CN107424149A - 基于视觉技术的模块平整度检测方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于视觉技术的模块平整度检测方法和设备，方法，包括：步骤S1：扫描模块的待检测面，分别得到高度图和灰度图；步骤S2：在灰度图上定位模块，并将获取的坐标映射到高度图中，在高度图上选取部分区域计算拟合平面；步骤S3：提取高度图中模块边角处的点作为待测点，并计算其与所述拟合平面之间的距离，若所有边角处的待测点和拟合平面之间的距离均小于设定阈值，则认定为该模块的平整度满足要求。与现有技术相比，本发明全自动化检测，相比于现有的手工平整度检测方式，极大的提高了效率，并降低了误差率。

Description

基于视觉技术的模块平整度检测方法和设备
技术领域
本发明涉及机器视觉领域，尤其是涉及一种基于视觉技术的模块平整度检测方法和设备。
背景技术
目前电子设备行业都会做一些模块封装，以提高产品的生产效率，这些模块最终会被不至于电路主板上，由于主板是由一定平整度的，如果模块的平整度不足可能会导致模块无法顺利连接于主板上。
因此就需要对模块引脚面进行平整度检测，行业内的现有技术方案是将产品置于具有极高平整度的大理石平台上，用物理方式测量产品下表面与大理石平台表面的缝隙尺寸，依据缝隙的大小来确定产品平整度。操作方法是人工用规定厚度的塞规分别插入产品的四个角，以是否可以插入来判定平整度是否超标。这一方法效率低下，而且大理石平台收到磨损之后便会导致测试的不准确。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于视觉技术的模块平整度检测方法和设备。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种基于视觉技术的模块平整度检测方法，包括：
步骤S1：扫描模块的待检测面，分别得到高度图和灰度图；
步骤S2：在灰度图上定位模块，并将获取的坐标映射到高度图中，在高度图上选取部分区域计算拟合平面；
步骤S3：提取高度图中模块边角处的点作为待测点，并计算其与所述拟合平面之间的距离，若所有边角处的待测点和拟合平面之间的距离均小于设定阈值，则认定为该模块的平整度满足要求。
所述步骤S2包括：
步骤S21：在灰度图中定位模块；
步骤S22：建立坐标空间，并将灰度图的模块坐标映射到高度图中；
步骤S23：在高度图选择模块的部分区域计算拟合平面。
当所述待检测面的所有边的近边缘处均分布有铜时，用于计算拟合平面的区域选自铜覆盖的区域。
提取用于计算拟合平面的区域的具体包括：
步骤S231：根据灰度图识别出所有铜覆盖区域；
步骤S232：在高度中对应区域内提取部分区域用于计算拟合平面。
所述近边缘处具体为：待检测面上，和边缘的距离小于该边缘和待检测面中心距离的30％区域。
所述步骤S3中，每个边角处，均提取多个待测点，所述步骤S3具体包括：
步骤S31：提取高度图中模块各边角处都提取多个点作为各边角处的待测点；
步骤S32：计算各边角处的待测点的平均高度；
步骤S33：并计算平均高度和拟合平面的高度差；
步骤S34：若所有边角处对应的平均高度和拟合平面之间的高度差均小于设定阈值，则认定为该模块的平整度满足要求。
所述步骤S3中，每个边角处，均提取多个待测点，所述步骤S3具体包括：
步骤S31：提取高度图中模块各边角处都提取多个点作为各边角处的待测点；
步骤S32：对各边角处的待测点进行聚类，计算各边角处的高度较高的聚类中待测点的平均高度；
步骤S33：并计算平均高度和拟合平面的高度差；
步骤S34：若所有边角处对应的平均高度和拟合平面之间的高度差均小于设定阈值，则认定为该模块的平整度满足要求。
一种设备，包括：
工作台；
吸附装置，设于工作台上，用于抓取模块；
第一相机，设于工作台上，用于扫描模块的待检测面。
所述台面上设有用于堆放模块的模块放置座，所述模块放置座上设有用于限制模块移动的固定槽，所述设备还包括用于移动所述吸附装置的移动机构，该移动机构设于工作台的台面上，所述吸附装置设于该移动机构上，所述移动机构控制吸附装置将模块抓取至第一相机处。
