CN104634788A - 影像定位方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种影像定位方法及装置。所述方法包括下列步骤。于不同时间点撷取物体的第一影像、第二影像以及第三影像，其中该物体包含第一透光部与第二透光部。利用第一透光部在第一影像与第二影像中的位置以及第一影像与第二影像的间隔时间，计算该物体的移动速度。利用第一透光部与第二透光部在第一影像或第二影像中的位置，以及利用该物体的移动速度，获得第三影像中的该物体与设计文档中的该物体两者之间的第一座标转换关系。利用设计文档以及第一座标转换关系，获得设计文档中的元件于第三影像中的对应位置以定位元件。

Description

影像定位方法及装置

技术领域

本发明是有关于一种影像定位方法及装置。

背景技术

在传统的电路板外观检测过程中，大部分都是采取人工目视检测的方式。然而，人工目视检测会有个人主观意识不同、工作疲劳或是其它因素，而造成检测结果的差异。为了避免上述问题，目前常用光学检测的方式来取代人工目视检测。然而，若要使用习知光学检测设备对电路板进行检测，必须在电路板为静止的状态下，取得静态的电路板画面并进行分析。在产线上输送电路板时，若是需要将电路板停止才能对电路板进行检测，会降低产能。除此之外，由于大多数电路板的线路布局十分复杂，若是使用传统的光学检测方式，以拍摄电路板正光源影像来进行分析，容易有分析错误的可能。

发明内容

本发明提供一种影像定位方法及装置，可在物体为移动的状态下拍摄所述物体的影像，进而获得影像中所述物体与设计文档中所述物体之间的座标转换关系。

本发明提出一种影像定位方法。所述方法包括下列步骤。于不同时间点撷取物体的第一影像、第二影像以及第三影像，其中所述物体包含第一透光部与第二透光部。利用第一透光部在第一影像与第二影像中的位置以及第一影像与第二影像的间隔时间，计算所述物体的移动速度。利用第一透光部与第二透光部在第一影像或第二影像中的位置，以及利用所述物体的移动速度，获得第三影像中的该物体与设计文档中的该物体两者之间的第一座标转换关系。利用设计文档以及第一座标转换关系，获得设计文档中的元件于第三影像中的对应位置以定位元件。

本发明提出一种影像定位装置。所述装置包括影像撷取单元以及计算单元。影像撷取单元于不同时间点撷取物体的第一影像、第二影像以及第三影像，其中所述物体包含第一透光部与第二透光部。计算单元耦接至影像撷取单元以接收第一影像、第二影像以及第三影像，其中计算单元利用第一透光部在第一影像与第二影像中的位置以及第一影像与第二影像的间隔时间，计算所述物体的移动速度。计算单元利用第一透光部与第二透光部在第一影像或第二影像中的位置，以及利用该物体的移动速度，获得第三影像中的该物体与设计文档中的该物体两者之间的第一座标转换关系。计算单元利用设计文档以及第一座标转换关系，获得设计文档中的元件于第三影像中的对应位置以定位元件。

基于上述，本发明的实施例所提出的影像定位方法及装置可利用于不同时间点撷取所述物体的不同影像，例如第一影像、第二影像以及第三影像。第一影像与第二影像可以被用来找出所述物体的第一透光部的位置，以及计算出所述物体的移动速度。利用第一透光部与第二透光部在第一影像或第二影像中的位置，以及利用所述物体的移动速度，可获得第三影像中的该物体与设计文档中的该物体两者之间的座标转换关系。利用设计文档与座标转换关系，可获得设计文档中的元件在第三影像中的对应位置以定位元件。

为让本发明的上述特征能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。

附图说明

图1是依照本发明一实施例说明一种影像定位装置的示意图；

图2是依照本发明一实施例说明一种影像定位方法的流程图；

图3是依照本发明再一实施例说明一种影像定位方法的流程图；

图4是依照本发明一实施例说明于不同时间点撷取物体的不同影像的示意图；

图5是依照本发明另一实施例说明一种影像定位方法的流程图；

图6A～图6C是依照本发明又一实施例说明一种影像定位方法的示意图；

图7是依照本发明一实施例说明一种撷取影像的情境示意图；

图8是依照本发明一实施例说明一种将电路板配置在具有透光部的载具上的示意图；

图9是依照本发明另一实施例说明一种将电路板配置具有透光部的载具的示意图。

其中，附图标记：

100：影像定位装置

102：影像撷取单元

104：计算单元

106、601：电路板

108：输送带

110、112、114：发光二极管

116：扩散板

118、140：背光影像

120：正光影像

122：第一透光部

124：第一推算位置

126：第二透光部

128：第二推算位置

420：第一背光影像

421、422、423、441、442、443、461、462、463：透光部位置

440：第二背光影像

460：正光影像

464：小搜寻区域

502：元件

504：透光部

602：第一载具

604：第二载具

612、614：定位孔

622、624：透光部

L1、L2：距离

S202～S206、S302～S308、S502～S532：步骤

α：角度

具体实施方式

在本案说明书全文（包括申请专利范围）中所使用的「耦接」一词可指任何直接或间接的连接手段。举例而言，若文中描述第一装置耦接于第二装置，则应该被解释成该第一装置可以直接连接于该第二装置，或者该第一装置可以透过其它装置或某种连接手段而间接地连接至该第二装置。另外，凡可能之处，在图式及实施方式中使用相同标号的组件/构件/步骤代表相同或类似部分。不同实施例中使用相同标号或使用相同用语的组件/构件/步骤可以相互参照相关说明。

