具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以互相组合。下面将参考附图并结合实施例来说明本发明。

为了使本领域普通技术人员更好地理解本发明的技术方案，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的一部分实施例，而不是全部的实施例，都应当属于本发明的保护范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等适用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应当理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外。术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备国有的其它步骤或单元。

还需要说明的是，本发明中多个实施例的划分仅是为了描述的方便，不应构成特别的限定，各种实施例中的特征在不矛盾的情况下可以相结合，相互引用。

【第一实施例】

如图1所示，本发明第一实施例提出一种基于显微检测机台的多镜头联合标定方法，包括如下步骤：步骤S11由基准镜头对处于视野范围内的标定物拍照得到第一标定物图像；步骤S12根据所述第一标定物图像在第一图像坐标系中的位置信息计算第一偏移坐标并输出所述基准镜头在世界坐标系中的基准坐标；步骤S13由标定镜头对所述标定物拍照得到第二标定物图像，根据所述第二标定物图像在第二图像坐标系中的位置信息计算第二偏移坐标；步骤S14所述第二偏移坐标与所述第一偏移坐标的差值小于第一预设阈值时，输出所述标定镜头在所述世界坐标系中的标定坐标；步骤S15根据所述基准坐标和所述标定坐标计算得到所述标定镜头相对于所述基准镜头在所述世界坐标系中的补偿值。

在步骤S11中，如图2所示，例如由显微检测机台上的基准镜头的物面中心为原点建立世界坐标系，世界坐标系的Z轴方向为基准镜头的拍摄方向，世界坐标系的X轴和Y轴分别与Z轴相互垂直。提到的基准镜头和标定镜头例如为2D或者3D的取像设备。

在步骤S12中，如图3所示为基准镜头对标定物拍照取像时在世界坐标系、相机坐标系和图像坐标系中的位置关系，基准镜头对准取像参考面，拍摄得到的第一标定物图像，根据该第一标定物图像相对于图像坐标系原点的偏移距离计算得到第一偏移坐标。举例而言，所述第一标定物图像上包括X方向和Y方向上的多个均匀分布的像素点，根据标定物与原点之间间隔的像素点个数和像素点间距可以计算出X方向和Y方向上的间距，再根据勾股定理计算出偏移距离。

在步骤S13中，标定物的位置保持不变，控制标定镜头分别沿着世界坐标系的X轴和Y轴移动，使得所述标定物处于标定镜头的视野范围内，以同样的方式拍照取得第二标定物图像后计算得到第二偏移坐标。

在步骤S14中，例如预设一个偏移差值范围，即第一预设阈值，该阈值可由用户根据不同的光学系统自行设置，本发明并不以此为限制。对第二偏移坐标与第一偏移坐标的差值进行判断，若两者差值小于该第一预设阈值，则输出此时标定镜头在世界坐标系中的标定坐标。进一步的，若判断第二偏移坐标与第一偏移坐标的差值大于该第一预设阈值，则继续沿着世界坐标系的X轴和Y轴移动标定镜头，直至两者差值小于该第一预设阈值后，输出此时的标定坐标。

在步骤S15中，根据输出的基准坐标和标定坐标计算标定镜头相对于基准镜头的偏移值，举例而言，输出的基准坐标为(X1，Y1，Z1)，输出的标定坐标为(X2，Y2，Z2)，则两者之间的补偿值offsetX＝X2-X1,offset＝Y2-Y1，offsetZ＝Z2-Z1，至此完成一轮基准镜头和标定镜头之间的联合标定方案。值得一提的是，在本发明的一个实施例中，所述显微检测机台可以包括多个二维镜头和多个三维镜头，以其中任意一个二维镜头或者三维镜头作为基准镜头，其它镜头分别作为标定镜头依次按照上述步骤进行标定即可，在此不再赘述。

进一步的，所述基于显微检测机台的多镜头联合标定方法还包括：根据所述基准镜头和所述标定镜头分别通过对应的标定板进行内参和外参的矩阵标定得到其拍摄物在所述世界坐标系中的坐标与在所述图像坐标系中坐标转换的单应矩阵。具体的，例如由基准镜头和标定镜头从不同位置拍摄其对应的标定板，根据得到坐标信息分别计算出显微检测机台上各个镜头的内参矩阵和外参矩阵，然后进行整合得到所述单应矩阵。在该实施方式中，所述第一偏移坐标和所述第二偏移坐标分别由基准镜头拍摄的图像坐标及其对应的单应矩阵计算得到。

