CN105303573B - 金针类元件的引脚检测方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种金针类元件的引脚检测方法和系统，其中，方法包括以下步骤：获取电路板上待测金针类元件的图像；获取所述图像中各像素点的灰度值，根据所述灰度值从所述图像中定位金针类元件的引脚所在的区域，并将所述区域设为所述金针类元件的金针主体区域；从所述金针主体区域中获取所述金针类元件的引脚在所述电路板上的投影，并将所述投影设为所述金针类元件的金针点；计算所述金针点的面积，并根据所述金针点的面积判断所述金针类元件的引脚是否完整。上述金针类元件的引脚检测方法和系统实现了金针类元件引脚的自动化检测，有效提高了检测效率。

Description

金针类元件的引脚检测方法和系统

技术领域

本发明涉及自动光学检测技术领域，特别是涉及一种金针类元件的引脚检测方法和系统。

背景技术

自动光学检测(Automatic Optical Inspection，AOI)是工业制作过程的必要环节，其利用光学方式取得成品的表面状态，以影像处理来检测异物或表面瑕疵。电子元件的缺陷检测是自动光学检测领域中的一种常见应用，机器通过摄像头自动扫描电路板获取图像，提取每个电子元件的局部图像，并通过图像处理技术，判断电子元件是否存在缺陷，最后将可疑的缺陷显示或标记出来，方便查看与维修。

市场上较为成熟的AOI设备大多是用于检测贴片的缺陷，针对手机/机器插件环节的AOI设备还比较薄弱，其中金针类元件属于插件一类。工厂中，针对金针类元件是否存在缺陷还主要依赖人工目检，检测效率低。

发明内容

基于此，有必要针对现有技术对金针类元件检测效率低的问题，提供一种金针类元件的引脚检测方法和系统。

一种金针类元件的引脚检测方法，包括以下步骤：

获取电路板上待测金针类元件的图像；

获取所述图像中各像素点的灰度值，根据所述灰度值从所述图像中定位金针类元件的引脚所在的区域，并将所述区域设为所述金针类元件的金针主体区域；

从所述金针主体区域中获取所述金针类元件的引脚在所述电路板上的投影，并将所述投影设为所述金针类元件的金针点；

计算所述金针点的面积，并根据所述金针点的面积判断所述金针类元件的引脚是否完整。

一种金针类元件的引脚检测系统，包括：

获取装置，用于获取电路板上待测金针类元件的图像；

定位装置，用于获取所述图像中各像素点的灰度值，根据所述灰度值从所述图像中定位金针类元件的引脚所在的区域，并将所述区域设为所述金针类元件的金针主体区域；

检测装置，用于从所述金针主体区域中获取所述金针类元件的引脚在所述电路板上的投影，并将所述投影设为选取所述金针类元件的金针点；

计算装置，用于计算所述金针点的面积，并根据所述金针点的面积判断所述金针类元件的引脚是否完整。

上述金针类元件的引脚检测方法和系统，通过获取待测金针类元件的图像；根据所述图像中各像素点的灰度值定位所述金针类元件的金针主体区域；从所述金针主体区域中选取所述金针类元件的金针点；并根据所述金针点的面积判断所述金针类元件的引脚是否完整，实现了金针类元件引脚的自动化检测，有效提高了检测效率。

附图说明

图1为一个实施例的金针类元件的引脚检测方法流程图；

图2为一个实施例的金针类元件的灰度图；

图3为一个实施例的金针主体的候选区域；

图4为一个实施例的金针主体区域；

图5为一个实施例的金针点检查结果；

图6为一个实施例的金针点区域划分示意图；

图7为一个实施例的金针类元件的引脚检测系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步阐述。

图1为一个实施例的金针类元件的引脚检测方法流程图。如图1所示，所述金针类元件的引脚检测方法可包括以下步骤：

S1，获取电路板上待测金针类元件的图像；

S2，获取所述图像中各像素点的灰度值，根据所述灰度值从所述图像中定位金针类元件的引脚所在的区域，并将所述区域设为所述金针类元件的金针主体区域；

S3，从所述金针主体区域中获取所述金针类元件的引脚在所述电路板上的投影，并将所述投影设为所述金针类元件的金针点；

S4，计算所述金针点的面积，并根据所述金针点的面积判断所述金针类元件的引脚是否完整。

在步骤S1中，可将图像获取装置垂直于所述金针类元件的引脚来获取所述待测金针类元件的图像，以便得到所述待测金针类元件的引脚在所述图像中的投影为一个点。

在实际情况下，通过图像获取装置获取到的图像可能是多通道彩色图像，此时，需要将彩色图像转换为灰度图。金针类元件的灰度图如图2所示。

在一个实施例中，所述图像获取装置可以是高清摄像头。例如，可以是像素为1000万以上的摄像头。进一步地，所述图像获取装置可设置自动对焦功能。

通过步骤S1获取的图像一般包括一些背景信息，因此首先需要提取金针元件的主体位置。在步骤S2中，对步骤S1中获取的图像的灰度值进行二值化处理，得到二值图像。处理方式如下：