本发明的下述诸实施例提供影像定位方法及装置，其可在不同时间点对移动状态下的物体（例如电路板或其它产品）撷取不同影像（例如背光影像与正光影像）。利用分析物体的背光影像可以找出所述物体的第一透光部在背光影像中的位置。利用第一透光部在背光影像中的位置以及利用所述物体的移动速度，可获得正光影像中的物体与设计文档中的该物体两者之间的座标转换关系。所述座标转换关系可以应用于对所述物体的外观检测分析或其它生产线检查程序。

图1是依照本发明一实施例说明一种影像定位装置100的示意图。影像定位装置100包括影像撷取单元102以及计算单元104。影像定位装置100例如是配置在生产线的光学检测设备，或是其它可以用来检测处于移动状态下的产品的系统/装置。影像撷取单元102可以是摄影机、监视器、数字相机或是任何具有影像撷取功能的装置。计算单元104耦接影像撷取单元102，计算单元104可以是笔记本电脑、个人电脑、工作站、平板电脑或其它具有计算功能的装置。

在本实施例中，需要进行检测的物体被例举为电路板106，如图1所示。电路板106会经由输送带108进行输送。电路板106的前方配置有至少一个光源，例如图1所示发光二极管（light emitting diode,LED）110与112分别选择性地配置于影像撷取单元102的上方与/或下方。LED110配置在影像撷取单元102上方，而LED112配置在影像撷取单元102与电路板106之间。LED110与LED112可以选择性地配置扩散板。LED110与LED112用以当作拍摄电路板106的正光影像时所使用的正光源。电路板106的下方配置有至少一个光源，例如图1所示LED114。LED114用以当作拍摄电路板106的背光影像时所使用的背光源。除此之外，在LED114之上更配置有扩散板116。LED114的光透过扩散板116后会更加均匀。

当电路板106进行外观检测时，藉由控制LED110、LED112与/或LED114的关闭或开启，影像撷取单元102可于不同时间点分别拍摄处于移动状态的电路板106的背光影像118以及正光影像120，并储存于计算单元104中。例如在一些实施例中，在电路板106经由输送带108输送的过程中LED114会持续的打光，因此在LED110与LED112关闭的期间影像撷取单元102可以拍摄电路板106的背光影像118，而在LED110与LED112开启的期间影像撷取单元102可以拍摄电路板106的正光影像120。又例如在另一些实施例中，在LED110与LED112关闭的期间LED114被开启，因此影像撷取单元102可以拍摄处于移动状态的电路板106的背光影像118；以及在LED110与LED112开启的期间LED114被关闭，因此影像撷取单元102可以拍摄处于移动状态的电路板106的正光影像120。

另一方面，计算单元104可以从储存媒体中读入电路板106的设计文档（例如：电路板106的制作规格档案，又称fab文档）。电路板106的所述设计文档包含了电路板106在制造程序中的详细信息，例如：电路板106上所有的组件的连接关系、组件接点位置、组件规格、组件位置以及/或者组件与电路板106边界之距离等等信息。在本实施例中，影像定位装置100并不局限只能应用在电路板106上，也可应用在电子零件或是其它待测的移动物品上。

图2是依照本发明一实施例说明一种影像定位方法的流程图。以下即搭配图1的各个单元来说明本实施例中的各个步骤。请同时参照图1及图2，在步骤S202中，在电路板106经由输送带108运送的过程中，影像撷取单元102会在不同的时间点撷取电路板106的背光影像以及正光影像。例如，藉由控制LED110、LED112与/或LED114的关闭或开启，影像撷取单元102可在第一时间点拍摄由背光源（例如LED114）所照射的电路板106的背光影像118作为所述背光影像，以及在第二时间点拍摄由正光源（例如LED110与/或LED112）所照射的电路板106的正光影像120作为所述正光影像。其中，所述第一时间点可以早于所述第二时间点。在其它实施例中所述第一时间点可以晚于所述第二时间点。

电路板106包含至少一个透光部，例如图1所示第一透光部122与第二透光部126。第一透光部122与第二透光部126可以是电路板106的透孔（PlatingThrough Hole）或是电路板上其它可以透光的部分（例如：定位孔、螺丝孔或电性组件的插孔）。背光影像118可以提供高反差（高对比度）影像，使得计算单元104可以容易地分辨识出第一透光部122与第二透光部126在背光影像118中的位置。在其它实施例中，为了让计算单元104更容易辨识背光影像118中的透光部122与126，计算单元104可对背光影像118进行二值化处理，以提升影像的对比度。

在一些应用例中，输送带108的移动速度可依照使用者的需求进行调整。也就是说，输送带108的移动速度（即电路板106的移动速度）可以事先获知，并将电路板106的移动速度输入至计算单元104。因此，在步骤S204中，影像定位装置100可提供电路板106在输送带108上的移动速度。在另一些实施例中，当无法预先获知并提供电路板106的移动速度时，也可藉由其它方式得知电路板106在输送带108上的移动速度，详细方式容后详述。

接着，在步骤S206中，计算单元104可以利用电路板106的第一透光部122及/或第二透光部126在背光影像（例如图1所示背光影像118）中的位置，以及利用电路板106的移动速度，获得正光影像（例如图1所示正光影像120）中的电路板106与设计文档（例如fab文档）中的电路板106两者之间的第一座标转换关系。

