二垂直相机；330-第二光源；400-极片。
具体实施方式
25.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
26.基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
27.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
28.术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
29.为了满足在对产品（例如极片）边缘的识别，需要对产品边缘进行图像采集，以基于所采集的图像对极片边缘进行微小特征（例如，毛刺）识别，本技术涉及一种多维度相机对焦方法及系统，用于自动快速实现相机多维度对焦，便于高效获取产品边缘图片，辅助用于产品边缘微小特征识别。
30.如上所述多维度相机对焦方法是基于多维度相机对焦系统来实现的。
31.如上所述的多维度指垂直维度和水平维度两个维度，且产品主要指极片，且极片
厚度较薄（例如，0.3mm）。
32.如下，结合图1至图5对多维度相机对焦方法进行描述。
33.s1：同时获取产品边缘在水平方向上不同位置处的多个水平图像、以及在垂直方向上对应所述位置处的多个垂直图像。
34.所述的产品以极片400为例进行说明，当然也可以为其他片材产品。
35.如上所述在每个位置处，均获取极片边缘的一个水平图像和一个垂直图像。
36.极片400置于工作台100的台面上，例如，可以通过工作台100台面上的夹具（未示出）实现对极片400的夹持固定。
37.水平图像指相机位于极片400上方时所获取的极片边缘的图像，垂直图像指相机位于极片400侧边时所获取的极片边缘的图像。
38.在本技术中，参见图2，设置位于工作台100台面上的三轴向运动平台200和多相机模组300。
39.三轴向运动平台200包括x轴向模组210、y轴向模组220和z轴向模组230。
40.在本技术中，参见图2，y轴向模组220设于工作台100上，x轴向模组210设于y轴向模组220上，z轴向模组230设于x轴向模组210上，x轴向模组210、y轴向模组220和z轴向模组230配合实现多相机模组200的三轴向运动。
41.三轴向运动平台200可以为三坐标测量机上的三轴向运动平台，能够确定运动至的位置并判断是否运动到位。
42.当然，也可以将x轴向模组210设于工作台100上，y轴向模组220设于x轴向模组210上，z轴向模组230设于y轴向模组220上。
43.x轴向模组210、y轴向模组220和z轴向模组230的结构组成及其运动方式都是成熟技术，在此不做赘述。
44.多相机模组300包括安装座310和多相机组件320，安装座310安装在z轴向模组230上且多相机组件320安装在安装座310上，如此，利用三轴向运动平台200能够带动多相机组件320实现三轴向运动。
45.其中多相机组件320包括第一垂直相机323、第二垂直相机324、第一水平相机321和第二水平相机322。
46.第一垂直相机323和第二垂直相机324均z向设置且其中心轴线平行且两中心轴线所在平面与z轴向模组230所在平面平行。
47.在y轴向模组220设置在工作台100上时，第一水平相机321和第二水平相机322均y向水平设置，且其中心轴线平行且两中心轴线所在平面与y轴向模组220所在平面平行。
48.在x轴向模组210设置在工作台100上时，第一水平相机321和第二水平相机322均x向水平设置，且其中心轴线平行且两中心轴线所在平面与x轴向模组210所在平面平行。
49.第一垂直相机323、第二垂直相机324、第一水平相机321和第二水平相机322均能够对准同一极片边缘，即，第一垂直相机323、第二垂直相机324、第一水平相机321和第二水平相机322的视野范围内均能够拍摄到同一极片边缘。
50.并且，第一垂直相机323和第一水平相机321的理论焦点重合，第二垂直相机324和第二水平相机322的理论焦点重合，在本技术中，第一垂直相机323和第一水平相机321配对使用，第二垂直相机324和
第二水平相机322配对使用。
51.为了满足不同使用需求，在本技术中，第一垂直相机323和第一水平相机321均采用低倍率镜头（例如，0.27x镜头），第二垂直相机324和第二水平相机322均采用高倍率镜头（例如，4x镜头）。
52.采用垂直相机和水平相机能够在垂直维度和水平维度上对极片边缘进行全方位识别。
53.参见图2，三轴向运动平台200的x轴向模组210能够带动多相机模组200沿x向运动，使得沿极片一边缘进行自动巡边，参见图4。
