菌落挑选仪自动标定方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106204560A(43)申请公布日2016.12.07(21)申请号201610516684.X(22)申请日2016.07.02(71)申请人上海大学地址200444上海市宝山区上大路99号(72)发明人李昕陈明明柴宇燊张荣富(74)专利代理机构上海上大专利事务所(普通合伙)31205代理人何文欣(51)Int.Cl.G06T7/00(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图4页(54)发明名称菌落挑选仪自动标定方法(57)摘要本发明涉及一种菌落挑选仪自动标定方法。本方法菌落挑选仪作为实验平台，建立一套适用于菌落挑选仪的相机标定系统，实现菌落图像坐标同三维空间坐标之间的转换。本发明方法在Tsai两步法的基础上，针对传统相机标定方法的实现方式复杂、需要人工交互操作缺陷，提出了一种改进的相机标定方法，把图像处理和相机标定的技术结合起来，实现了相机标定自动化。并且保留了Tsai两步法的迭代参数较少，求解速度快，精度高的优点。能够较好的应用于菌落挑选仪的相机标定系统，保证了菌落挑选仪能够精确读取目标菌落的三维空间坐标信息，并利用实验数据对标定的准确性进行了验证。CN106204560ACN106204560A权利要求书1/1页1.一种菌落挑选仪自动标定方法，其特征在于包括1)CCD图像采集、2)读取图像、3)图像处理、4)提取质心点、5)选取参照点进行标定和6)坐标空间转换六个操作步骤。2.根据权利要求1所述的一种菌落挑选仪自动标定方法，其特征在于：所述步骤1)CCD图像采集是由固定在移动机械臂上的CCD图像摄像相机移动到预先设定的拍照位置对培养皿中的标定模板进行拍照，所述标定模板采用黑色圆斑点图文的背景，每个上下左右圆心间的距离都是9mm。3.根据权利要求2所述的一种菌落挑选仪自动标定方法，其特征在于：所述步骤2)图像读取是：使用菌落挑选仪自身软件系统将相机拍摄到的CCD图像读取出来并显示在操作界面上，同时保存图像的像素信息。4.根据权利要求3所述的一种菌落挑选仪自动标定方法，其特征在于：所述步骤3)图像处理是：对相机拍摄到的CCD图像加入了图像处理的技术，得到一幅经图像处理后的新图像文件。5.根据权利要求4所述的一种菌落挑选仪自动标定方法，其特征在于：所述步骤4)质心点提取是：对得到的新图像文件进行质心点的坐标获取，即获取标定模板中黑色圆点圆心的图像坐标(X,Y)，质心坐标获取的公式为其中Xi和Yi分别对应区域内第i个点的横坐标X和纵坐标Y，n为一个区域内所包含的像素点个数。6.根据权利要求2所述的一种菌落挑选仪自动标定方法，其特征在于：所述步骤5)选取参照点进行标定，在操作界面上人工确认选取任意两个相邻的黑色圆点作为标定点，记录下计算机读取出的两个相邻圆点的质心坐标(x1,y1)和(x2,y2)。已知标定模板中任意相邻两点的质心距离为9mm，再根据已选取的两个圆点在图像上的坐标计算出图像上两点的距离差值，二者相除得到一个比值P，7.根据权利要求6所述的一种菌落挑选仪自动标定方法，其特征在于：所述步骤6)坐标空间转换，对图像中任意一个点的图像坐标值，根据得到的比值P及数学公式转化为相对应的三维空间坐标，公式中(x,y)为探针打孔点的图像坐标位置，(X,Y)为探针打孔点机械臂的三维空间坐标，w为计算机计算出的图像像素点宽度，h为计算机计算出的图像像素点高度，(x0,y0)为相机移动到图像的拍照位置时图像显示框内图像的中心点所对应的机械臂的坐标，(x_,y_)为微调机械臂使得拍照位置的中心点与打孔点重合时该孔点的机械臂坐标，(xi,yi)为图像中指定任意一点的图像坐标，(Xi,Yi)为图像坐标(xi,yi)相对应的机械臂坐标，P为两点间像素坐标距离与实际坐标距离的比值。2CN106204560A说明书1/5页菌落挑选仪自动标定方法技术领域[0001]本发明涉及一种相机标定方法，具体涉及一种菌落挑选仪自动标定，既对该挑选仪平台的相机标定。背景技术[0002]随着计算机视觉理论和技术的不断更新和发展，越来越多的计算机视觉理论和技术已被广泛地应用于医学图像处理、机器人技术、文字识别、工业检测、军事侦察、地理勘察和现场测量等方面。随着计算机视觉应用的不断普及，相机标定技术作为视觉系统不可缺少的前提和基础部分，受到国内外学者的广泛关注，对相机标定技术的研究作为计算机视觉中首先必须解决的关键课题，有着很重要的意义，为计算机视觉在相关的各个领域的广泛应用奠定了坚实的基础。近年来相机标定技术在理论上的发展非常迅速，但是如何选定合适理论方法应用到实际设备的相机标定中，还需要在实际应用中考虑多方面因素。发明内容[0003]本发明的目的是针对已有技术的不足，提供一种菌落