CN107633508A - 一种计量产品印刷线路板外观验证方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种计量产品印刷线路板外观验证方法及系统，所述方法包括使用标准印制线路板照片信息制作对应型号的标准模板，对标准模板对对应型号的待验证批量印制线路板进行逐一的拍照记录，并将照片与标准模板使用色彩比对法以及灰度比对法进行逐一比对，判断待验证批量印制线路板是否与标准模板一致；所述系统包括固定夹具、工业相机及其配套的多种光源、图像处理单元，所述固定夹具用于将印制线路板进行固定，所述工业相机及配套的多种光源用于对同型号的印制线路板在固定位置进行拍照记录，所述图像处理单元用于根据色彩比对及灰度比对验证图像是否合格；所述系统和方法解决了人为检查误检率高及效率低下等问题，以保障计量产品的质量稳定。

Description

一种计量产品印刷线路板外观验证方法及系统

技术领域

本发明涉及计量领域，更具体地，涉及一种计量产品印刷线路板外观验证方法及系统。

背景技术

随着我国电力用户用电信息采集系统的大规模建设和应用，智能电能表基本普及，安装数量庞大，不可避免地出现了一些电能表质量问题。其中，供应商供货产品与通过供货前全性能检验的产品不一致是一个重要原因。为防止厂家送检产品与实际供货产品的印制线路板上的元器件和技术方案不一致，杜绝实际供货时的偷工减料问题，对于供货的计量产品还需要进行到货抽检比对，而对印制线路板的比对目前主要通过人工比对方式，但由于印制电路板上元器件较小，型号标识很难识别，常存在遗漏情况，导致人工比对存在一定的误检率，且比对结果较慢，无法满足在一定抽检比例下对应大批量到货的验收要求。

发明内容

为了解决背景技术存在的现有对应送检计量产品的抽检速度较慢且存在误检率问题，本发明提供了一种计量产品印刷线路板外观验证方法及系统，所述方法及系统通过图像识别处理技术对待检计量产品印制线路板进行识别和判定，提高效率并有效降低误检率；

所述一种计量产品印刷线路板外观验证方法包括：

步骤1，确定待验证的计量产品印制线路板型号；

步骤2，对所述型号的标准印制线路板进行拍照记录；

步骤3，根据标准印制线路板拍照结果进行标准模板的制作，所述制作指使用图像处理单元对照片中的特征点进行编辑和定义；

步骤4，对多个批量印制线路板进行逐一的拍照记录；

步骤5，将多个批量印制线路板的拍照结果逐一的与标准模板进行比对，系统自动判定各批量印制线路板是否合格；

进一步的，使用工业相机配合多组光源对各印制线路板进行拍照记录，所述多组光源包括红色光源、绿色光源、蓝色光源以及白色光源；根据所述图像处理单元针对计量产品印制线路板型号的需求选择光源类型并设置光强以及照射角度；

进一步的，对印制线路板进行拍照记录前，使用固定夹具对印刷电路板进行定位；对于同一个型号的产印制线路板，固定夹具对线路板进行定位的位置是相同的，工业相机对于固定夹具的相对位置是相同的；

进一步的，所述批量印制线路板拍照结果与标准模板的对比方法包括色彩对比，所述色彩对比用于检测印制线路板上元器件的尺寸及位置，根据标准模板的色彩定义标准色彩，计算批量印制线路板各特定区域的色彩平均值或单个像素色彩值与对应区域标准色彩的色差，通过预设的最大色差以及判别灵敏度来判定被测批量印制线路板是否合格；

进一步的，所述批量印制线路板拍照结果与标准模板的对比方法包括灰度对比，所述灰度对比用于检测印制线路板上元器件的型号和标识，通过图像处理单元将各照片处理为黑白色图像，根据标准模板的黑白图像定义标准灰度，计算批量印制线路板各特定区域的灰度平均值或单个像素灰度值与对应区域标准灰度的灰度差，通过预设的最大灰度差以及判别灵敏度来判定被测批量印制线路板是否合格；

进一步的，所述工业相机相对于固定夹具做固定路径运动，并在多个特定点位进行拍照，所述图像处理单元将多张印刷线路板局部照片合成为一张整体照片；所述固定路径包括环形以及方形。

