光学瞄准设备的自动化瞄准校正系统及方法与流程

本发明涉及一种光学瞄准校正，特别涉及一种光学瞄准设备的自动化瞄准校正系统及方法。

背景技术：

在具有光学瞄准或投射的设备或装置中，例如条形码扫描仪(barcodescanner)自动化测试时，常会面临光线无法准确打在待测目标中心点的状况，且随着条形码扫描仪距离变化或初始设置的角度将造成校正上的更大误差。

该问题主要来自于人为安装条形码扫描仪的手动误差，以及因为治具或夹具的多种设计造成。

以及治具或夹具设计成本过高，亦难以针对各种待测目标物设计精准且刚性良好的治具或夹具以固定待测目标物。

当通过人力手动的调整条形码扫描仪对待测目标物相对进行的反复调整校正，不仅存在明显校正误差而在校正的过程中更是相当耗时且耗工，上述问题尤其是在自动化产线及任何自动更正测试的应用中，其所产生的光学瞄准或投射校正的问题是相当明显的。

技术实现要素：

有鉴于先前技术所提出的问题，予以解决光学瞄准测试校正的问题。根据本发明的一实施例，提出了一种光学瞄准设备的自动化瞄准校正系统，其适用于控制该光学瞄准设备对一目标物进行瞄准校正，所述系统包括：一多轴控制器，用以固定该光学瞄准设备，且控制该光学瞄准设备输出一投射光的投射角度；一影像捕获设备，提取该目标物的影像而形成一第一影像数据，并于该光学瞄准设备投射该投射光于该目标物上后，该影像捕获设备提取该目标物和该目标物上该投射光的影像而形成一第二影像数据；以及一中控单元，电性连接该多轴控制器、该光学瞄准设备及该影像捕获设备，该中控单元控制该影像捕获设备进行影像提取以分别取得该第一影像数据及该第二影像数据，并分析比对该第一影像数据和该第二影像数据所形成的一影像差异，以及根据该影像差异作为调整该多轴控制器的控制依据，以使得该光学瞄准设备输出的该投射光落于该目标物的一默认位置。

根据本发明的再一个实施例，提出了一种光学瞄准设备的自动化瞄准校正方法，其适用于控制该光学瞄准设备对一目标物进行瞄准校正，所述方法包括：透过一影像捕获设备提取该目标物的影像而形成一第一影像数据；透过该影像捕获设备提取该目标物和该目标物上一投射光的影像而形成一第二影像数据，其中该投射光为固定于一多轴控制器的该光学瞄准设备输出，该多轴控制器为控制该光学瞄准设备输出该投射光的投射角度；借助一中控单元取得该第一影像数据及该第二影像数据，并分析比对该第一影像数据和该第二影像数据所形成的一影像差异；以及根据该影像差异作为调整该多轴控制器的控制依据，以使得该光学瞄准设备输出的该投射光落于该目标物的一默认位置。

进行光学瞄准校正自动化测试时，确保光束能正确无误投射在目标物上，借此可以达成光学瞄准校正测试的自动化，不需要人为监督及介入予以节省人力，并且说明进一步的技术效果例如但不限于：可排除光学瞄准校正测试之前，反复以人工对目标物位置以及对投射光束的角度做校正，以自动化的光学瞄准校正测试可减少人力及工序使用。

其次是对于每一种待测的目标物而言，光学瞄准校正测试整个过程不需要经常拆卸或重新组装治具或夹具，对于多样化待测的目标物也不需要额外定制化地制作治具或夹具，解决多样化待测的目标物于光学瞄准校正准确度不一致的问题，以及解决定制化地制作治具或夹具制作费用过高和治具或夹具存在体积庞大的问题。

并且分析投射光(束)落点及产生的偏移距离，不需要大量训练集(trainingdataset)，即光学瞄准校正测试时不因为光束投射的种类不同而有明显瞄准校正的分析判断差异，光学瞄准校正测试过程相对简单，且光学瞄准校正的精确度也可提升。

为了能更进一步了解本发明为达成既定目的所采取的技术、方法及功效，请参阅以下有关本发明的详细说明、附图，相信本发明的目的、特征与特点，当可由此得以深入且具体的了解，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制者。

