CN102873420A - 一种用图像匹配法定位PCB板Mark点的方法 - Google Patents

一种用图像匹配法定位PCB板Mark点的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用图像匹配法定位PCB板Mark点的方法，其特征在于：是以一组在编程时所截的Mark点区域图像作为基准图像，然后在进行检测时，利用这些图像进行扫描式的查找，当查找到的图像与基准Mark点图像大小和形状都相同时，就认为所检测到的图像包含有检测Mark点，最后利用基准Mark点和检测Mark点之间的偏移来进行PCB板补偿。本方法是利用图像匹配的原则进行比较，算法跟Mark点的形状无关，补偿精度高。补偿后焊接时，PCB板不会因为位置发生偏移而焊接不准。

Description

一种用图像匹配法定位PCB板Mark点的方法
技术领域
本发明涉及PCB焊接视觉检测领域，特别是关于一种用图像匹配法定位PCB板Mark点的方法，使得在定位、校正PCB板时，能够有效的提高补偿精度。
背景技术
随着计算机数字图像处理技术和无损检测技术的发展，现在检测与识别技术日益朝着智能化、高可靠性、高速自动化在线检测方向发展。计算机视觉技术和可靠性技术是现代检测的两大技术基础。机器视觉在工业检测领域已被成功的应用，其中即包括了对PCB板(即：印制电路板)的自动检测，实现对电路板的自动定位以及基准的校正，在生产中对准确安置元器件有着重要的作用，这是因为在焊接PCB板上的元器件时，由于每次放PCB板，板的位置容易发生偏移，所以焊接焊盘时就不能焊准。为了使焊接时能够焊准，必须采取一定措施将PCB板准确定位。
在PCB板设计阶段，设计者通常会制作Mark点作为定位基准，有了准确的位置关系，才可以为后续有效的检测做好基础。PCB板的Mark点是电路板设计中，PCB应用于自动贴片机上的位置识别点，也叫标记点或特征点。
视觉检测PCB板的基本原理就是在图像处理后，根据像素点的统计判断出标识的位置，然后将检测到的标识点与标准定位点进行比较，如果发现误差则予以补偿，提高PCB板的定位精度。
现有对PCB板的检测方式有：计算机视觉技术和可靠性技术这二种检测方式。这两种方式存在的不足之处包括：当PCB板发生偏移时，1、用现有的二种检测方式不能够准确的对PCB板进行定位；2、不能够准确的计算出PCB板的偏移量；3、补偿不能够准确的对PCB板进行补偿；4、焊接PCB板时，不能够对准焊盘焊接。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种用图像匹配法定位PCB板Mark点的方法。使用该方法能够提高PCB板的定位准确度，提高焊接精度。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种用图像匹配法定位PCB板Mark点的方法，其特征在于：是以一组在编程时所截的Mark点区域图像作为基准图像，然后在进行检测时，利用这些图像进行扫描式的查找，当查找到的图像与基准Mark点图像大小和形状都相同时，就认为所检测到的图像包含有检测Mark点，最后利用基准Mark点和检测Mark点之间的偏移来进行PCB板补偿。
截取基准Mark点图像的方法是：用相机拍摄下含有Mark点的PCB图像，显示在电脑显示屏上，然后用焊锡机器人自带的截图控件在当前视场中至少截取一个含有Mark点的区域图像，把这些图像作为基准Mark点图像。
查找待检测Mark点图像的方法是：直接在当前视场中搜索与基准Mark点图像大小和形状都相同的图像。
利用基准Mark点和检测Mark点之间的偏移量对PCB板进行补偿的方法是：根据至少一组基准Mark点和检测Mark点的位置，求出以基准Mark点为参考点的水平垂直偏移和旋转角度，并根据这个旋转角度求出PCB板的旋转偏移，进而除了可以对PCB板进行水平、垂直偏移补偿外，还可以对PCB板进行旋转补偿。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
1、本方法是利用图像匹配的原则，在视场中拍摄下一组包含编程时做好Mark点的图像为基准图像，然后在相同视场中，查找与之相匹配的图像，在相匹配的图像中提取待检测Mark点，利用检测Mark点与基准Mark点之间的偏移来对PCB板进行补偿，补偿精度高，算法跟Mark点的形状无关。
2、本方法中，可以截取二组甚至多组Mark点来进行比较，多组点能够准确的计算出PCB板的旋转角度，从而能够准确补偿；如果只求一个，只能确定“X轴”水平方向和“Y轴”垂直方向的偏移量。
3、通过图像匹配法来进行PCB板补偿，补偿后焊接时，不会因为PCB板的位置发生偏移而焊接不准。
附图说明
图1是截取的一个基准Mark点所在区域的图像。
图2是搜索到的最匹配的区域图像。
具体实施方式
下面结合附图和对本发明技术方案进行详细的描述。
图像匹配法是指利用基准中做好的Mark点图像作为数据源，所谓基准中做好的Mark点图像是指：在做程序的时候所截的Mark点区域图像；然后在进行自动检测时，利用该图像进行扫描式的查找，当查找到的图像与基准Mark点的图像大小和形状都相同时，就认为该检测到的图像包含有检测Mark点；最后利用基准Mark点和检测Mark点之间的偏移来进行PCB板补偿。
具体操作步骤如下：
1、用相机拍摄下含有Mark点的PCB图像，显示在电脑显示屏上(称为FOV视场，FOV是指相机当前所拍摄的实际区域)，然后用焊锡机器人自带的截图控件在当前视场中截取含有一个Mark点的区域图像，如图1所示。
2、在当前FOV视场中截取含有另一个Mark点所在区域的图像，有需要时可以截取多个Mark点所在区域的图像。截取多个Mark点所在区域的图像的好处是：可以补偿Mark点的偏移。如果只截取一个Mark点所在区域的图像，只能确定“X轴”水平方向和“Y轴”垂直方向的偏移量，不能够准确补偿PCB板的旋转。
通过步骤1和步骤2截取的Mark点作为基准Mark点。
3、实际检测时，直接在FOV视场中搜索与步骤1和步骤2截取的两个Mark点区域图像最匹配的区域图像。检测时，搜索到的最匹配的区域图像，如图2所示，就是待检测的Mark点区域图像。
基准点和检测点都是在当前FOV中进行操作的，只是将步骤1和步骤2获取到的Mark点区域图像作为基准Mark点区域图像，将步骤3获取到的Mark点区域图像作为待检测图像，利用基准Mark点区域图像与待检测Mark点区域图像的位置比较，计算出基准Mark点与待检测Mark点之间的偏移量。
4、利用基准Mark点和检测Mark点之间的偏移量对PCB板进行补偿。补偿的方法是：根据两个基准的Mark点和两个检测的Mark点的位置(或多组点之间进行比较)，可以求出以基准Mark点为参考点的水平垂直偏移和旋转角度，并根据这个旋转角度求出PCB板的旋转偏移，进而除了可以对PCB板进行水平、垂直偏移补偿外，还可以对PCB板进行旋转补偿。