所述一种计量产品印刷线路板外观验证系统包括：

固定夹具，所述固定夹具用于对印刷线路板进行定位，使定位后的同一型号的印刷线路板相对于工业相机的位置是相同的；

工业相机，所述工业相机用于对印刷线路板进行拍照，并将拍照结果发送至图像处理单元进行分析；

图像处理单元，所述图像处理单元用于将工业相机对印刷线路板的拍照结果与标准模板进行比对，判断印制线路板是否合格；

进一步的，所述图像处理单元用于根据标准印制线路板的拍照结果中的特征点进行编辑和定义，制作对应该型号的标准模板；

进一步的，所述工业相机配备多组光源，所述多组光源包括红色光源、绿色光源、蓝色光源以及白色光源，系统根据所述图像处理单元针对计量产品印制线路板型号的需求选择光源类型并设置光强以及照射角度；

进一步的，所述图像处理单元包括色彩对比模块，所述色彩对比模块用于检测印制线路板上元器件的尺寸及位置，根据标准模板的色彩定义标准色彩，计算批量印制线路板各特定区域的色彩平均值或单个像素色彩值与对应区域标准色彩的色差，当色差小于预设色差值时，判定合格；

进一步的，所述图像处理单元包括灰度对比模块，所述灰度对比模块用于检测印制线路板上元器件的型号和标识，通过图像处理单元将各照片处理为黑白色图像，根据标准模板的黑白图像定义标准灰度，计算批量印制线路板各特定区域的灰度平均值或单个像素灰度值与对应区域标准灰度的灰度差，通过预设的最大灰度差以及判别灵敏度来判定被测批量印制线路板是否合格；

进一步的，所述工业相机相对于固定夹具做固定路径运动，并在多个特定点位进行拍照，所述图像处理单元将多张印刷线路板局部照片合成为一张整体照片；所述固定路径包括环形以及方形。

本发明的有益效果为：本发明的技术方案，给出了一种计量产品印刷线路板外观验证方法及系统，所述方法及系统通过图像识别处理技术制作各型号的标准模板，并根据与标准模板的对比对待检计量产品印制线路板进行识别和判定，解决了人为检查存在误检率效率低下等问题，以保障计量产品的质量稳定。

附图说明

通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：

图1为本发明具体实施方式的一种计量产品印刷线路板外观验证方法的流程图；

图2为本发明具体实施方式的一种计量产品印刷线路板外观验证系统的结构图。

具体实施方式

现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。

除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

图1为本发明具体实施方式的一种计量产品印刷线路板外观验证方法的流程图；所述验证方法根据标准印制线路板制作标准模板，并使用标准模板对批量的印制线路板上各元器件的尺寸、位置、型号及标识进行对比确认，确认所述印制线路板是否合格，所述一种计量产品印刷线路板外观验证方法包括：

步骤101，确定待验证的计量产品印制线路板型号；所述型号作为提取标准模板的型号标签，所述每种型号的印制电路板根据型号标签提取相应的标准模板，以进行批量验证；确定型号后，使用所述型号对应尺寸的固定夹具对印刷电路板进行定位，对于同一个型号的产印制线路板，固定夹具对线路板进行定位的位置是相同的，工业相机对于固定夹具的相对位置是相同的；对于不同的固定夹具，工业相机对应固定夹具的相对位置的相同的或不同的；

步骤102，对所述型号的标准印制线路板进行拍照记录；使用工业相机配合多组光源对各印制线路板进行拍照记录，所述多组光源包括红色光源、绿色光源、蓝色光源以及白色光源；根据所述图像处理单元针对计量产品印制线路板型号的需求选择光源类型并设置光强以及照射角度；所述工业相机相对于固定夹具做固定路径运动，并在多个特定点位进行拍照，所述图像处理单元将多张印刷线路板局部照片合成为一张整体照片；所述固定路径包括环形以及方形；针对不同的产品型号，设置不同的路径；在本具体实施方式中，工业相机的原始位置设置在被测印刷线路板、即固定夹具上方足够可以清晰识别印刷线路板所有元器件的距离且设置在所述印刷线路板或固定夹具向上投影的中心位置，对于工业相机在所述中心位置可以拍摄到印刷线路板完整画面的印刷线路板型号，该型号印刷线路板在验证及标准模板制作时工业相机在所述中心位置不移动；对于工业相机在所述中心位置不可以拍摄到印刷线路板完整画面的印刷线路板型号，该型号印刷线路板在验证及标准模板制作时工业相机按照预定的固定路径进行移动，并在特定的点位进行拍照记录，所述特定点位可以是关于中心位置相互对称的两个点或四个点；

步骤103，根据标准印制线路板拍照结果进行标准模板的制作，所述制作指使用图像处理单元对照片中的特征点进行编辑和定义；图像处理单元根据图像识别技术对所述印制线路板的型号对应的关键元器件或技术重点区域布线等进行特征点的编辑和定义，所述特征点包括元器件的尺寸、位置、型号及标识，多次确认识别各特征点后，图像处理单元对所述标准印制线路板制作的标准模板按照对应的印制线路板型号进行保存；