其中T₁为设定的阈值，(x,y)为图像中像素点的坐标，I(x,y)是坐标为(x,y)的像素点的真实的灰度值，M(x,y)是坐标为(x,y)的像素点的二值化的灰度值，可获取金针主体的候选区域，如图3。

上述候选区域通常包含一些干扰信息，例如背景上与金针主针灰度值较为接近的区域。因此，本方案只选取所述二值图像的外截区域作为真实的金针主体区域，其中，所述外截区域为所述二值图像中最大的连通区域，如图3中的区域301。在图3中，所述区域301为图3中的白色方框所包含的矩形区域。最后根据此矩形区域，在原灰度图像中截取金针主体区域，即在所述灰度图像中提取所述外截区域对应的区域，并将所述外截区域对应的区域作为所述金针类元件的金针主体区域，如图4所示。

虽然步骤S2中对图像进行了二值化处理，可以将亮度值较大的点作为金针点，但在实际操作中，由于背景因素的干扰，通过此种方式选出的金针点可能不准确，因此，在步骤S3中，可进一步从所述金针主体区域中选取所述金针类元件的金针点。在一个实施例中，可通过角点检测算法从所述金针主体区域中选取所述金针类元件的金针点。本实施例通过角点检测算法选取金针点，提高了金针点选取的精确度。在实际情况下，也可采用其他算法从所述金针主体区域中选取所述金针类元件的金针点。金针点检查结果如图5所示。

在步骤S4中，在选出金针点之后，可计算所述金针点的面积，并根据所述金针点的面积判断所述金针类元件的引脚是否完整。一般来说，金针类元件的引脚分布是均匀的，因此，可根据实际引脚数目，将金针主体区域划分为若干个子区域，提取每个子区域的最大金针点，并计算所述最大金针点的面积；其中，所述最大金针点为每个子区域内面积最大的金针点。若存在一个子区域内的最大金针点的面积小于预设值，则判定为所述金针类元件的引脚不完整。金针点区域划分示意图如图6所示。

在图6中，可以看到区域A1中不存在金针点，因此，判定为该区域内存在缺针。事实上，若某一区域中存在金针点，但金针点面积较小，可判定为该区域内存在断针。

上述金针类元件的引脚检测方法，通过获取金针类元件的图像；根据所述图像中各像素点的灰度值定位所述金针类元件的金针主体区域；从所述金针主体区域中选取所述金针类元件的金针点；并根据所述金针点的面积判断所述金针类元件的引脚是否完整，实现了金针类元件引脚的自动化检测，有效提高了检测效率。

下面结合附图对本发明的金针类元件的引脚检测系统的实施例做进一步描述。

图7为一个实施例的金针类元件的引脚检测系统的结构示意图。如图7所示，本发明的金针类元件的引脚检测系统可包括：

获取装置10，用于获取电路板上待测金针类元件的图像；

定位装置20，用于获取所述图像中各像素点的灰度值，根据所述灰度值从所述图像中定位金针类元件的引脚所在的区域，并将所述区域设为所述金针类元件的金针主体区域；

检测装置30，用于从所述金针主体区域中获取所述金针类元件的引脚在所述电路板上的投影，并将所述投影设为选取所述金针类元件的金针点；

计算装置40，用于计算所述金针点的面积，并根据所述金针点的面积判断所述金针类元件的引脚是否完整。

其中，所述获取装置10可包括获取单元101，用于在垂直于所述金针类元件的引脚的方向上获取所述金针类元件的图像。

在实际情况下，通过图像获取装置获取到的图像可能是多通道彩色图像，此时，金针类元件的引脚检测系统还刻包括预处理装置50，其与获取装置10、定位装置20相连接，用于对所述图像进行灰度预处理，得到所述图像的灰度图像。

在一个实施例中，所述定位装置20可包括处理单元、选取单元和提取单元；其中，处理单元用于对各像素点的灰度值进行二值化处理，得到二值图像；选取单元用于选取所述二值图像的外截区域；其中，所述外截区域为所述二值图像中最大的连通区域；提取单元用于在所述灰度图像中提取所述外截区域对应的区域，并将所述外截区域对应的区域作为所述金针类元件的金针主体区域。