以下将详细说明在步骤S206中，计算单元104如何获得正光影像（例如图1所示正光影像120）中的电路板106与设计文档（例如fab文档）中的电路板106两者之间的第一座标转换关系。请参考图1，计算单元104可以利用电路板106的第一透光部122在背光影像118中的位置，以及电路板106的移动速度，推算出电路板106的第一透光部122在正光影像120中的第一推算位置124。以此类推，计算单元104可以利用电路板106的第二透光部126在背光影像118中的位置，以及电路板106的移动速度，推算出电路板106的第二透光部126在正光影像120中的推算位置128。接着，计算单元104将正光影像120中的第一推算位置124与电路板106的第一透光部122在设计文档中的位置进行比对，以获得正光影像120中的电路板106与设计文档中的电路板106两者之间的第二座标转换关系。在理想状态下，正光影像120中的第一推算位置124应为电路板106的第一透光部122在正光影像120中的实际位置，因此计算单元104可直接使用所述第二座标转换关系作为图2中步骤S206所述的第一座标转换关系。在实际操作环境中，在电路板106从第一时间点至第二时间点的移动过程中可能会发生变异事件（例如因为输送带108的振动而使电路板106发生微幅转动/移动），使得正光影像120中的第一推算位置124与电路板106的第一透光部122在正光影像120中的实际位置二者之间可能具有位置误差。若此位置误差是在容许范围内，则计算单元104还是可以直接使用所述第二座标转换关系作为图2中步骤S206所述的第一座标转换关系。

一般而言，电路板106的电路布局十分复杂，组件之间排列的也十分紧密。计算单元104要由影像撷取单元102所拍摄的正光影像120中，准确地辨识出电路板106的透光部正确位置可能需要花费大量的时间，尤其是当电路板106具有不只一个的透光部时。

因此，当电路板106具有多个透光部时，在本发明一实施例中，由于计算单元104可在电路板106的设计文档中获得电路板106的多个透光部座标。因此，计算单元104藉由使用所述第二座标转换关系，依据电路板106的多个透光部在设计文档的多个座标位置推算出多个透光部在正光影像120中的多个推算位置。在推算出多个透光部在正光影像120中的多个推算位置之后，计算单元104可依据电路板106的多个透光部在正光影像120中的多个推算位置定义出多个小搜寻区域。接着，计算单元104分别在正光影像120中的多个小搜寻区域内进行实际透光部影像搜寻，以找出电路板106的这些透光部在正光影像120中的实际位置。

由于输送带108的振动或是其它因素，计算单元104推算出的多个透光部推算位置不一定是电路板106中多个透光部在正光影像120中的实际位置。无论如何，在正光影像120中这些透光部的推算位置依然是用来找出在正光影像120中这些透光部的实际位置的重要线索。因此，计算单元104可以依据在正光影像120中这些透光部的推算位置分别定义出多个小搜寻区域，以加速找出在正光影像120中这些透光部的实际位置。举例来说，计算单元104可以在正光影像120中这些透光部的推算位置的其中一个透光部的推算位置当做一个小搜寻区域的圆心，而以所述其中一个透光部的半径乘以预设倍率（例如10倍）作为所述小搜寻区域的半径。计算单元104可以在所述小搜寻区域内进行影像分析以搜寻所述其中一个透光部在正光影像120中的实际位置。电路板106的其它透光部亦可以参照所述其中一个透光部的相关说明来找出在正光影像120中的实际位置。在本实施例中，使用者可依照实际需求调整所述小搜寻区域的范围。若是在正光影像120的所述多个小搜寻区域内皆无法经由影像处理搜寻到电路板106的透光部的实际位置，则计算单元104可以直接使用所述第二座标转换关系作为图2中步骤S206所述的第一座标转换关系。

另一方面，若是计算单元104在多个小搜寻区域内分别搜寻到电路板106的透光部的实际位置，则计算单元104比对电路板106的这些透光部在正光影像120中的多个实际位置以及电路板106的多个透光部在设计文档中的位置，以获得正光影像120中的电路板106与设计文档中的电路板106两者之间的所述第一座标转换关系。

当电路板106在输送过程中，因机台的振动或是其它的外力因素而可能造成电路板106在输送带108上的方向角发生改变，进而使在背光影像118中电路板106的方向角与在正光影像120中电路板106的方向角二者之间存在误差。计算单元104可以取得电路板106的第一透光部122与第二透光部126在背光影像118中的位置，接着计算单元104利用第一透光部122与第二透光部126在背光影像118中的位置，以及利用电路板106的移动速度，推算出第一透光部122与第二透光部126在正光影像120中的第一推算位置124与第二推算位置128（请参照步骤S206的相关说明而类推之）。计算单元104比对电路板106的第一透光部122与第二透光部126在正光影像120中的第一推算位置124与第二推算位置128以及第一透光部122与第二透光部126在设计文档中的位置，以及依据比较结果计算正光影像120中电路板106的位置与方向角，以及进而获得正光影像120中的电路板106与设计文档中的电路板106两者之间的所述第一座标转换关系。

另一方面，计算单元104在获得第一座标转换关系后，可利用设计文档中组件之位置信息(如组件与透光部之相对位置关系、或是组件于设计文档之位置座标)以及上述的第一座标转换关系，以获得设计文档中的组件于正光影像120中的对应位置，并定位(例如是以投影的方式)至正光影像120中。

