CN102495064A - 一种触摸屏丝印线路自动检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种触摸屏丝印线路自动检测系统，简称触摸屏丝印线路AOI系统，由成像子系统、图像采集子系统、运动控制子系统、软件子系统组成，其中所述软件子系统又包括图像采集控制单元、图像处理和分析单元、缺陷检测单元、建模单元等。应用本发明AOI系统，可完成大批量的丝印产品的自动光学检测任务，用户仅需将产品放置于该系统上，AOI系统即可自动高精度、高速、无遗漏检测完所有丝印线路，相比于传统的人工目视检测方式，该系统为用户提供了高效率、低成本、高可靠性和自动化程度高的检测方案。
Description
技术领域
本发明涉及一种自动检测系统，更准确地说，涉及一种应用于触摸屏丝印线路的自动检测系统。
背景技术
随着电子信息技术的发展，触摸屏作为极为理想的交互媒介，成为众多电子产品不可或缺的一个部件。触摸屏在生产过程中要经过非常多的工序，但承担线路形成的前工序最为重要。
触摸屏内部的线路是在生产前工序由机器通过丝印的方式将线路印刷到基材(聚乙烯或其他材质)上面，形成能够导电的线路。因人员、设备、环境和物料等因素导致在生产过程中，丝印线路缺陷(如开路、短路)几乎不可避免，因此所有生产厂家均配备大量的检测人员从事线路缺陷的检查工作，虽然人工目视检测的确能够发现部分缺陷，但由于线路越来越细，即使在检测人员全神贯注的情况下，细小缺陷也未必能有效检出；长时间检查带来的身体疲劳和精神松懈就更难以保证检查效果，因漏检的缺陷造成的批量报废，甚至带来用户投诉和索赔时有发生，为生产厂家和用户都造成了极大的损失和困扰。AOI(Automated Optical Inspection：自动光学检测)技术基于其高效率、低成本、高可靠性和自动化程度高的先天优势，成为替代人工目视检测的理想选择。
顾名思义，自动光学检测就是通过分析被检测物体的图像信息来判断是否存在缺陷的一种自动检测技术。自动光学检测技术在其他行业(如印制线路板)已经得到很多应用，并且成为生产厂家的必备系统。
但在触摸屏生产行业，由于技术难度大，系统复杂程度高等原因，如丝印线路不规整、而且受用户现场贴膜的影响，导致图像背景非常复杂，一般的图像检测算法都无法适应，因此在前工序丝印线路的检测环节中，国内尚无AOI系统应用实例，本发明将填补这一空白。
发明内容
本发明为了解决现有技术中存在的问题，提供了一种触摸屏丝印线路自动检测系统，简称AOI系统，在触摸屏丝印线路印制前工序提供一种AOI系统，该系统可完成触摸屏丝印线路的自动光学检测，并可将检测信息自动保存，供后续回溯以及缺陷确认和修复。相比于人工目视检测，该AOI系统具有检测效率高、检测精度高、可靠性高的特点，该系统填补AOI技术在这一领域中的应用空白。
本发明的技术方案是：一种触摸屏丝印线路AOI系统，包括成像子系统、图像采集子系统、运动控制子系统、软件子系统，
其中，成像子系统用于对被检测物体(丝印线路)进行照射并通过成像组件(光学镜头)在CCD相机中成像。
图像采集子系统完成将CCD相机中的图像数据传送到计算机内存中，以备后续分析和处理。
软件子系统用于处理和分析实时采集的线路图像，并根据检测算法判断线路是否存在缺陷。详细地说，包括图像采集控制单元、图像处理和分析单元、缺陷检测单元、建模单元；
其中，
图像采集控制单元用来控制图像开始和结束采集，并自动判断图像是否已经传送到计算机内存中；
建模单元利用丝印线路的CAD资料，提取线路的形态特征，作为线路缺陷检测的依据；
图像处理和分析单元，包括：
图像分析，对采集的图像进行分析，以分离出需要处理的图像区域；
图像特征提取，通过对线路区域进行分析，提取线路的边缘数据和形态特征；