在一个实施例中，所述检测装置30可包括检测单元，用于采用角点检测算法从所述金针主体区域中选取所述金针类元件的金针点。

在一个实施例中，所述计算装置40可包括：

划分单元，用于金针类元件的引脚数目，将所述金针主体区域划分为多个子区域；

计算单元，用于提取每个子区域的最大金针点，并计算所述最大金针点的面积；其中，所述最大金针点为每个子区域内面积最大的金针点；

判定单元，用于若存在一个子区域内的最大金针点的面积小于预设值，则判定为所述金针类元件的引脚不完整。

上述金针类元件的引脚检测系统，通过获取金针类元件的图像；根据所述图像中各像素点的灰度值定位所述金针类元件的金针主体区域；从所述金针主体区域中选取所述金针类元件的金针点；并根据所述金针点的面积判断所述金针类元件的引脚是否完整，实现了金针类元件引脚的自动化检测，有效提高了检测效率。

本发明的金针类元件的引脚检测系统与本发明的金针类元件的引脚检测方法一一对应，在上述金针类元件的引脚检测方法的实施例阐述的技术特征及其有益效果均适用于金针类元件的引脚检测系统的实施例中，特此声明。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种金针类元件的引脚检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

在垂直于金针类元件的引脚的方向上获取电路板上待测金针类元件的图像；

获取所述图像中各像素点的灰度值，根据所述灰度值从所述图像中定位金针类元件的引脚所在的区域，并将所述区域设为所述金针类元件的金针主体区域；

从所述金针主体区域中获取所述金针类元件的引脚在所述电路板上的投影，并将所述投影设为所述金针类元件的金针点；

计算所述金针点的面积，并根据所述金针点的面积判断所述金针类元件的引脚是否完整。

2.根据权利要求1所述的金针类元件的引脚检测方法，其特征在于，根据各像素点的灰度值从所述灰度图像中定位所述金针类元件的金针主体区域的步骤包括：

对各像素点的灰度值进行二值化处理，得到二值图像；

选取所述二值图像的外截区域；其中，所述外截区域为所述二值图像中最大的连通区域；

在所述灰度图像中提取所述外截区域对应的区域，并将所述外截区域对应的区域作为所述金针类元件的金针主体区域。

3.根据权利要求1所述的金针类元件的引脚检测方法，其特征在于，从所述金针主体区域中选取所述金针类元件的金针点的步骤包括：

采用角点检测算法从所述金针主体区域中选取所述金针类元件的金针点。

4.根据权利要求1所述的金针类元件的引脚检测方法，其特征在于，根据所述金针点的面积判断所述金针类元件的引脚是否完整的步骤包括：

根据金针类元件的引脚数目，将所述金针主体区域划分为多个子区域；

提取每个子区域的最大金针点，并计算所述最大金针点的面积；其中，所述最大金针点为每个子区域内面积最大的金针点；

若存在一个子区域内的最大金针点的面积小于预设值，则判定为所述金针类元件的引脚不完整。

5.一种金针类元件的引脚检测系统，其特征在于，包括：

获取装置，用于在垂直于金针类元件的引脚的方向上获取电路板上待测金针类元件的图像；

定位装置，用于获取所述图像中各像素点的灰度值，根据所述灰度值从所述图像中定位金针类元件的引脚所在的区域，并将所述区域设为所述金针类元件的金针主体区域；

检测装置，用于从所述金针主体区域中获取所述金针类元件的引脚在所述电路板上的投影，并将所述投影设为选取所述金针类元件的金针点；

计算装置，用于计算所述金针点的面积，并根据所述金针点的面积判断所述金针类元件的引脚是否完整。

6.根据权利要求5所述的金针类元件的引脚检测系统，其特征在于，所述定位装置包括：

处理单元，用于对各像素点的灰度值进行二值化处理，得到二值图像；

选取单元，用于选取所述二值图像的外截区域；其中，所述外截区域为所述二值图像中最大的连通区域；

提取单元，用于在所述灰度图像中提取所述外截区域对应的区域，并将所述外截区域对应的区域作为所述金针类元件的金针主体区域。

7.根据权利要求5所述的金针类元件的引脚检测系统，其特征在于，所述检测装置包括：

检测单元，用于采用角点检测算法从所述金针主体区域中选取所述金针类元件的金针点。

8.根据权利要求5所述的金针类元件的引脚检测系统，其特征在于，所述计算装置包括：

划分单元，用于金针类元件的引脚数目，将所述金针主体区域划分为多个子区域；

计算单元，用于提取每个子区域的最大金针点，并计算所述最大金针点的面积；其中，所述最大金针点为每个子区域内面积最大的金针点；

判定单元，用于若存在一个子区域内的最大金针点的面积小于预设值，则判定为所述金针类元件的引脚不完整。