综上所述，在正光影像120中电路板106的定位特征和周围区域之间的反差不够大，因此较不易找出在正光影像120中电路板106的定位特征。上述实施例利用背光影像118可快速找出电路板106的透光部。再者，若用影像撷取单元102从上视角拍摄整个电路板106影像，有些定位特征会被邻近或上方的组件遮蔽而不易找出定位特征。由于透光部特征上方通常不存在遮蔽物，因此上述实施例可利用背光影像118快速找出透光部作为定位特征。当影像定位装置100可事先获知电路板106的移动速度时，计算单元104可依据背光影像118中电路板106的透光部的位置而快速地获得在正光影像120中电路板106的透光部的位置，进而获得正光影像120中的电路板106与设计文档(例如fab文档)中的电路板106两者之间的第一座标转换关系。所述第一座标转换关系可以应用于对电路板106的外观检测分析或其它生产线检查程序。所述背光影像118与所述正光影像120可以在不同时间点分别被撷取，因此在电路板106为移动状态下可以对电路板106进行外观检测分析、侦测电路板旋转角度以及/或者将电路板106的组件信息投影至正光影像120中。

在另一实施例中，当影像定位装置100无法事先获知电路板106的移动速度时，影像定位装置100可藉由进行图3所示实施例以计算出电路板106的移动速度。

图3是依照本发明再一实施例说明一种影像定位方法的流程图。图4是依照本发明一实施例说明于不同时间点撷取物体的不同影像的示意图。图4所示实施例可以参照图1的相关说明而类推之。请同时参照图3与图4，在电路板106经由输送带108运送的过程中，影像撷取单元102会在不同的时间点撷取电路板106的第一影像、第二影像以及第三影像（步骤S302）。举例来说，影像撷取单元102可以在第一时间点与第二时间点分别撷取电路板106的背光影像118与背光影像140作为所述第一影像与所述第二影像，以及在第三时间点撷取电路板106的正光影像120作为所述第三影像。例如，藉由控制LED110、LED112与/或LED114的关闭或开启，影像撷取单元102可在第一时间点拍摄由背光源（例如LED114）所照射的电路板106的背光影像118，以及在第二时间点拍摄由背光源（LED114）所照射的电路板106的背光影像140，以及在第三时间点拍摄由正光源（例如LED110与/或LED112）所照射的电路板106的正光影像120。

值得注意的是，在此实施例中，并不局限第一时间点、第二时间以及第三时间点的先后顺序。例如，所述第一时间点可以早于所述第二时间点，而所述第二时间点可以早于所述第三时间点。在另一实施例中，所述第一时间点可以晚于所述第二时间点，而所述第二时间点可以晚于所述第三时间点。在其它实施例中，所述第二时间点可以晚于所述第三时间点，而所述第三时间点可以晚于所述第一时间点。

在步骤S304中，计算单元104可利用电路板106的第一透光部122分别在背光影像118与背光影像140的位置，以及利用背光影像118与背光影像140的间隔时间，计算出电路板106的移动速度。在另一实施例中，计算单元104也可利用电路板106的第二透光部126分别在背光影像118与背光影像140的位置，以及利用背光影像118与背光影像140的间隔时间，计算出电路板106的移动速度。

接着，在步骤S306中，计算单元104利用第一透光部122与第二透光部126各自在背光影像118与背光影像140的位置，以及利用电路板106的移动速度，获得正光影像120中的电路板106与设计文档（例如fab文档）中的电路板106两者之间的第一座标转换关系。最后，在步骤S308中，计算单元104利用设计文档以及第一座标转换关系，获得设计文档中的组件于正光影像120中的对应位置以定位组件。举例来说，计算单元104可利用设计文档中组件之位置信息(如组件与透光部之相对位置关系、或是组件于设计文档之位置座标)以及上述的第一座标转换关系，以获得设计文档中的组件于正光影像120中的对应位置，并定位(例如是以投影的方式)至正光影像120中。

以下将详细说明在步骤S306中，计算单元104如何获得所述第一座标转换关系。请参考图4，计算单元104可以利用背光影像140中的第一透光部122与第二透光部126（或可利用背光影像118中的第一透光部122与第二透光部126的位置），以及电路板106的移动速度，推算出电路板106的第一透光部122与第二透光部126在正光影像120中的第一推算位置124与第二推算位置128。接着，计算单元104将正光影像120中的第一推算位置124以及第二推算位置128与电路板106的第一透光部与第二透光部在设计文档中的位置进行比对，以获得正光影像120中的电路板106与设计文档中的电路板106两者之间的第二座标转换关系。

在理想状态下，正光影像120中的第一推算位置124与第二推算位置128应为电路板106的第一透光部122与第二透光部126在正光影像120中的实际位置，因此计算单元104可直接使用所述第二座标转换关系作为图3中步骤S306所述的第一座标转换关系。在实际操作环境中，在电路板106从第一时间点至第三时间点的移动过程中可能会发生变异事件（例如，因为输送带108的振动而使电路板106发生微幅转动/移动），使得正光影像120中的第一推算位置124以及第二推算位置128与电路板106的第一透光部122与第二透光部126在正光影像120中的实际位置二者之间可能具有位置误差。若此位置误差是在容许范围内，则计算单元104还是可以直接使用所述第二座标转换关系作为图3中步骤S306所述的第一座标转换关系。

或者，在其它实施例中，图3中步骤S306可以包括下述子步骤。藉由使用该第二座标转换关系，计算单元104可以依据电路板106的多个透光部在该设计文档内的座标而推算出电路板106的这些透光部在正光影像120中的多个推算位置。依据电路板106的这些透光部在正光影像120中的所述多个推算位置，计算单元104可以定义多个小搜寻区域。计算单元104可以分别在正光影像120中的所述多个小搜寻区域内进行「透光部影像搜寻」，以找出电路板106的这些透光部在正光影像120中的多个实际位置。计算单元104可以比对电路板106的这些透光部在正光影像120中的所述多个实际位置以及电路板106的这些透光部在该设计文档中的位置，以获得图3中步骤S306所述的第一座标转换关系。此处所述找出透光部在正光影像120中的实际位置，可以参照图6A～图6C的相关说明而类推之。