缺陷检测单元，包括：
特征对比，结合建模单元中CAD资料的标准数据，同提取出来的线路的边缘数据和形态特征进行对比；
缺陷判断，对比后如满足预先设定好的的判决条件，则认为所处理的线路存在缺陷。
优选的是，所述软件子系统还包括：
结果输出，对判决出来的缺陷再进一步进行确认，同时将真正的缺陷存入数据库中，并在软件界面上显示出来。
优选的是，所述软件子系统还包括：
检测信息存储和查询单元，用来保存检测的信息，供后续查询和访问。
优选的是，所述成像子系统由高分辨率线阵CCD相机、光学镜头以及光源组成。
优选的是，所述图像处理和分析单元还包括：
图像预处理，首先进行滤波处理，以去掉细小的杂乱干扰，再基于灰度统计的方法进行自动二值化处理，同时对二值图像进行自动骨架抽取和边缘提取
运动控制子系统为成像系统提供3维运动。
还可包括机械子系统，为整个系统提供机械支持，包括基座、连接件、外壳等。
采用上述触摸屏丝印线路AOI系统可对丝印线路进行自动检测，其检测方法是：
(1)将丝印线路产品放置于AOI系统的玻璃托板上；
(2)操作软件点亮位于玻璃板下的LED光源；
(3)软件子系统自动控制运动子系统，使成像系统按照既定的路线运行；
(4)在运动过程中同时完成图像的扫描、采集、处理和自动检测
(5)显示器上显示检测结果。
(6)软件自动将检测信息保存。
(7)对检测的产品进行缺陷确认和修复。
(8)产品进入下一工序。
本发明的有益效果在于，本发明为触摸屏丝印线路AOI系统，由成像子系统、图像采集子系统、运动控制子系统、软件子系统组成。应用本发明AOI系统，可完成大批量的丝印产品的自动光学检测任务，用户仅需将产品放置于该系统上，AOI系统即可自动高精度、高速、无遗漏检测完所有丝印线路，相比于传统的人工目视检测方式，该系统为用户提供了高效率、低成本、高可靠性和自动化程度高的检测方案。
附图说明
图1示出了本发明触摸屏丝印线路AOI系统的示意图。
图2示出了本发明AOI系统的检测的流程图。
其中，1-CCD相机；2-光学镜头；3-待测丝印线路产品；5-光源；6-计算机；7-运动控制子系统。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。以下所述仅为本发明较佳的实施例，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化及修饰，皆应属于本发明的技术范畴。
在附图1中，高分辨率线阵CCD相机1、光学镜头2以及光源5共同组成了成像子系统。在运动部件驱动下，通过该子系统对待测丝印线路产品3表面进行图像扫描。扫描后的图像通过图像采集子系统传送到计算机6内存中。运动控制子系统7主要为成像系统提供3维的运动，其具体结构为现有技术。
检测软件子系统是AOI系统的核心，检测软件在计算机中运行。检测软件包括图像采集控制单元、图像处理和分析单元、缺陷检测单元、检测信息存储和查询单元、建模单元。
其中：
图像采集控制单元用来控制图像开始和结束采集，并自动判断新的图像是否已经传送到计算机内存中。
图像处理和分析单元是检测软件的关键部分，用来对采集的图像进行处理和分析。
建模单元是检测软件的重要组成部分，建模单元利用丝印线路的CAD资料，提取线路的形态特征，作为线路缺陷检测的依据。
缺陷检测单元负责完成AOI系统的核心工作，在缺陷检测单元中，软件自动对处理后的图像进行信息提取，并判断是否存在缺陷。
检测信息存储和查询单元用来保存检测的信息，如检测数目、缺陷类型和数目等，这些信息存储于检测铸件所在数据库，供后续查询和访问。
检测软件自动识别新采集的图像并启动检测流程，检测流程如附图2所示。图像处理和分析单元，包括：
图像预处理：