所述设备还包括用于拍摄模块放置座照片的移动相机，根据模块放置座的照片，识别模块放置座上的模块分布情况，以控制吸附装置将模块抓取至第一相机处。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1)全自动化检测，相比于现有的手工平整度检测方式，极大的提高了效率，并降低了误差率。
2)基于灰度图建立坐标空间，可以为高度图提供数据支撑，简化后续的计算处理，提高运行效率。
3)优先选择了铜覆盖的区域提取基准点，避免了因提取PCB板体部分孔上的点导致的误差过大，提高了拟合精度。
4)对待测点进行了聚类，排除了边角处PCB版提上的孔部分。
5)实现了模块的自动抓取。
附图说明
图1为本发明设备的结构示意图；
图2为本发明设备的外观结构示意图；
图3为本发明方法的主要步骤流程示意图；
其中：1、移动相机，2、吸附装置，3、参数设置面板，4、工作台，5、真空发生器，6、移动机构，7、万向轮，8、三色灯，9、控制面板，10、防护罩组件，41、台面，42、模块放置座。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
一种基于视觉技术的模块平整度检测设备，如图1和图2所示，包括：
工作台4；
吸附装置2，设于工作台4上，用于抓取模块；
第一相机，设于工作台4上，用于扫描模块的待检测面。
台面41上设有用于堆放模块的模块放置座42，模块放置座43上设有用于限制模块移动的固定槽，设备还包括用于移动吸附装置2的移动机构6，该移动机构6设于工作台4的台面41上，吸附装置2设于该移动机构6上，移动机构6控制吸附装置2将模块抓取至第一相机处。
设备还包括用于拍摄模块放置座42照片的移动相机1，根据模块放置座42的照片，识别模块放置座42上的模块分布情况，以控制吸附装置2将模块抓取至第一相机处。
此外，本申请设备还包括参数设置面板3、真空发生器5、万向轮7、三色灯、控制面板9和防护罩组件10，真空发生器5设于移动机构6上，用于为移动机构提供动力，参数设置面板3设于工作台4上，万向轮7设于工作台4底部，防护罩组件10用于保护工作台4的台面41上的部件，三色灯8设于工作台4的底部，控制面板9设于工作台上。
一种基于视觉技术的模块平整度检测方法，如图1所示，包括：
步骤S1：扫描模块的待检测面，分别得到高度图和灰度图；
步骤S2：在灰度图上定位模块，并将获取的坐标映射到高度图中，在高度图上选取部分区域计算拟合平面，具体包括：
步骤S21：在灰度图中定位模块；
步骤S22：建立坐标空间，并将灰度图的模块坐标映射到高度图中；
步骤S23：在高度图选择模块的部分区域计算拟合平面，提取过程具体包括：
步骤S231：根据灰度图识别出所有铜覆盖区域；
步骤S232：在高度中对应区域内提取部分区域用于计算拟合平面，具体可以各覆铜区域的面积比作为权重，在各覆铜区域提取基准点的方式进行。
步骤S24根据坐标空间，提取这些基准点在高度图中的对应点，计算拟合平面。
步骤S3：提取高度图中模块边角处的点作为待测点，并计算其与拟合平面之间的距离，若所有边角处的待测点和拟合平面之间的距离均小于设定阈值，则认定为该模块的平整度满足要求。其中，每个边角处，均提取多个待测点，步骤S3具体包括：
步骤S31：提取高度图中模块各边角处都提取多个点作为各边角处的待测点；
步骤S32：计算各边角处的待测点的平均高度；
步骤S33：并计算平均高度和拟合平面的高度差；
步骤S34：若所有边角处对应的平均高度和拟合平面之间的高度差均小于设定阈值，则认定为该模块的平整度满足要求。
此外，当待检测面的所有边的近边缘处均分布有铜时，基准点选自铜覆盖的区域，近边缘处具体为：待检测面上，和边缘的距离小于该边缘和待检测面中心距离的30％区域。
步骤S3中，每个边角处，均提取多个待测点，步骤S3具体包括：
步骤S31：提取高度图中模块各边角处都提取多个点作为各边角处的待测点；