Claims (5)

1.一种用图像匹配法定位PCB板Mark点的方法，其特征在于：是以一组在编程时所截的Mark点区域图像作为基准图像，然后在进行检测时，利用这些图像进行扫描式的查找，当查找到的图像与基准Mark点图像大小和形状都相同时，就认为所检测到的图像包含有检测Mark点，最后利用基准Mark点和检测Mark点之间的偏移来进行PCB板补偿。
2.根据权利要求1所述的用图像匹配法定位PCB板Mark点的方法，其特征在于：截取基准Mark点图像的方法是：用相机拍摄下含有Mark点的PCB图像，显示在电脑显示屏上，然后用焊锡机器人自带的截图控件在当前视场中至少截取一个含有Mark点的区域图像，把这些图像作为基准Mark点图像。
3.根据权利要求1或2所述的用图像匹配法定位PCB板Mark点的方法，其特征在于：查找待检测Mark点图像的方法是：直接在当前视场中搜索与基准Mark点图像大小和形状都相同的图像。
4.根据权利要求1或2所述的用图像匹配法定位PCB板Mark点的方法，其特征在于：利用基准Mark点和检测Mark点之间的偏移量对PCB板进行补偿的方法是：根据至少一组基准Mark点和检测Mark点的位置，求出以基准Mark点为参考点的水平垂直偏移和旋转角度，并根据这个旋转角度求出PCB板的旋转偏移，进而除了可以对PCB板进行水平、垂直偏移补偿外，-还可以对PCB板进行旋转补偿。
5.根据权利要求3所述的用图像匹配法定位PCB板Mark点的方法，其特征在于：利用基准Mark点和检测Mark点之间的偏移量对PCB板进行补偿的方法是：根据至少一组基准Mark点和检测Mark点的位置，求出以基准Mark点为参考点的水平垂直偏移和旋转角度，并根据这个旋转角度求出PCB板的旋转偏移，进而除了可以对PCB板进行水平、垂直偏移补偿外，还可以对PCB板进行旋转补偿。
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