进一步的，所述基准镜头例如为2D镜头，所述标定物为带颜色的平面图形或标记。在输出基准坐标之前例如还包括：沿着世界坐标系的Z轴移动基准镜头直到拍摄到的图像清晰度最佳，获取此时基准镜头拍摄的图像的第一清晰度。如此一来，在2D镜头作为基准镜头的方案中，能够根据图像清晰度判定方案确定了其Z轴方向的标定基准。

进一步的，如图4所示，所述标定镜头例如也为2D镜头，在输出标定坐标之前例如还包括：判断所述第一清晰度与所述标定镜头拍摄图像的第二清晰度之间的差值是否小于第二预设阈值，若判断为是，则输出所述标定坐标，若判断为否，则继续沿着所述Z轴移动所述标定镜头直至两者差值小于所述第二预设阈值。如此一来，在基准镜头和标定镜头都为2D镜头的情况下，能够通过两者拍摄图像的清晰度差异对标定镜头的Z轴坐标进行补偿。

进一步的，如图5所示，所述第一清晰度和所述第二清晰度分别为所述第一标定物图像和所述第二标定物图像的边界过渡区域的像素个数；所述第一清晰度由所述基准镜头沿着所述Z轴移动时拍摄的所述像素个数最小时得到。即通过计算基准镜头和标定镜头拍摄图像的边界区域像素个数的差值来确两者图像清晰度差值，提供了明确的标定物图像清晰度的计算和判定方案，保证了标定方案的准确性。

进一步的，所述标定镜头例如为三维镜头，所述标定物为三维物体，所述第二图像坐标系为空间坐标系，此时拍摄到的第二标定物图像为立体图像，即具有X轴、Y轴和Z轴三个方向的坐标，所述根据所述第二标定物图像在第二图像坐标系中的位置信息计算得到第二偏移坐标包括：根据所述第二标定物图像的一固定点在所述空间坐标系中的坐标信息计算得到所述第二偏移坐标。

值得一提的是，在基准镜头或标定镜头为3D镜头的情况下，标定物采用三维物体如高精度的球形标定物或台阶块，根据其拍摄到的标定物图像能够直接获取到标定物在世界坐标系中的X轴、Y轴和Z轴坐标，无需通过上述的图像清晰度算法来确定Z轴坐标。

综上所述，本发明实施例提出的一种基于显微检测机台的多镜头联合标定方法，通过基准镜头和标定镜头分别对固定位置的同一标定物进行拍摄得到两者在图像坐标系中的偏移坐标，根据预设阈值判断中心偏离度差值并通过控制标定镜头与机台的相对移动来进行调整，解决了标定物的特征难以被多个镜头同时获取的问题，且能够准确得到标定镜头相对于基准镜头在世界坐标系中的坐标补偿值，与现有技术相比方案实施条件简便，标定物易获取，能够节省成本；在二维镜头作为基准镜头的方案中，输出基准坐标之前通过控制基准镜头移动调整至最佳图像清晰度，输出标定坐标之前根据预设阈值判断标定镜头与基准镜头拍摄图像的清晰度差值，并通过再次控制标定镜头相对机台移动来进行调整，能够对二维镜头与图像清晰度相关的坐标进行补偿，获得更准确的标定精度；图像的清晰度通过边界过渡区域的像素个数确定，通过计算基准镜头和标定镜头拍摄图像的边界区域像素个数的差值来确两者图像清晰度差值，提供了明确的标定物图像清晰度的计算和判定方案，进一步保证了标定方案的准确性。

【第二实施例】

如图6所示，本发明第二实施例提出了一种基于显微检测机台的多镜头联合标定装置20，例如包括：第一图像获取模块201、第一偏移坐标计算模块202、第二偏移坐标计算模块203、标定坐标输出模块204和补偿值计算模块205。