54.在本技术中，为了清楚获取三轴向运动平台200运动到位的位置信息，采用三坐标测量机上的三轴向运动平台移动多相机模组300且能够检测是否移动到位。
55.参见图4，其示出利用第一垂直相机323检测边缘以获取水平图像的检测过程示意图。
56.三坐标测量机机控制x轴向模组210工作，带动多相机模组300移动至位置a1（即，使多相机模组300的理论焦点位置移动至a1）处，此时利用第一垂直相机323获取一水平图像（参见图4），利用第一水平相机321获取一垂直图像。
57.之后，控制多相机模组300沿x向连续移动多个位置（位置a2, a3,...... ,an），如此可以获取该极片边缘的n个由第一垂直相机323获取的水平图像（参见图4）、以及n个由第一水平相机321获取的垂直图像。
58.需要说明的是，可以控制x向移动间距，使相邻两个位置处水平相机的视野范围不重叠且垂直相机的视野范围也不重叠。
59.第一垂直相机323和第二垂直相机324均为工业相机且获取的是黑白图像。
60.第一垂直相机323所获取的水平图像中黑白像素变化明显的部分就是边缘形成的一直线。
61.如上所述的，第一水平相机321具有低倍率镜头且极片厚度较薄，因此，第一水平相机321所获取的垂直图像中黑白像素变化明显的部分也认为是边缘。
62.s2：处理多个水平图像中每个并转换为属于产品边缘的水平点云数据，将水平点云数据拼接成一组水平边界点云。
63.如在s1中获取到的n个水平图像中每个，需要提取出属于极片边缘的多个像素点。
64.如下，仅以处理一个水平图像，以获取对应水平点云数据为例进行说明。
65.首先，对水平图像进行处理，以提取水平图像中属于极片边缘的像素点，使处理后的像素点形成一条直线。
66.对应一个水平图像的所处理后的像素点的个数可以根据需求进行设定，例如间隔预设距离的像素点作为后续使用点。
67.其次，将形成该直线的像素点转换为水平图像的水平点云数据。
68.此种转换技术为现有成熟技术，此处不再赘述。
69.如下获取的水平点云数据为一个水平图像对应的点云数据。
70.重复此过程，获取到属于n个水平图像中每个的水平点云数据，为方便描述，记为{s1,s2,......,sn}。
71.由于每个位置处多相机模组300处于不同的坐标系下，因此，所处理后的水平点云
数据{s1,s2,......,sn}也分别位于各自不同坐标系下。
72.因此，需要采用变换矩阵将n组水平点云数据转换为同一世界坐标系下，以获取拼接后的一组水平边界点云。
73.调用预存储的各位置下应的变换矩阵对各点云数据{s1,s2,......,sn}进行转换，以获取同一世界坐标系下的点云数据，记为{c1,c2,......,cn}，即拼接后的一组水平边界点云。
74.其中一组水平边界点云包括多个水平点云集合，每个水平点云集合对应一个位置，其中每个水平点云集合中可以有至少一个水平点云。
75.参见图5，其示例示出一组水平边界点云{o1,o2,......,on}。
76.s3：处理多个垂直图像中每个并转换为属于产品边缘的垂直点云数据，将垂直点云数据拼接成一组垂直边界点云。
77.如在s1中获取到的n个垂直图像中每个，需要提取出属于极片边缘的多个像素点。
78.如下，仅以处理一个垂直图像，以获取对应垂直点云数据为例进行说明。
79.首先，对垂直图像进行处理，以提取垂直图像中属于极片边缘的像素点，使处理后的像素点形成一条直线。
80.对应一个垂直图像的所处理后的像素点的个数可以根据需求进行设定，例如间隔预设距离的像素点作为后续使用点。
81.其次，将形成该直线的像素点转换为垂直图像的垂直点云数据。
82.此种转换技术为现有成熟技术，此处不再赘述。
83.如下获取的垂直点云数据为一个垂直图像对应的点云数据。
84.重复此过程，获取到属于n个垂直图像中每个的垂直点云数据，为方便描述，记为{w1,w2,......,wn}。
85.由于每个位置处多相机模组处于不同的坐标系下，因此，所处理后的垂直点云数据{w1,w2,......,wn}也分别位于各自不同坐标系下。
86.因此，需要采用变换矩阵将n组垂直点云数据转换为同一世界坐标系下，以获取拼接后的一组垂直边界点云。
87.调用预存储的各位置下应的变换矩阵对各点云数据{w1,w2,......,wn}进行转换，以获取同一世界坐标系下的点云数据，记为{c1',c2',......,cn'}，即拼接后的一组垂直边界点云。
88.其中一组垂直边界点云包括多个垂直点云集合，每个垂直点云集合对应一个位置，其中每个垂直点云集合中可以有至少一个垂直点云。