附图说明

图1呈现本发明一实施例所示光学瞄准设备的自动化瞄准校正系统的基本架构方块图。

图2呈现本发明一实施例所示光学瞄准设备的自动化瞄准校正系统的使用情境示意图。

图3呈现本发明一实施例所示提取目标物影像形成第一影像数据的示意图。

图4呈现本发明一实施例所示提取目标物和目标物上投射光影像形成第二影像数据的示意图。

图5呈现本发明一实施例所示分析比对第一影像数据和第二影像数据形成的影像差异构成影像差异数据示意图。

图6呈现本发明一实施例所示根据影像差异调整投射光落于目标物的投射位置，进行纵向的位移校正的操作示意图。

图7呈现本发明一实施例所示根据影像差异调整投射光落于目标物的投射位置，进行横向的位移校正的操作示意图。

图8呈现本发明一实施例所示根据影像差异调整投射光落于目标物的投射位置，使投射光的投射位置到达默认位置的校正的操作示意图。

图9呈现本发明一实施例所示光学瞄准设备的自动化瞄准校正方法流程。

具体实施方式

以下透过特定的具体实施例来说明本发明所公开有关“光学瞄准设备的自动化瞄准校正系统及方法”的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可透过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不悖离本发明的构思下进行各种修改与变更。另外，事先声明，本发明的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。

为了更清楚的说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出过多努力的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

说明书公开一种光学瞄准设备的自动化瞄准校正系统及方法，所述系统及方法在进行光学瞄准校正自动化测试时，确保光束能正确无误打在目标物的图形上，借此可以达成测试的自动化，不需要人为监督及介入调整以节省人力及时间耗费。并且本发明使用低成本的硬件及软件，即能快速定位达成自动校准测试。

请参阅图1及图2，图1呈现本发明一实施例所示光学瞄准设备的自动化瞄准校正系统的基本架构方块图，而图2呈现本发明一实施例所示光学瞄准设备的自动化瞄准校正系统的使用情境示意图。

图1、图2所示提供一种光学瞄准设备14的自动化瞄准校正系统，其适用于控制一光学瞄准设备14对一目标物100进行瞄准校正，所述系统包括但不限于一多轴控制器11、一影像捕获设备12、一中控单元13和一移动设备15，中控单元13分别电性连接多轴控制器11、影像捕获设备12、光学瞄准设备14和移动设备15，移动设备15用以控制光学瞄准设备14的移动。

多轴控制器11用以固定光学瞄准设备14，且多轴控制器11可控制光学瞄准设备14输出一投射光141的投射角度。

光学瞄准设备14所投射出的投射光141可为可见光或不可见光，其所投射出的投射光141是可被检测的。因此光学瞄准设备14可以是光学投影(射)设备，投射光为可见光的类型例如是一种条形码扫描仪，投射光为不可见光的类型例如是不可见光激光发射装置。光学瞄准设备14例如是条形码扫描仪而所投射出的投射光141落于目标物100上的形状不一定是圆形的，也可以为十字、一字、平面等等(如图2示例为十字)。

在一实施例中，多轴控制器11可为至少调整两个轴向的云台，且多轴控制器11是电子式的，接收控制信号后可旋转调整角度。以及目标物100可为一维、二维条形码或是任何其它可识别的电子卷标。

影像捕获设备12可提取目标物100的影像，其中提取目标物100的影像可包含目标物100周围的影像，但不以此为限制。也因此于光学瞄准设备14投射投射光141于目标物100上后，影像捕获设备12可提取包含目标物100和目标物100上的投射光141的影像。

在一实施例中，影像捕获设备12相对于目标物100的设置位置是一固定位置，以作为持续且固定提取待测的目标物100的影像。

在一实施例中，中控单元13可以是具有运算能力的计算机装置或可携式电子装置。

请继续参阅图3、图4和图5，图3呈现本发明一实施例所示提取目标物影像形成第一影像数据的示意图，图4呈现本发明一实施例所示提取目标物和目标物上投射光影像形成第二影像数据的示意图，而图5呈现本发明一实施例所示分析比对第一影像数据和第二影像数据形成的影像差异构成影像差异数据示意图。