图5是依照本发明另一实施例说明一种影像定位方法的流程图。图5所示步骤S202、步骤S204与步骤S206可以参照图2所示实施例的相关说明而类推之。于图5所示实施例中，步骤S202包括子步骤S502、S504、S506、S508与S520，步骤S204包括子步骤S510、S512、S514、S516与S518，而步骤S206包括子步骤S522、S524、S526、S528与S530。另外，图5所示步骤S202、步骤S204与步骤S206亦可以分别参照图3所示步骤S302、步骤S304与步骤S306的相关说明而类推之。图5可以视为图3所示流程图的诸多实施方式中一个详细实施示例。

图6A～图6C是依照本发明又一实施例说明一种影像定位方法的示意图。图6A～图6C所示第一背光影像420、第二背光影像440与正光影像460可以参照图4所示背光影像118、背光影像140与正光影像120的相关说明而类推之。请同时参考图4、图5与图6A～图6C，在本实施例中，待测物体可以是电路板106，或是电路板106与其载具之总成。在步骤S502中，影像撷取单元102在第一时间点撷取电路板106的第一影像（例如：图4所示电路板106的第一背光影像118或图6A～图6C所示第二背光影像420），并将第一背光影像420传输至计算单元104。在步骤S504中，计算单元104可以将第一背光影像420进行二值化处理，使得影像的对比更加清楚。接着，计算单元104可以在步骤S506中从经二值化的背光影像找出电路板106的透光部的位置，并判断在第一背光影像420所找出的透光部的数量。若是计算单元104在步骤S506中无法找到两个以上的透光部，则回到步骤S502，也就是影像撷取单元102重新撷取电路板106的第一背光影像420。

若是计算单元104在经过二值化的第一背光影像420中找到两个以上的透光部（例如：图6A～图6C所示421、422以及423分别表示在第一背光影像420中电路板106的第一透光部、第二透光部与第三透光部的位置），则计算单元104会进行步骤S508。在步骤S508中，计算单元104将在第一背光影像420中第一透光部的位置421、第二透光部的位置422与/或第三透光部的位置423比对于设计文档(例如fab文档)中的电路板106的第一透光部、第二透光部与/或第三透光部的位置，以获得第一背光影像420中的电路板106与设计文档中的电路板106两者之间的第三座标转换关系。例如，第一背光影像420中第一透光部的位置421与第二透光部的位置422之间的距离L1可以作为电路板106的定位特征，以及/或者第一透光部的位置421与第三透光部的位置423之间的距离L2可以作为电路板106的定位特征，以及/或者藉由第一透光部的位置421、第二透光部的位置422与第三透光部的位置423间的夹角α可以作为电路板106的定位特征。计算单元104可以在电路板106设计文档中找出符合上述定位特征的透光部位置，以获得第一背光影像420中的电路板106与设计文档中的电路板106两者之间的第三座标转换关系。

在步骤S510中，影像撷取单元102在第二时间点撷取电路板106的第二影像（例如：图4所示电路板106的第二背光影像140或图6A～图6C所示第二背光影像440），并将第二背光影像440传输至计算单元104。在步骤S512中，计算单元104可以将第二背光影像440进行二值化处理。接着，计算单元104可以在步骤S514中，经由二值化的第二背光影像440找出电路板106的透光部的位置，并判断在第二背光影像440所找出的透光部的数量。若是计算单元104在步骤S514中无法找到两个以上的透光部，则回到步骤S502，也就是影像撷取单元102重新撷取电路板106的第一背光影像420与第二背光影像440。若是计算单元104在经过二值化的第二背光影像440中找到两个以上的透光部（例如：图6A～图6C所示441、442以及443分别表示在第二背光影像440中电路板106的第一透光部、第二透光部与第三透光部的位置），则计算单元104会进行步骤S516。

在步骤S516中，计算单元104将在第二背光影像440中电路板106的第一透光部的位置441、第二透光部的位置442以及/或者第三透光部的位置443比对于设计文档（例如fab文档）中电路板106的第一透光部、第二透光部与/或第三透光部的位置，以获得第二背光影像440中的电路板106与设计文档中的电路板106两者之间的第四座标转换关系。例如，第二背光影像440中第一透光部的位置441与第二透光部的位置442之间的距离L1可以作为电路板106的定位特征，以及/或者第一透光部的位置441与第三透光部的位置443之间的距离L2可以作为电路板106的定位特征，以及/或者藉由第一透光部的位置441、第二透光部的位置442与第三透光部的位置443间的夹角α可以作为电路板106的定位特征。计算单元104可以在电路板106设计文档中找出符合上述定位特征的透光部位置，以获得第二背光影像440中的电路板106与设计文档中的电路板106两者之间的第四座标转换关系。

另一方面，由于电路板106在输送带108上的输送过程中可能会发生偏移或振动。在步骤S508与步骤S516中，计算单元104分别对第一背光影像420与第二背光影像440都进行了与设计文档的座标转换，以确定第一背光影像420中的多个透光部与第二背光影像440中的多个透光部之间的对应关系（例如，确定第一背光影像420中位置421处的透光部是否相同于第二背光影像440中位置441处的透光部），以增加计算单元104计算电路板106的移动速度的准确性。