89.参见图5，其示例示出一组垂直边界点云{p1,p2,......,pn}。
90.如上对水平图像和垂直图像的处理过程可以由数据处理单元来实现。
91.需要说明的是，如上所述的s2和s3并不存在顺序关系，先执行s2再执行s3，先执行s3再执行s2，或者多线程同时执行s2和s3均在此不受限。
92.s4：选择一组水平边界点云中每个及其对应的一组垂直边界点云中点云，构造一组三维点。
93.如s3中获取到对应n个位置的一组水平边界点云{o1,o2,......,on}、以及对应n个位置的一组垂直边界点云{p1,p2,......,pn}。
94.由于多相机模组沿x向运动，因此，在同一位置处，水平边界点云和垂直边界点云具有相同的x向坐标。
95.利用相同的x向坐标，构造三维点。
96.选择通过水平边界点云抓取点o1坐标（x1，y1），通过垂直边界点云抓取点p1坐标（x1，z1），如此构造三维点q1（x1，y1，z1）。
97.同理地，选择通过水平边界点云抓取点on坐标（xn，yn），通过垂直边界点云抓取点pn坐标（xn，zn），如此构造三维点qn（xn，yn，zn）。
98.如此，可以构造n个三维点，形成一组三维点。
99.如上所述的构造三维点的过程可以采用构造单元实现。
100.s5：在一组三维点中每个处，同时采集产品边缘所在的水平清晰图像及垂直清晰图像。
101.以三维点q1（x1，y1，z1）为例，可以控制三轴向运动平台200工作，使多相机模组300直接运动至q1点，由于三维点q1点为实际点，因此，此处可以拍摄到清楚的边缘图片。
102.在多相机模组300运动至q1点处时，利用第二垂直相机324获取水平清晰图像，利用第二水平相机322获取垂直清晰图像。
103.同理地，根据所构造的多个三维点，可以获取到边缘的多张水平清晰图像和多张垂直清晰图像，即，无需通过传统调焦方式即可在多个位置处获取清晰图像，达到自动快速对焦的目的。
104.如上所述的，第二垂直相机324和第二水平相机322均具有高倍率镜头，能够清晰采集极片边缘，有助于对边缘毛刺进行精确识别，提高检测精度。
105.本技术涉及的多维度相机对焦方法，先通过大视野低倍率镜头进行视觉图像检测，实现垂直维度和水平维度的自动巡边，再采用高精度镜头进行清晰图像获取，实现多维度相机的自动快速对焦，方便高效快速获取清晰图像，辅助用于对毛刺进行识别。
106.返回参照图2和图3，该多维度相机对焦系统还包括光源组件，光源组件包括顶光源（未示出）、底光源（未示出）和侧光源，其中顶光源位于极片400的顶部，在一些实施例中，三轴向运动平台200设有外壳（未示出），顶光源固定于该外壳上；底光源可以设于工作台100上，具体地是位于夹具的下方。
107.侧光源可以设置两个，两个侧光源对称分布于第二水平相机322的上下两侧。具体地，侧光源包括第一光源（未示出）和第二光源330，第一光源的光轴和第二光源330的光轴与第二水平相机322的中心线的夹角均为锐角。
108.其中，第一光源固定于第二水平相机322的上方，其照射方向朝下倾斜，优选地，与第二水平相机322的中心线的夹角为45
°
；同时，第二光源330固定于第二水平相机322的下方，其照射方向朝上倾斜，优选地，与第二水平相机322的中心线的夹角为45
°
。
109.也就是说，第一光源的光轴与第二光源330的光轴相交于一点，在该交点处，第一光源的光轴与第二光源330的光轴的夹角为直角。
110.第一光源和第二光源330两者同时对第二水平相机322补充光亮，提高其视野亮度。
111.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可
以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种多维度相机对焦方法，其用于检测产品边缘，其特征在于，所述多维度相机对焦方法包括：同时获取所述产品边缘在水平方向上不同位置处的多个水平图像、以及在垂直方向上对应所述位置处的多个垂直图像；处理多个水平图像中每个并转换为属于所述产品边缘的水平点云数据，将所述水平点云数据拼接成一组水平边界点云；处理多个垂直图像中每个并转换为属于所述产品边缘的垂直点云数据，将所述垂直点云数据拼接成一组垂直边界点云；选择一组水平边界点云中每个及其对应的一组垂直边界点云中点云，构造一组三维点；在一组三维点中每个处，同时采集所述产品边缘所在的水平清晰图像及垂直清晰图像，以获取一组水平清晰图像和一组垂直清晰图像。2.