CN108731814B - 主板分析装置及方法 - Google Patents

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Abstract

一种主板分析装置及方法，用于检测一主板上异常的发热元件，该方法包括：将该主板放在一密封箱体中进行通电检测；调整一温度控制系统，将该密封箱体空间内的温度调节至一预设温度/预设温度范围；接收一第一成像装置发射紫外光照射该主板并对该照射有紫外光的主板进行拍摄后产生的第一图像；接收一第二成像装置对该主板进行拍摄后产生的热成像图像；对该第一图像及该热成像图像进行位置校准以使该第一图像与该热成像图像对应；将经过位置校准的该第一图像与该热成像图像合成一第二图像；及将该第二图像与一合成图像模板进行差分和二值化处理标记出该主板上发热的元件。本发明解决了现有技术中热像仪拍摄主板的发热元件图像不清楚问题。

Description

主板分析装置及方法
技术领域
本发明涉及电子产品领域，尤其涉及一种主板分析装置及方法。
背景技术
随着社会和科技的发展，手机等电子产品走进了每个人的生活，因而近年来手机的研发越来越热。手机在研发的过程中最重要的部件就是主板的设计与可靠性的验证。作为手机的心脏与大脑的集合体，手机主板的可靠性非常重要。由于手机主要的集成度越来越高，这给手机主板研发分析的过程带来了很大的麻烦。在分析的过程中最常见的现象就是电容及芯片的损坏，然而他们导致的现象都是异常发热，所以一般的工业分析中常采用手持式红外热仪如FLUKE Ti32对主板进行热成像来检测手机主板的可靠性。然而采用手持式红外热仪进行手机主板的可靠性检测时拍摄主板的发热元件图像常常出现不清楚的问题，其主要原因有以下几点：1.手持式热像仪在使用时容易晃动，拍出的图像不够清晰；2.主板上的晶片类芯片和定位孔都反光，影响热像显示的效果；3.主板上很多异常元件只在通电的一瞬间闪烁一下，热像仪很难抓拍到满意的发热图像；4.主板上元件有时非常密集，很难辨别发热元件的位置。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种主板分析装置及方法以解决现有技术中热像仪拍摄主板的发热元件图像不清楚问题。
一种主板分析装置，用于检测一主板上异常的发热元件，该主板分析装置包括：
密封箱体，
温度控制系统，设置在该密封箱体中；
第一成像装置，设置在该密封箱体中，该第一成像装置包括灯管及第一摄像头，该灯管用于发射紫外光照射该主板，该第一摄像头用于对该照射有紫外光的主板进行拍摄后产生一第一图像；
第二成像装置，设置在该密封箱体中，该第二成像装置用于对该主板进行拍摄后产生一热成像图像；
控制器，用于:
控制该温度控制系统调节该密封箱体空间内的温度至一预设温度/预设温度范围；
接收该第一摄像头拍摄的第一图像；
接收该第二成像装置拍摄的热成像图像；
对该第一图像及该热成像图像进行位置校准以使该第一图像与该热成像图像对应；
将经过位置校准的该第一图像与该热成像图像合成一第二图像；及
将该第二图像与一合成图像模板进行差分和二值化处理标记出该主板上发热的元件。
一种主板分析方法，用于检测一主板上异常的发热元件，该方法包括步骤：
将该主板放在一密封箱体中进行通电检测；
调整一温度控制系统，将该密封箱体空间内的温度调节至一预设温度/预设温度范围；
接收一第一成像装置发射紫外光照射该主板并对该照射有紫外光的主板进行拍摄后产生的第一图像；
接收一第二成像装置对该主板进行拍摄后产生的热成像图像；
对该第一图像及该热成像图像进行位置校准以使该第一图像与该热成像图像对应；
将经过位置校准的该第一图像与该热成像图像合成一第二图像；及
将该第二图像与一合成图像模板进行差分和二值化处理标记出该主板上发热的元件。