其中，第一图像获取模块201用于由基准镜头对处于视野范围内的标定物拍照得到第一标定物图像。第一偏移坐标计算模块202用于根据所述第一标定物图像在第一图像坐标系中的位置信息计算得到第一偏移坐标并输出所述基准镜头在世界坐标系中的基准坐标。第二偏移坐标计算模块203用于由标定镜头对所述标定物拍照得到第二标定物图像，根据所述第二标定物图像在第二图像坐标系中的位置信息计算得到第二偏移坐标。标定坐标输出模块204用于所述第二偏移坐标与所述第一偏移坐标的差值小于第一预设阈值时，输出所述标定镜头在所述世界坐标系中的标定坐标。补偿值计算模块205用于根据所述基准坐标和所述标定坐标计算得到所述标定镜头相对于所述基准镜头在所述世界坐标系中的补偿值。

进一步的，如图7所示，基于显微检测机台的多镜头联合标定装置20例如还包括：镜头移动模块206，用于所述第二偏移坐标与所述第一偏移坐标的差值小于第一预设阈值时，控制所述标定镜头移动，直至所述第二偏移坐标与所述第一偏移坐标的差值小于所述第一预设阈值后输出所述标定坐标。

进一步的，基于显微检测机台的多镜头联合标定装置20例如还包括：单应矩阵获取模块，用于由所述基准镜头和所述标定镜头分别通过对应的标定板进行内参和外参的矩阵标定得到其拍摄物在所述世界坐标系中的坐标与在所述图像坐标系中坐标转换的单应矩阵。所述第一偏移坐标和所述第二偏移坐标分别由所述位置信息根据所述单应矩阵换算得到。

进一步的，所述基准镜头为二维镜头，基于显微检测机台的多镜头联合标定装置20例如还包括：清晰度获取模块，用于在所述输出所述基准镜头在所述世界坐标系中的基准坐标之前，控制所述基准镜头移动直至得到图像清晰度最佳时的第一清晰度。

进一步的，所述标定镜头为二维镜头，所述基于显微检测机台的多镜头联合标定装置20例如还包括：清晰度判断模块，用于在所述输出所述标定镜头在所述世界坐标系中的标定坐标之前，判断所述第一清晰度与所述标定镜头拍摄图像的第二清晰度之间的差值是否小于第二预设阈值，若判断为是，则输出所述标定坐标，若判断为否，则继续控制所述标定镜头移动直至两者差值小于所述第二预设阈值。

进一步的，所述清晰度包括：所述标定物图像的边界过渡区域的像素个数；所述清晰度获取模块具体用于：控制所述基准镜头移动直至拍摄到的所述标定物图像的边界过渡区域的像素个数最小时得到所述第一清晰度。

本发明第二实施例公开的基于显微检测机台的多镜头联合标定装置20所实现的基于显微检测机台的多镜头联合标定方法如前述第一实施例所述，故在此不再进行详细讲述。可选地，第二实施例中的各个模块和上述其他操作或功能分别为了实现第一实施例所述的方法，且本实施例的有益效果同前述第一实施例的有益效果相同，为了简洁，不在此赘述。

【第三实施例】

如图8所示，本发明第三实施例提出一种计算机可读存储介质30，计算机可读存储介质30为非易失性存储器且存储有计算机可读指令，当所述计算机可读指令被一个或多个处理器执行时，例如使得所述一个或多个处理器执行前述第一实施例所述的基于显微检测机台的多镜头联合标定方法。具体的基于显微检测机台的多镜头联合标定方法可参考第一实施例所述的方法，为了简洁在此不再赘述，且本实施例提供的计算机可读存储介质30的有益效果同第一实施例提供的基于显微检测机台的多镜头联合标定方法的有益效果相同。

此外，可以理解的是，前述各个实施例仅为本发明的示例性说明，在技术特征不冲突、结构不矛盾、不违背本发明的发明目的前提下，各个实施例的技术方案可以任意组合、搭配使用。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和/或方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元/模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多路单元或模块可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元/模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元/模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多路网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元/模块来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元/模块可以集成在一个处理单元/模块中，也可以是各个单元/模块单独物理存在，也可以两个或两个以上单元/模块集成在一个单元/模块中。上述集成的单元/模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元/模块的形式实现。

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。