计算单元104在步骤S518中利用电路板106的透光部在第一背光影像420中的位置、该同一个透光部在第二背光影像440中的位置、以及拍摄第一背光影像420与拍摄第二背光影像440的间隔时间，计算电路板106的移动速度。

接着，在步骤S520中，影像撷取单元102在第三时间点撷取电路板106的第三影像（例如：图4所示电路板106的正光影像120或图6A～图6C所示正光影像460）。图5所示实施例中拍摄电路板106影像的顺序依序为第一影像（例如图6A～图6C所示第一背光影像420）、第二影像（例如图6A～图6C所示第二背光影像440）、第三影像（例如图6A～图6C所示正光影像460），然而在其它实施例中拍摄电路板106影像的顺序不限于此。例如，在另一些实施例中，拍摄电路板106影像的顺序可能依序为第一影像（例如图6A～图6C所示第一背光影像420）、第三影像（例如图6A～图6C所示正光影像460）、第二影像（例如图6A～图6C所示第二背光影像440）。又例如，在其它实施例中，拍摄电路板106影像的顺序可能依序为第三影像（例如图6A～图6C所示正光影像460）、第一影像（例如图6A～图6C所示第一背光影像420）、第二影像（例如图6A～图6C所示第二背光影像440）。

在步骤S522中，计算单元104可利用电路板106的至少二个透光部在第一背光影像420（或第二背光影像440）中的位置，以及利用在步骤S518所计算出的电路板106的移动速度，推算出所述至少二个透光部在正光影像460中的位置。例如，藉由利用步骤S518所计算出的电路板106的移动速度，计算单元104可以依据在第二背光影像440中电路板106的第一透光部的位置441、第二透光部的位置442与第三透光部的位置443而推算出在正光影像460中电路板106的第一透光部、第二透光部与第三透光部的推算位置。

接着，计算单元104在步骤S522中比对在正光影像460中电路板106的透光部的推算位置以及在设计文档中透光部的位置，以及依据比对结果计算在正光影像460中电路板106的位置以及方向角，以及进而获得正光影像460中的电路板106与设计文档中的电路板106两者之间的第二座标转换关系。例如，计算单元104将在正光影像460中电路板106的第一透光部的位置461与第二透光部的位置462比对于在设计文档中电路板106的第一透光部与第二透光部的位置，以计算在正光影像460中电路板106的位置以及方向角，以及进而获得正光影像460中的电路板106与设计文档中的电路板106两者之间的第二座标转换关系。

由于在步骤S522中，计算单元104推算出的多个透光部推算位置可能与实际透光部的位置不符。无论如何，在正光影像460中这些透光部的推算位置依然是用来找出在正光影像460中这些透光部的实际位置的重要线索。因此，在步骤S524中，计算单元104藉由使用第二座标转换关系，依据电路板106的多个透光部在设计文档内的位置推算出电路板106的多个透光部在正光影像460中的多个推算位置。接着，计算单元104在步骤S522中依据电路板106的多个透光部在正光影像460中的所述多个推算位置定义出多个小搜寻区域，并分别在正光影像460中的所述多个小搜寻区域内进行透光部影像搜寻，以找出电路板106的所述多个透光部在正光影像460中的多个实际位置。

例如，计算单元104可以在正光影像460中第三透光部的推算位置当做一个小搜寻区域464的圆心，而以所述第三透光部的半径乘以预设倍率（例如10倍）作为所述小搜寻区域464的半径。计算单元104可以在所述小搜寻区域464内进行影像分析以搜寻所述第三透光部在正光影像460中的实际位置463。电路板106的其它透光部亦可以参照所述第三透光部的相关说明来找出在正光影像460中的实际位置。

在步骤S526中，计算单元104可以判断步骤S524所找到的在正光影像460中电路板106的透光部的数量。若是计算单元104判断在步骤S524所找到的透光部的数量少于两个，则计算单元104进行步骤S528。在步骤S528中，计算单元104直接使用步骤S522所获得的第二座标转换关系作为应用转换关系（即图2中步骤S206所述第一座标转换关系）。另一方面，若是计算单元104在步骤S526判断在正光影像460中被找到的透光部的数量大于等于2，则计算单元104进行步骤S530。在步骤S530中，计算单元104比对电路板106的多个透光部在正光影像460中的多个实际位置（例如图6A～图6C所示位置461、462与463）以及电路板106的多个透光部在设计文档中的位置，以获得正光影像460中的电路板106与设计文档中的电路板106两者之间的座标转换关系（即图2中步骤S206所述第一座标转换关系）。

接着，在步骤S532中，计算单元104可利用设计文档中一组件之位置信息(如组件与透光部之相对位置关系、或是组件于设计文档之位置座标)以及该应用转换关系（即图2中步骤S206所述第一座标转换关系）以获得设计文档中的该组件于正光影像460中的对应位置，并定位(例如是以投影的方式)至正光影像460中。藉由对照电路板106的正光影像460与电路板106设计文档中的组件信息，便可进行电路板106的外观检测，并进行各种分析/检查。举例来说，计算单元104可依照设计文档来检查/分析正光影像460的对应位置的局部影像，进而得知电路板106上的组件是否遗漏，或是组件接脚是否连接错误，或是接脚焊点是否空焊。另一方面，由于本实施例所提出的影像定位方法及装置是在电路板106输送的过程中，就可进行检测。因此，检测过程并不会对产线输送有任何的影响，改善了传统检测方法在检测过程中必须将电路板106静止而造成产线输送延迟的问题。