根据权利要求1所述的多维度相机对焦方法，其特征在于，处理多个水平图像中每个并转换为属于所述产品边缘的水平点云数据，具体为：处理所述水平图像，并提取属于产品边缘的像素点，使提取后的像素点形成一条直线；将形成所述直线的像素点转换为所述水平图像的水平点云数据；处理多个垂直图像中每个并转换为属于所述产品边缘的垂直点云数据，具体为：处理所述垂直图像，并提取属于产品边缘的像素点，使提取后的像素点形成一条直线；将形成所述直线的像素点转换为所述垂直图像的垂直点云数据。3.根据权利要求2所述的多维度相机对焦方法，其特征在于，将多个水平图像对应所转换的水平点云数据拼接成一组水平边界点云，具体为：通过采用预存储的变换矩阵将各水平图像对应所转换的水平点云数据拼转换到同一世界坐标系下，以形成所拼接的一组水平边界点云；将多个垂直图像对应所转换的垂直点云数据拼接成一组垂直边界点云，具体为：通过采用预存储的变换矩阵将各垂直图像对应所转换的垂直点云数据拼转换到同一世界坐标系下，以形成所拼接的一组垂直边界点云。4.一种多维度相机对焦系统，其特征在于，包括：工作台，其上设有三轴向运动平台，所述待检测产品位于所述工作台上；多相机模组，其包括安装座、均位于所述安装座上的第一垂直相机和第二垂直相机及第一水平相机和第二水平相机，所述安装座固于所述三轴向运动平台的z轴平台上，所述第一垂直相机和第一水平相机的理论焦点重合，所述第二垂直相机和第二水平相机的理论焦点重合，所述第一垂直相机、第二垂直相机、第一水平相机和第二水平相机的镜头分别对准所述待检测产品的边缘；所述三轴向运动平台的x轴向模组工作，依次使所述多相机模组移动至多个连续位置，在每个连续位置处，采用第一垂直相机获取x方向上水平图像，且采用第一水平相机获取z方向上垂直图像；数据处理单元，其用于处理多个水平图像中每个并转换为属于所述水平图像的水平点云数据，将所述水平点云数据拼接成一组水平边界点云，且用于处理多个垂直图像中每个并转换为属于所述垂直图像的垂直点云数据，将所述垂直点云数据拼接，以获取一组垂直
边界点云；构造单元，其用于选择一组水平边界点云中每个及其对应的一组垂直边界点云中点云，构造一组三维点；在一组三维点中每个处，所述三轴向云平台工作，使所述多相机模组移动至每个三维点处，使所述第二垂直相机采集所述水平清晰图像，且同时所述第二水平相机采集所述垂直清晰图像。5.根据权利要求4所述的多维度相机对焦系统，其特征在于，所述第一水平相机的镜头和第一垂直相机的镜头分别为低倍率镜头；所述第二水平相机的镜头和第二垂直相机的镜头分别为高倍率镜头。6.根据权利要求4所述的多维度相机对焦系统，其特征在于，所述数据处理单元用于处理多个水平图像中每个并转换为属于所述水平图像的水平点云数据，具体为：处理所述水平图像，并提取属于产品边缘的像素点，使提取后的像素点形成一条直线；将形成所述直线的像素点转换为所述水平图像的水平点云数据；所述数据处理单元用于处理多个垂直图像中每个并转换为属于所述水平图像的垂直点云数据，具体为：处理所述垂直图像，并提取属于产品边缘的像素点，使提取后的像素点形成一条直线；将形成所述直线的像素点转换为所述垂直图像的垂直点云数据。7.根据权利要求6所述的多维度相机对焦系统，其特征在于，所述数据处理单元通过采用预存储的变换矩阵将各水平图像对应所转换的水平点云数据拼转换到同一世界坐标系下，以形成所拼接的一组水平边界点云。8.根据权利要求4所述的多维度相机对焦系统，其特征在于，所述第一垂直相机的中心线和第二垂直相机的中心线平行且两者中心线所在平面与z轴向模组所在平面平行，所述第一水平相机的中心线和第二水平相机的中心线平行且两者中心线所在平面与水平面平行。9.根据权利要求4所述的多维度相机对焦系统，其特征在于，所述多维度相机视觉对焦系统还包括：光源组件，其用于对所述待检测产品进行打光。10.根据权利要求4所述的多维度相机对焦系统，其特征在于，所述光源组件包括顶光源、底光源和侧光源，其中所述侧光源对称分布于第二水平相机的上下两侧。

技术总结
本发明涉及多维度相机对焦方法及系统，该方法包括：同时获取产品边缘在水平方向上不同位置处的多个水平图像、以及在垂直方向上对应位置处的多个垂直图像；处理多个水平图像，获取属于产品边缘的一组水平边界点云；处理多个垂直图像，获取属于产品边缘的一组垂直边界点云；选择一组水平边界点云中每个及其对应的一组垂直边界点云中点云，构造一组三维点；在一组三维点中每个处，同时采集产品边缘所在的水平清晰图像及垂直清晰图像。本发明能够实现多维度相机自动快速对焦。维度相机自动快速对焦。维度相机自动快速对焦。


技术研发人员：郝健 张宝宝 宣海 徐胜昌 王毅 王宣杰
受保护的技术使用者：海克斯康制造智能技术（青岛）有限公司
技术研发日：2023.03.31
技术公布日：2023/8/21