所述主板分析装置与方法实现简单，通过将第一成像装置拍摄的主板的外观图像及第二成像装置拍摄的主板的热成像图像合成一幅图像，并将该合成图像与一合成图像模板进行差分和二值化处理后能够清楚地标记出主板上发热的元件，解决了现有技术中热像仪拍摄主板的发热元件图像不清楚问题。
附图说明
图1为本发明一实施方式中主板分析装置一视角的的结构示意图。
图2为主板分析装置另一视角的结构示意图。
图3为本发明一实施方式中主板分析装置的功能模块图。
图4为本发明一实施方式中主板检测方法的流程图。
图5为本发明一实施方式中该第一图像与该热成像图像进行位置校准方法的子流程图。
图6为本发明一实施方式中该第一图像与该热成图像合成为第二图像方法的子流程图。
主要元件符号说明
Figure BDA0001275626610000041
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参考图1-2，所示为本发明中主板分析装置1的结构示意图。该主板分析装置1包括密封箱体2。该主板分析装置1用于对放置在该密封箱体2中的主板100上异常的发热元件进行检测。该主板100包括一发热电阻电路。该发热电阻电路包括多个电阻(图中未示)。该主板100上设置有多个定位孔120，每个定位孔120中对应安装有一电阻。该些电阻用于在对该主板100进行通电测试时发热，该些电阻的发热温度位于50度-90度之间。
该密封箱体2包括底板21、侧板22及顶板23。该侧板22沿该底板21的周边向上垂直延伸。该顶板23盖合在该侧板22上并与该底板21相对。请一并参考图3，所示为本发明一实施方式中主板分析装置1的功能模块图。该主板分析装置1包括驱动装置3、温度控制系统4、第一成像装置5，第二成像装置6及控制器7。该驱动装置3安装在该密封箱体2的底板21上，用于承载该主板100并在该控制器7的控制下驱动该主板100移动至预设位置及用于翻转该主板100。本实施方式中，能够驱动该主板100移动至预设位置及翻转该主板100的驱动装置3为本领域常用的技术手段，这里不再详述该驱动装置3的具体的结构。
该温度控制系统4设置在该密封箱体2的侧板22上，用于在该控制器7的控制下调节该密封箱体2的空间内的温度至一预设温度/预设温度范围。本实施方式中该温度控制系统4可以采用冰箱中的制冷原理进行制冷。例如，该温度控制系统4包括氟利昂、压缩器、喉管、冷凝器及蒸发器，氟利昂在气体状态是被压缩器加压后，经喉管流到冷凝器中冷凝而成液体，液体的氟利昂进入蒸发器后立即化为蒸汽，同时吸取密封箱体2中的温度，达到调节密封箱体2中的温度的目的。本实施方式中，该预设温度为零下15度，即该温度控制系统4用于将该密封箱体2的温度调节至零下15度。
第一成像装置5包括两个灯管51及一个第一摄像头52。该两个灯管51安装在该顶板23上。该第一摄像头52安装在该顶板23上并与该些灯管51相距一第一预设距离。本实施方式中，该第一预设距离根据第一摄像头52对该主板100进行拍摄的需求进行相应的调节。本实施方式中，该灯管51为紫外线灯管，该灯管51用于发射紫外光照射该主板100。该第一摄像头52用于对该照射有紫外光的主板100进行拍摄后产生第一图像并将该第一图像发送至该控制器7中。本实施方式中，该第一摄像头52为微距摄像头。
本实施方式中，该第二成像装置6为带有微距的红外摄像头。该第二成像装置6安装在该顶板23上且与该第一摄像头52相距一第二预设距离。本实施方式中，该第二预设距离根据第二成像装置6对该主板100进行拍摄的需求进行相应的调节。该第二成像装置6用于对该主板100进行拍摄后产生一热成像图像并将该热成像图像发送至该控制器7中。