特别值得注意的是，当影像撷取装置102在撷取电路板106的影像后，计算单元104可以取具有完整透光部面积的透光部来进行定位。因此，假设在影像撷取的过程中，有部分透光部被电路板106上的其它组件所遮蔽，也不会影响定位结果。举例来说，图7是依照本发明一实施例说明一种撷取影像的示意图。在图7中，当影像撷取装置102在撷取电路板106的影像时，电路板106上的透光部504被附近的组件502（例如：电容、电阻或电路板106上其它零件）部分遮蔽。此时，计算单元104可以判断透光部504不具有完整透光部面积，使得透光部504不会被计算单元104当作透光部来进行定位。

在另一实施例中，当需要检测的电路板不具有透光部时，所述要检测的电路板可以配置在具有透光部的载具上。例如，图8是依照本发明一实施例说明一种将电路板配置在具有透光部的载具上的示意图。在图8中，待测的物体包括电路板601与载具602。电路板601为透光度不足或是不具有透光部的电路板。电路板601载于该载具602上。载具602具有至少一个定位孔（例如图8所示定位孔612与614）作为所述待测物体的透光部。因此，图8所示待测物体（电路板601与载具602）可以适用图1至图7的相关说明。

图9是依照本发明另一实施例说明一种将电路板配置在具有透光部的载具上的示意图。在图9中，待测的物体包括电路板601与载具604。电路板601载于该载具604上。载具602配置有至少一个透光部（例如图8所示透光部622与624）。电路板601可不迭置于透光部622上或可部分迭置于透光部622上。因此，图9所示待测物体（电路板601与载具604）可以适用图1至图7的相关说明。

综上所述，本发明的诸实施例所提出的影像定位方法及装置可利用撷取电路板的背光影像以及正光影像，在电路板为移动状态下对电路板进行外观检测分析、侦测电路板旋转角度以及定位电路板正光影像中的组件信息。电路板在输送带上移动，会因为输送带振动而造成电路板微小的转动。本发明的诸实施例利用透光部进行定位，可侦测电路板的位置与旋转角度，进而修正电路板因外力因素而造成的偏移。另一方面，本发明的诸实施例利用背光影像的透光部与设计文档（例如fab文档）的零件位置，定位电路板的正光影像，以有效的解决电路板正光影像太过复杂而分析不易的问题。

虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的权利要求保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

Claims (19)

1.一种影像定位方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：

于不同时间点撷取物体的第一影像、第二影像以及第三影像，其中该物体包含第一透光部与第二透光部；

利用该第一透光部在该第一影像与该第二影像中的位置以及该第一影像与该第二影像的间隔时间，计算该物体的移动速度；

利用该第一透光部与该第二透光部在该第一影像或该第二影像中的位置，以及利用该物体的该移动速度，获得该第三影像中的该物体与设计文档中的该物体两者之间的第一座标转换关系；以及

利用该设计文档以及该第一座标转换关系，获得该设计文档中的元件于该第三影像中的对应位置以定位该元件。

2.如权利要求1所述的影像定位方法，其特征在于，于不同时间点撷取该物体的该第一影像、该第二影像以及该第三影像的步骤包括：

于第一时间点与第二时间点分別拍摄由背光源照射的该物体的影像作为该第一影像与该第二影像，并将该第一影像与该第二影像进行二值化处理；以及

于第三时间点拍摄由正光源照射的该物体的影像作为该第三影像。

3.如权利要求1所述的影像定位方法，其特征在于，所述获得该第三影像中的该物体与该设计文档中的该物体两者之间的该第一座标转换关系的步骤包括：

利用该第一透光部与该第二透光部在该第一影像或该第二影像中的位置，以及利用该物体的该移动速度，推算该第一透光部与该第二透光部在该第三影像中的第一推算位置与第二推算位置；以及

比对该第一透光部与该第二透光部在该第三影像中的该第一推算位置与该第二推算位置以及该第一透光部与该第二透光部在该设计文档中的位置，以获得该第三影像中的该物体与该设计文档中的该物体两者之间的第二座标转换关系。

4.如权利要求3所述的影像定位方法，其特征在于，所述获得该第三影像中的该物体与该设计文档中的该物体两者之间的该第一座标转换关系的步骤更包括：

直接使用该第二座标转换关系作为该第一座标转换关系。

5.如权利要求3所述的影像定位方法，其特征在于，所述获得该第三影像中的该物体与该设计文档中的该物体两者之间的该第一座标转换关系的步骤更包括：

藉由使用该第二座标转换关系，依据该物体的多个透光部在该设计文档內的座标推算出该物体的该些透光部在该第三影像中的多个推算位置；

依据该物体的该些透光部在该第三影像中的所述多个推算位置定义多个小搜寻区域；

分別在该第三影像中的所述多个小搜寻区域内进行透光部影像搜寻，以找出该物体的该些透光部在该第三影像中的多个实际位置；以及

比对该物体的该些透光部在该第三影像中的所述多个实际位置以及该物体的该些透光部在该设计文档中的位置，以获得该第三影像中的该物体与该设计文档中的该物体两者之间的该第一座标转换关系。

6.如权利要求1所述的影像定位方法，其特征在于，所述获得该第三影像中的该物体与该设计文档中的该物体两者之间的该第一座标转换关系的步骤包括：

利用该第一透光部在该第一影像或该第二影像中的位置以及该物体的该移动速度，推算该第一透光部在该第三影像中的第一推算位置；

利用该第二透光部在该第一影像或该第二影像中的位置以及该物体的该移动速度，推算该第二透光部在该第三影像中的第二推算位置；以及

比对该第一透光部与该第二透光部在该第三影像中的该第一推算位置与该第二推算位置以及该第一透光部与该第二透光部在该设计文档中的位置，以计算在该第三影像中该物体的位置以及方向角，以及进而获得该第三影像中的该物体与该设计文档中的该物体两者之间的该第一座标转换关系。