步骤104，对多个批量印制线路板进行逐一的拍照记录；所述针对多个批量印制线路板的拍照记录，工业相机的拍照点位与运动轨迹与多个批量印制线路板对应型号的标准印制电路板在采集标准模板时的拍照点位与运动轨迹相同；

步骤105，将多个批量印制线路板的拍照结果逐一的与标准模板进行比对，系统自动判定各批量印制线路板是否合格；所述批量印制线路板拍照结果与标准模板的对比方法包括色彩对比，所述色彩对比用于检测印制线路板上元器件的尺寸及位置，根据标准模板的色彩定义标准色彩，计算批量印制线路板各特定区域的色彩平均值或单个像素色彩值与对应区域标准色彩的色差，通过预设的最大色差以及判别灵敏度来判定被测批量印制线路板是否合格；所述批量印制线路板拍照结果与标准模板的对比方法包括灰度对比，所述灰度对比用于检测印制线路板上元器件的型号和标识，通过图像处理单元将各照片处理为黑白色图像，所述处理的方式是指图像处理单元对照片进行灰度处理，所述灰度处理将每个像素按照0～255灰阶进行定义得到对应的灰度值，每个像素根据预设的灰度阈值进行二值化处理，即低于阈值的像素设定为黑、高于阈值的像素设定为白，得到黑白色图像；根据标准模板的黑白图像定义标准灰度，计算批量印制线路板各特定区域的灰度平均值或单个像素灰度值与对应区域标准灰度的灰度差，通过预设的最大灰度差以及判别灵敏度来判定被测批量印制线路板是否合格；

图2为本发明具体实施方式的一种计量产品印刷线路板外观验证系统的结构图；所述系统通过图像识别技术对计量产品印刷线路板进行验证，所述一种计量产品印刷线路板外观验证系统包括：

固定夹具201，所述固定夹具201用于对印刷线路板进行定位，使定位后的同一型号的印刷线路板相对于工业相机的位置是相同的；

工业相机202，所述工业相机202用于对印刷线路板进行拍照，并将拍照结果发送至图像处理单元进行分析；

图像处理单元203，所述图像处理单元203用于将工业相机对印刷线路板的拍照结果与标准模板进行比对，判断印制线路板是否合格；

进一步的，所述工业相机202配备多组光源，所述多组光源包括红色光源、绿色光源、蓝色光源以及白色光源，系统根据所述图像处理单元203针对计量产品印制线路板型号的需求选择光源类型并设置光强以及照射角度；

进一步的，所述工业相机202相对于固定夹具做固定路径运动，并在多个特定点位进行拍照，所述图像处理单元203将多张印刷线路板局部照片合成为一张整体照片；所述固定路径包括环形以及方形；针对不同的产品型号，设置不同的路径；在本具体实施方式中，工业相机的原始位置设置在被测印刷线路板、即固定夹具201上方足够可以清晰识别印刷线路板所有元器件的距离且设置在所述印刷线路板或固定夹具201向上投影的中心位置，对于工业相机202在所述中心位置可以拍摄到印刷线路板完整画面的印刷线路板型号，该型号印刷线路板在验证及标准模板制作时工业相机在所述中心位置不移动；对于工业相机202在所述中心位置不可以拍摄到印刷线路板完整画面的印刷线路板型号，该型号印刷线路板在验证及标准模板制作时工业相机202按照预定的固定路径进行移动，并在特定的点位进行拍照记录，所述特定点位可以是关于中心位置相互对称的两个点或四个点；

进一步的，所述图像处理单元203用于根据工业相机202拍摄的标准印制线路板制作对应型号的标准模板，图像处理单元203根据图像识别技术对所述印制线路板的型号对应的关键元器件或技术重点区域布线等进行特征点的编辑和定义，所述特征点包括元器件的尺寸、位置、型号及标识，多次确认识别各特征点后，图像处理单元203对所述标准印制线路板制作的标准模板按照对应的印制线路板型号进行保存；

进一步的，所述图像处理单元203包括色彩对比模块，所述色彩对比模块用于检测印制线路板上元器件的尺寸及位置，根据标准模板的色彩定义标准色彩，计算批量印制线路板各特定区域的色彩平均值或单个像素色彩值与对应区域标准色彩的色差，当色差小于预设色差值时，判定合格；