针对丝印线路背景比较杂乱、线路不整齐的特点，首先进行了滤波处理，以去掉一些细小的杂乱干扰，再通过基于灰度统计的方法进行自动二值化处理，同时对二值图像进行自动骨架抽取和边缘提取。
图像分析：
对预处理后的图像进行分析，以分离出需要处理的图像区域(也即线路区域)。
图像特征提取：
通过对线路区域进行分析，提取边缘数据和形态特征(物体尺寸、位置等)等信息。缺陷检测单元，包括
特征对比：
结合CAD资料的标准数据，在同提取出来的线路边缘数据和特征进行对比；
缺陷判断：
对比后如满足预先设定好的的判决条件，则认为所处理的线路存在缺陷。
结果输出：
对判决出来的缺陷再进一步进行确认，以避免因丝印线路印刷误差带来的误检测问题，同时将真正的缺陷存入数据库中，并在软件界面上显示出来。
综上所述，检测软件对采集到的实时图像首先进行滤波、形态学处理、二值化等预处理，然后对处理后的图像进行图像分析，以提取预定的图像特征。检测软件提前读取线路的CAD资料并提取出对应的特征，本发明称之为参考模板。将实时图像的特征和参考模板的特征进行比对，实时图像的特征凡是同模板不一致的地方，则视作缺陷。通过这种方式检测的缺陷信息最后输出在显示器上，并同时自动保存于计算机的数据库中。上述各模块单元的功能都可通过现有的技术来实现。其各模块具体的编程或更详细的模块在此不再赘述。
产品检测完毕后，可以选择将有缺陷的产品直接挑出，人工还可以读取检测软件保存的检测信息，实现对缺陷信息的追溯，从而快速完成缺陷确认和修复工作。
本发明提出一种利用自动光学检测技术应用于触摸屏丝印线路前工序的具体技术方案，本发明填补了AOI技术在丝印线路自动检测上应用空白。同原有人工目视的检测方式相比，具有效率高、精度高、可靠性高的显著优势，可提高生产企业的生产效率，并有效降低其生产成本，具备良好的应用价值和效益。如下表所示：
Claims (5)
1.一种触摸屏丝印线路自动检测系统，包括：
成像子系统，用于对丝印线路进行照射并通过成像组件成像；
图像采集子系统，将成像的数据传送到计算机内存中，以备后续分析和处理；
运动控制子系统，为成像子系统提供3维的运动；
软件子系统，包括图像采集控制单元、图像处理和分析单元、缺陷检测单元、建模单元；
其中：
图像采集控制单元用来控制图像开始和结束采集，并自动判断图像是否已经传送到计算机内存中；
建模单元利用丝印线路的CAD资料，提取线路的形态特征，作为线路缺陷检测的依据；
图像处理和分析单元，包括：
图像分析，对采集的图像进行分析，以分离出需要处理的图像区域；
图像特征提取，通过对线路区域进行分析，提取线路的边缘数据和形态特征；
缺陷检测单元，包括：
特征对比：结合建模单元中CAD资料的标准数据，同提取出来的线路的边缘数据和形态特征进行对比；
缺陷判断，对比后如满足预先设定好的的判决条件，则认为所处理的线路存在缺陷。
2.根据权利要求1所述的触摸屏丝印线路自动检测系统，其特征在于：所述软件子系统还包括：
结果输出，对判决出来的缺陷再进一步进行确认，同时将真正的缺陷存入数据库中，并在软件界面上显示出来。
3.根据权利要求1所述的触摸屏丝印线路自动检测系统，其特征在于：所述软件子系统还包括：
检测信息存储和查询单元，用来保存检测的信息，供后续查询和访问。
4.根据权利要求1所述的触摸屏丝印线路自动检测系统，其特征在于：所述成像子系统由高分辨率线阵CCD相机、光学镜头以及光源组成。
5.根据权利要求1所述的触摸屏丝印线路自动检测系统，其特征在于：所述图像处理和分析单元还包括：
图像预处理，首先进行滤波处理，以去掉细小的杂乱干扰，再基于灰度统计的方法进行自动二值化处理，同时对二值图像进行自动骨架抽取和边缘提取。
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