图3所示通过影像捕获设备12提取目标物100的影像而形成一第一影像数据200。并由图4所示，于光学瞄准设备14投射该投射光141于目标物100上后，使影像捕获设备12提取包含目标物100和目标物100上该投射光141的影像而形成一第二影像数据300。

在一实施例中，配合图2，由中控单元13取得的第一影像数据200得出投射光141必须落于目标物100的一默认位置(使得光学瞄准设备14输出的投射光141落于目标物100的一默认位置)。换言之可借助中控单元13对于第一影像数据200的影像分析而定义默认位置位于影像的何处，例如影像上该目标物100的中心点或任意的位置。

因此为了提取第一影像数据200和第二影像数据300进行比对分析，中控单元13可控制影像捕获设备12进行影像提取并且分别取得第一影像数据200及第二影像数据300，并分析比对第一影像数据200和第二影像数据300所形成的一影像差异构成一影像差异数据400(如图5)，图例的影像差异为得出投射光141与默认位置500的相对位置，以及根据影像差异作为调整多轴控制器11的控制依据。

在一实施例中，于提取第一影像数据200后，在图像处理中可以事先删去目标物100以外的背景影像减少影像比对分析的干扰。

请继续参阅图6、图7和图8，图6呈现本发明一实施例所示根据影像差异调整投射光落于目标物的投射位置，进行纵向的位移校正的操作示意图，图7呈现本发明一实施例所示根据影像差异调整投射光落于目标物的投射位置，进行横向的位移校正的操作示意图，而图8呈现本发明一实施例所示根据影像差异调整投射光落于目标物的投射位置，使投射光的投射位置到达默认位置的校正的操作示意图。因此配合图2、图5，当中控单元13分析比对第一影像数据200和第二影像数据300所形成的影像差异数据400后(如图5)，借助中控单元13判断投射位置(即投射光141的位置)是否等于默认位置500(假设默认位置500位于目标物100的中心)。

因此根据影像差异数据400，当中控单元13判断投射光141的投射位置不等于默认位置500时，中控单元13就根据投射位置与默认位置500之间的一第一距离差161及一第二距离差162产生一调整信号，并输出调整信号至多轴控制器11，多轴控制器11根据调整信号调整光学瞄准设备14的投射光141的投射角度(即位移投射光141的位置)，进而使得投射光141的投射位置落于默认位置500。其中调整光学瞄准设备14的投射光141的投射角度以此实施例来说是以纵向向下位移及横向向右位移仅是示例性说明，调整投射光141的投射角度而调整投射光141的位置不以此为限制。

在一实施例中，影像差异为中控单元13将第一影像数据200与第二影像数据300两者可借以影像减法(imagesubtraction)的图像处理方式取得投射光141落于目标物100上的一投射位置，即影像差异数据400。

在一实施例中，借助影像差异调整光学瞄准设备14的投射光141的投射角度是依照影像差异数据400的像素差异进行比例推算而进行调整投射光141位移距离的操作。其中像素差异比例推算是可配合三角函数相关计算达成，但不以此为限。

在一实施例中，参阅图2，还包括移动设备15时，多轴控制器11设置于移动设备15，中控单元13透过控制移动设备15而控制光学瞄准设备14与目标物100之间的距离。借此，当调整光学瞄准设备14的投射光141的投射角度进行校正前，以移动设备15控制光学瞄准设备14的线性移动。

参阅图1至图8，并配合图9，图9呈现本发明一实施例所示光学瞄准设备的自动化瞄准校正方法流程。

在此流程中，如步骤s901，移动光学瞄准设备14到指定位置，根据上述实施例，目标物100基本上是以固定位置设置，于测试单一目标物100时，即移动光学瞄准设备14到指定位置。

之后，如步骤s903，透过影像捕获设备12提取目标物100的影像而形成一第一影像数据200，根据一实施例，配合由图2、图3和图5可知，通过中控单元13取得的第一影像数据200得出光学瞄准设备14投射该投射光141所应该落于目标物100的一默认位置500，默认位置500可以是目标物100上的中心点或任意位置。