进一步的，所述图像处理单元203包括灰度对比模块，所述灰度对比模块用于检测印制线路板上元器件的型号和标识，通过图像处理单元将各照片处理为黑白色图像，所述处理的方式是指图像处理单元对照片进行灰度处理，所述灰度处理将每个像素按照0～255灰阶进行定义得到对应的灰度值，每个像素根据预设的灰度阈值进行二值化处理，即低于阈值的像素设定为黑、高于阈值的像素设定为白，得到黑白色图像；根据标准模板的黑白图像定义标准灰度，计算批量印制线路板各特定区域的灰度平均值或单个像素灰度值与对应区域标准灰度的灰度差，通过预设的最大灰度差以及判别灵敏度来判定被测批量印制线路板是否合格；

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (12)

1.一种计量产品全性能试验技术方案的验证方法，所述方法包括：

步骤1，确定待验证的计量产品印制线路板型号；

步骤2，对所述型号的标准印制线路板进行拍照记录；

步骤3，根据标准印制线路板拍照结果进行标准模板的制作，所述制作指使用图像处理单元对照片中的特征点进行编辑和定义；

步骤4，对多个批量印制线路板进行逐一的拍照记录；

步骤5，将多个批量印制线路板的拍照结果逐一的与标准模板进行比对，系统自动判定各批量印制线路板是否合格。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：使用工业相机配合多组光源对各印制线路板进行拍照记录，所述多组光源包括红色光源、绿色光源、蓝色光源以及白色光源；根据所述图像处理单元针对计量产品印制线路板型号的需求选择光源类型并设置光强以及照射角度。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：对印制线路板进行拍照记录前，使用固定夹具对印刷电路板进行定位；对于同一个型号的产印制线路板，固定夹具对线路板进行定位的位置是相同的，工业相机对于固定夹具的相对位置是相同的。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述批量印制线路板拍照结果与标准模板的对比方法包括色彩对比，所述色彩对比用于检测印制线路板上元器件的尺寸及位置，根据标准模板的色彩定义标准色彩，计算批量印制线路板各特定区域的色彩平均值或单个像素色彩值与对应区域标准色彩的色差，通过预设的最大色差以及判别灵敏度来判定被测批量印制线路板是否合格。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述批量印制线路板拍照结果与标准模板的对比方法包括灰度对比，所述灰度对比用于检测印制线路板上元器件的型号和标识，通过图像处理单元将各照片处理为黑白色图像，根据标准模板的黑白图像定义标准灰度，计算批量印制线路板各特定区域的灰度平均值或单个像素灰度值与对应区域标准灰度的灰度差，通过预设的最大灰度差以及判别灵敏度来判定被测批量印制线路板是否合格。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述工业相机相对于固定夹具做固定路径运动，并在多个特定点位进行拍照，所述图像处理单元将多张印刷线路板局部照片合成为一张整体照片；所述固定路径包括环形以及方形。

7.一种计量产品全性能试验技术方案的验证系统，所述系统包括：

固定夹具，所述固定夹具用于对印刷线路板进行定位，使定位后的同一型号的印刷线路板相对于工业相机的位置是相同的；

工业相机，所述工业相机用于对印刷线路板进行拍照，并将拍照结果发送至图像处理单元进行分析；

图像处理单元，所述图像处理单元用于将工业相机对印刷线路板的拍照结果与标准模板进行比对，判断印制线路板是否合格。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于：所述图像处理单元用于根据标准印制线路板的拍照结果中的特征点进行编辑和定义，制作对应该型号的标准模板。

9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于：所述工业相机配备多组光源，所述多组光源包括红色光源、绿色光源、蓝色光源以及白色光源，系统根据所述图像处理单元针对计量产品印制线路板型号的需求选择光源类型并设置光强以及照射角度。

10.根据权利要求7所述的系统，其特征在于：所述图像处理单元包括色彩对比模块，所述色彩对比模块用于检测印制线路板上元器件的尺寸及位置，根据标准模板的色彩定义标准色彩，计算批量印制线路板各特定区域的色彩平均值或单个像素色彩值与对应区域标准色彩的色差，当色差小于预设色差值时，判定合格。

11.根据权利要求7所述的系统，其特征在于：所述图像处理单元包括灰度对比模块，所述灰度对比模块用于检测印制线路板上元器件的型号和标识，通过图像处理单元将各照片处理为黑白色图像，根据标准模板的黑白图像定义标准灰度，计算批量印制线路板各特定区域的灰度平均值或单个像素灰度值与对应区域标准灰度的灰度差，通过预设的最大灰度差以及判别灵敏度来判定被测批量印制线路板是否合格。

12.根据权利要求7所述的系统，其特征在于：所述工业相机相对于固定夹具做固定路径运动，并在多个特定点位进行拍照，所述图像处理单元将多张印刷线路板局部照片合成为一张整体照片；所述固定路径包括环形以及方形。