该控制器7用于控制该温度控制系统4调节该密封箱体2空间内的温度至一预设温度/预设温度范围；控制驱动装置3将该主板100移动至预设位置；接收该第一摄像头52拍摄的第一图像；接收该第二成像装置6拍摄的热成像图像；对该第一图像及该热成像图像进行位置校准以使该第一图像与该热成像图像对应；将经过位置校准的该第一图像与该热成像图像合成一第二图像；及将该第二图像与一合成图像模板进行差分和二值化处理后标记出该主板100上发热的元件以供用户查看该主板上发热的元件。本实施方式中，该第二图像为该主板100通电测试时由该第一成像装置5摄取的第一图像及该第二成像装置6摄取的热成像图像合成的图像，该合成图像模板为该主板100没有通电时由该第一成像装置5摄取的第一图像及该第二成像装置6摄取的热成像图像合成的图像。本实施方式中，该控制器7可以为一中央处理器(Central Processing Unit,CPU)，微处理器或其他数据处理芯片。
在一实施方式中，该控制器7在将经过位置校准的该第一图像与热成像图像合成一第二图像后，还用于将该第二图像与该主板100的元件位置图像合成一第三图像，并将该第三图像与该合成图像模板进行差分和二值化处理后标记出该主板100上发热的元件。
在一实施方式中，该主板分析装置1还包括一光源发射器8。该光源发射器8安装在该顶板上且位于该第一摄像头52及第二成像装置6之间。在一实施方式中，该光源发射器8可以安装在该第一摄像头52及该第二成像装置6的中间位置。该光源发射器8用于在该控制器7的控制下发射红外光线并在该主板100上投射形成一红色光点，并使得该第一成像装置5拍摄出的第一图像及该第二成像装置6拍摄的热成像图像中分别包含该红色光点。该光源发射器8用于辅助该控制器7完成该第一图像与该热成像图像的位置校准。具体的，该控制器7用于对该第一图像进行二值化处理后确定出该第一图像中包含该红色光点的第一区域；对该热成像图像进行二值化处理后确定出该热成像图像中包含该红色光点的第二区域；对该第一图像中的第一区域进行膨胀与腐蚀处理得到一第一联通区域；对该热成像图像中的第二区域进行膨胀与腐蚀处理得到一第二联通区域；对该第一联通区域分别在X轴及Y轴上进行投影后计算出以该红色光点为中心点的第三图像，其中X轴与Y轴相垂直；对该第二联通区域分别在X轴及Y轴上进行投影后计算出以该红色光点为中心点的第四图像；及将该第三图像上的红色光点与该第四图像上的红色光点进行位置对应以完成该第一图像与该热成像图像的位置校准。
进一步的，在一实施方式中，该控制器7将经过位置校准的该第一图像与该热成像图像合成第二图像的过程包括：该控制器7将该第三图像进行裁剪后形成一第五图像并将该第五图像的不透明度调整为40％；将该第四图像进行裁剪后形成一第六图像并将该第六图像的不透明度调整为60％；及将该第五图像及该第六图像进行合并从而实现将该第一图像与该热成像图像合成第二图像。
请参考图4，所示为本发明一实施方式中主板检测方法的流程图。该方法用于检测主板100上异常的发热元件。根据不同需求，该流程图中步骤的顺序可以改变，某些步骤可以省略或合并。该方法包括步骤：
S201：将该主板100放在一密封箱体2中进行通电检测。
S202：调整一温度控制系统4，将该密封箱体2空间内的温度调节至一预设温度/预设温度范围。
S203：接收一第一成像装置5发射紫外光照射该主板100并对该照射有紫外光的主板100进行拍摄后产生的第一图像。
S204：接收一第二成像装置6对该主板100进行拍摄后产生的热成像图像。
S205：对该第一图像及该热成像图像进行位置校准以使该第一图像与该热成像图像对应。
S206：将经过位置校准的该第一图像与该热成像图像合成一第二图像。
S207：将该第二图像与一合成图像模板进行差分和二值化处理标记出该主板100上发热的元件以供用户查看该主板上发热的元件。
本实施方式中，该合成图像模板为该主板100没有通电时由该第一成像装置5摄取的第一图像及该第二成像装置6摄取的热成像图像合成的图像。
在一实施方式中，该方法在步骤S207中还包括：