另外，在步骤s905中，借助中控单元13控制光学瞄准设备14输出一投射光141于目标物100上，根据一实施例，配合图2，投射光141为固定于多轴控制器11的光学瞄准设备14所输出投影(射)。

之后，如步骤s907，透过影像捕获设备12提取包含目标物100和目标物100上的投射光141的影像而形成一第二影像数据300，根据一实施例，第二影像数据300可以重复提取，以作为第一影像数据200的多组比对数据。

进而，如步骤s909，借助中控单元13取得第一影像数据200及第二影像数据300，并分析比对第一影像数据200和第二影像数据300所形成的一影像差异，构成影像差异数据400(图5)，影像差异例如为像素差异，即判断影像中是否有物体的移动或差异，而判断出投射光141的真实投射位置。

再如步骤s911，根据影像差异数据400判断投射光141是否落于正确的位置(判断投射光141投射位置是否等于默认位置500)，配合图2、图5，即根据影像差异数据400作为调整多轴控制器11的控制依据，如果投射光141落于正确的位置(即判断投射光141投射位置等于默认位置500)，则执行步骤s913，不进行投射光141的调整校正。

反之，如果投射光141非落于正确的位置(即判断投射光141投射位置不等于默认位置500)，则执行步骤s915，根据影像差异数据400调整投射光141的投射角度，根据一实施例，使多轴控制器11控制光学瞄准设备14输出投射光141的投射角度，进而调整投射光141至正确位置的校正，即根据投射光141投射位置与默认位置500之间的一距离差产生一调整信号，并输出调整信号至多轴控制器11，多轴控制器11根据调整信号调整光学瞄准设备14的投射光141的投射角度，进而使得投射光141投射位置落于默认位置500。于步骤s915校正结束后，可重新执行步骤s903。

在一实施例中，于步骤s909，其中影像差异数据400为将第一影像数据200与第二影像数据300两者以影像减法的影像分析方式取得，且第一影像数据200和第二影像数据300可为经过梯形校正(keystoneadjustment)的影像，使得第一影像数据200和第二影像数据300符合平行四边形的影像画面，可以解决影像捕获设备12提取影像后的影像偏斜问题，梯形校正例如为水平或垂直校正。

在一实施例中，于步骤s915，其中根据影像差异数据400调整投射光141的投射角度时，需利用已知尺寸的目标物100来计算第一距离差161与第二距离差162实际数值，并以此为基础加上光学瞄准设备14与目标物100之间的距离来计算投射光141校正的角度。其中，中控单元13透过控制该移动设备15而控制该光学瞄准设备14与该目标物100之间的距离。

〔本发明的技术效果〕

因此综上所述，本发明进行光学瞄准校正自动化测试时，确保投射的光束能正确无误投射在目标物上，借此可以达成光学瞄准校正测试的自动化，不需要人为监督及介入以节省测试人力，并且说明进一步的技术效果例如包括但不限于：

(一)、可排除光学瞄准校正测试之前，反复以人工对目标物位置以及对投射光束的角度做校正，以自动化的光学瞄准校正测试可减少人力及工序使用。

(二)、其次是对于每一种待测的目标物而言，光学瞄准校正测试整个过程不需要经常拆卸或重新组装治具或夹具，对于多样化待测的目标物也不需要额外定制化地制作治具或夹具，解决多样化待测的目标物于光学瞄准校正准确度不一致的问题，以及解决定制化地制作治具或夹具制作费用过高和治具或夹具存在体积庞大的问题。

(三)、分析投射光(束)落点及产生的偏移距离，不需要大量训练集(trainingdataset)，即光学瞄准校正测试时不因为光束投射的种类不同而有明显瞄准校正的分析判断差异，光学瞄准校正测试过程相对简单，且光学瞄准校正的精确度也可提升。

最后需要说明的是，于前述说明中，尽管已将本发明技术的概念以多个示例性实施例具体地示出与阐述，然而此项技术的领域中普通技术人员将理解，在不背离由权利要求书所界定的本发明技术的概念的范围的条件下，可对其作出形式及细节上的各种变化。