步骤S32：对各边角处的待测点进行聚类，计算各边角处的高度较高的聚类中待测点的平均高度；
步骤S33：并计算平均高度和拟合平面的高度差；
步骤S34：若所有边角处对应的平均高度和拟合平面之间的高度差均小于设定阈值，则认定为该模块的平整度满足要求。

Claims (10)

1.一种基于视觉技术的模块平整度检测方法，其特征在于，包括：
步骤S1：扫描模块的待检测面，分别得到高度图和灰度图；
步骤S2：在灰度图上定位模块，并将获取的坐标映射到高度图中，在高度图上选取部分区域计算拟合平面；
步骤S3：提取高度图中模块边角处的点作为待测点，并计算其与所述拟合平面之间的距离，若所有边角处的待测点和拟合平面之间的距离均小于设定阈值，则认定为该模块的平整度满足要求。
2.根据权利要求1所述的一种基于视觉技术的模块平整度检测方法，其特征在于，所述步骤S2包括：
步骤S21：在灰度图中定位模块；
步骤S22：建立坐标空间，并将灰度图的模块坐标映射到高度图中；
步骤S23：在高度图选择模块的部分区域计算拟合平面。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于视觉技术的模块平整度检测方法，其特征在于，当所述待检测面的所有边的近边缘处均分布有铜时，用于计算拟合平面的区域选自铜覆盖的区域。
4.根据权利要求3所述的一种基于视觉技术的模块平整度检测方法，其特征在于，提取用于计算拟合平面的区域的具体包括：
步骤S231：根据灰度图识别出所有铜覆盖区域；
步骤S232：在高度中对应区域内提取部分区域用于计算拟合平面。
5.根据权利要求3所述的一种基于视觉技术的模块平整度检测方法，其特征在于，所述近边缘处具体为：待检测面上，和边缘的距离小于该边缘和待检测面中心距离的30％区域。
6.根据权利要求1所述的一种基于视觉技术的模块平整度检测方法，其特征在于，所述步骤S3中，每个边角处，均提取多个待测点，所述步骤S3具体包括：
步骤S31：提取高度图中模块各边角处都提取多个点作为各边角处的待测点；
步骤S32：计算各边角处的待测点的平均高度；
步骤S33：并计算平均高度和拟合平面的高度差；
步骤S34：若所有边角处对应的平均高度和拟合平面之间的高度差均小于设定阈值，则认定为该模块的平整度满足要求。
7.根据权利要求3所述的一种基于视觉技术的模块平整度检测方法，其特征在于，所述步骤S3中，每个边角处，均提取多个待测点，所述步骤S3具体包括：
步骤S31：提取高度图中模块各边角处都提取多个点作为各边角处的待测点；
步骤S32：对各边角处的待测点进行聚类，计算各边角处的高度较高的聚类中待测点的平均高度；
步骤S33：并计算平均高度和拟合平面的高度差；
步骤S34：若所有边角处对应的平均高度和拟合平面之间的高度差均小于设定阈值，则认定为该模块的平整度满足要求。
8.一种实现权利要求1～7所述的方法的设备，其特征在于，包括：
工作台(4)；
吸附装置(2)，设于工作台(4)上，用于抓取模块；
第一相机，设于工作台(4)上，用于扫描模块的待检测面。
9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述台面(41)上设有用于堆放模块的模块放置座(42)，所述模块放置座(43)上设有用于限制模块移动的固定槽，所述设备还包括用于移动所述吸附装置(2)的移动机构(6)，该移动机构(6)设于工作台(4)的台面(41)上，所述吸附装置(2)设于该移动机构(6)上，所述移动机构(6)控制吸附装置(2)将模块抓取至第一相机处。
10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述设备还包括用于拍摄模块放置座(42)照片的移动相机(1)，根据模块放置座(42)的照片，识别模块放置座(42)上的模块分布情况，以控制吸附装置(2)将模块抓取至第一相机处。
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