7.如权利要求1所述的影像定位方法，其特征在于，更包括：

比对该第一透光部与该第二透光部在该第一影像中的位置以及该第一透光部与该第二透光部在该物体的该设计文档中的位置，以获得该第一影像中的该物体与该设计文档中的该物体两者之间的第三座标转换关系；以及

比对该第一透光部与该第二透光部在该第二影像中的位置以及该第一透光部与该第二透光部在该物体的该设计文档中的位置，以获得该第二影像中的该物体与该设计文档中的该物体两者之间的第四座标转换关系。

8.如权利要求1所述的影像定位方法，其特征在于，更包括：

依照该第一座标转换关系将该设计文档中的元件信息投影至该第三影像中。

9.一种影像定位装置，其特征在于，包括：

影像撷取单元，于不同时间点撷取物体的第一影像、第二影像以及第三影像，其中该物体包含第一透光部与第二透光部；以及

计算单元，耦接至该影像撷取单元以接收该第一影像、该第二影像以及该第三影像，其中该计算单元利用该第一透光部在该第一影像与该第二影像中的位置以及该第一影像与该第二影像的间隔时间而计算该物体的移动速度；并利用该第一透光部与该第二透光部在该第一影像或该第二影像中的位置；并利用该物体的该移动速度而获得该第三影像中的该物体与设计文档中的该物体两者之间的第一座标转换关系；以及利用该设计文档以及该第一座标转换关系，获得该设计文档中的元件于该第三影像中的对应位置以定位该元件。

10.如权利要求9所述的影像定位装置，其特征在于，该影像撷取单元于第一时间点与第二时间点分別拍摄由背光源照射的该物体的影像作为该第一影像与该第二影像，并于第三时间点拍摄由正光源照射的该物体的影像作为该第三影像；以及其中该计算单元将该第二影像与该第一影像进行二值化处理。

11.如权利要求9所述的影像定位装置，其特征在于，该计算单元利用该第一透光部与该第二透光部在该第一影像或该第二影像中的位置，以及利用该物体的该移动速度，推算该第一透光部与该第二透光部在该第三影像中的第一推算位置与第二推算位置；以及该计算单元比对该第一透光部与该第二透光部在该第三影像中的该第一推算位置与该第二推算位置以及该第一透光部与该第二透光部在该设计文档中的位置，以获得该第三影像中的该物体与该设计文档中的该物体两者之间的第二座标转换关系。

12.如权利要求11所述的影像定位装置，其特征在于，该计算单元直接使用该第二座标转换关系作为该第一座标转换关系。

13.如权利要求11所述的影像定位装置，其特征在于，该计算单元藉由使用该第二座标转换关系，依据该物体的多个透光部在该设计文档內的座标推算出该物体的该些透光部在该第三影像中的多个推算位置；该计算单元依据该物体的该些透光部在该第三影像中的所述多个推算位置定义多个小搜寻区域；该计算单元分別在该第三影像中的所述多个小搜寻区域內进行透光部影像搜寻，以找出该物体的该些透光部在该第三影像中的多个实际位置；以及该计算单元比对该物体的该些透光部在该第三影像中的所述多个实际位置以及该物体的该些透光部在该设计文档中的位置，以获得该第三影像中的该物体与该设计文档中的该物体两者之间的该第一座标转换关系。

14.如权利要求9所述的影像定位装置，其特征在于，该计算单元利用该第一透光部在该第一影像或该第二影像中的位置以及该物体的该移动速度，推算该第一透光部在该第三影像中的第一推算位置；该计算单元利用该第二透光部在该第一影像或该第二影像中的位置以及该物体的该移动速度，推算该第二透光部在该第三影像中的第二推算位置；以及该计算单元比对该第一透光部与该第二透光部在该第三影像中的该第一推算位置与该第二推算位置以及该第一透光部与该第二透光部在该设计文档中的位置，以计算在该第三影像中该物体的位置以及方向角，以及进而获得该第三影像中的该物体与该设计文档中的该物体两者之间的该第一座标转换关系。

15.如权利要求9所述的影像定位装置，其特征在于，该计算单元比对该第一透光部与该第二透光部在该第一影像中的位置以及该第一透光部与该第二透光部在该物体的该设计文档中的位置，以获得该第一影像中的该物体与该设计文档中的该物体两者之间的第三座标转换关系；以及该计算单元比对该第一透光部与该第二透光部在该第二影像中的位置以及该第一透光部与该第二透光部在该物体的该设计文档中的位置，以获得该第二影像中的该物体与该设计文档中的该物体两者之间的第四座标转换关系。

16.如权利要求9所述的影像定位装置，其特征在于，该计算单元依照该第一座标转换关系将该设计文档中的元件信息投影至该第三影像中。

17.如权利要求9所述的影像定位装置，其特征在于，该物体包括电路板，该第一透光部与该第二透光部为该电路板的第一透孔与第二透孔。

18.如权利要求9所述的影像定位装置，其特征在于，该物体包括电路板与载具，该电路板载于该载具上，该第一透光部与该第二透光部为该载具的第一定位孔与第二定位孔。

19.如权利要求9所述的影像定位装置，其特征在于，该物体包括电路板与载具，该电路板载于该载具上，该第一透光部与该第二透光部配置于该载具，且该电路板部分叠置或不叠置于该第一透光部与该第二透光部。