将该第二图像与该主板100的元件位置图像合成一第三图像，及将该第三图像与该合成图像模板进行差分和二值化处理后标记出该主板上发热的元件。
在一实施方式中，该方法在步骤S201之前还包括步骤：
提供一发热电阻电路，该发热电阻电路包括多个电阻，该主板100的每个定位孔中对应安装一电阻，该些电阻用于在对该主板100进行通电测试时发热，该些电阻的发热温度位于50度-90度之间。
请一并参考图5，所示为本发明一实施方式中该第一图像与该热成像图像进行位置校准方法的子流程图。在一实施方式中，该方法包括步骤：
S301：提供一光源发射器8，该光源发射器8用于发射红外光线并在该主板100上投射形成一红色光点，该第一成像装置5拍摄出的第一图像中及该第二成像装置6拍摄的热成像图像中分别包含该红色光点。
S302：对该第一图像进行二值化处理后确定出该第一图像中包含该红色光点的第一区域。
S303：对该热成像图像进行二值化处理后确定出该热成像图像中包含该红色光点的第二区域。
S304：对该第一图像中的第一区域进行膨胀与腐蚀处理得到一第一联通区域。
S305：对该热成像图像中的第二区域进行膨胀与腐蚀处理得到一第二联通区域。
S306：对该第一联通区域分别在X轴及Y轴上进行投影后计算出以该红色光点为中心点的第三图像。
S307：对该第二联通区域分别在X轴及Y轴上进行投影后计算出以该红色光点为中心点的第四图像。
S308：将该第三图像上的红色光点与该第四图像上的红色光点进行位置对应以完成该第一图像与该热成像图像的位置校准。
请参考图6，所示为本发明一实施方式中该第一图像与该热成像图像合成为第二图像方法的子流程图。该方法包括步骤：
S401：将该第三图像进行裁剪后形成一第五图像并将该第五图像的不透明度调整为第一预设值。在本实施方式中，该第一预设值为40％。
S402：将该第四图像进行裁剪后形成一第六图像并将该第六图像的不透明度调整为第二预设值。在本实施方式中，该第二预设值60％。
S403：将该第五图像及该第六图像进行合并从而实现对该第一图像及该热成像图像的合成。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换都不应脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (12)

1.一种主板分析装置，用于检测一主板上异常的发热元件，其特征在于，该主板分析装置包括：
密封箱体，
温度控制系统，设置在该密封箱体中；
第一成像装置，设置在该密封箱体中，该第一成像装置包括灯管及第一摄像头，该灯管用于发射紫外光照射该主板，该第一摄像头用于对该照射有紫外光的主板进行拍摄后产生一第一图像；
第二成像装置，设置在该密封箱体中，该第二成像装置用于对该主板进行拍摄后产生一热成像图像；
控制器，用于:
控制该温度控制系统调节该密封箱体空间内的温度至一预设温度/预设温度范围；
接收该第一摄像头拍摄的第一图像；
接收该第二成像装置拍摄的热成像图像；
对该第一图像及该热成像图像进行位置校准以使该第一图像与该热成像图像对应；
将经过位置校准的该第一图像与该热成像图像合成一第二图像；及
将该第二图像与一合成图像模板进行差分和二值化处理标记出该主板上发热的元件。
2.如权利要求1所述的主板分析装置，其特征在于，该第二图像为该主板通电测试时由该第一成像装置摄取的第一图像及该第二成像装置摄取的热成像图像合成的图像，该合成图像模板为该主板没有通电测试时由该第一成像装置摄取的第一图像及该第二成像装置摄取的热成像图像合成的图像。
3.如权利要求2所述的主板分析装置，其特征在于，该控制器还用于将该第二图像与该主板的元件位置图像合成一第三图像，将该第三图像与该合成图像模板进行差分和二值化处理后标记出该主板上发热的元件。
4.如权利要求1所述的主板分析装置，其特征在于，该主板上还包括一发热电阻电路，该发热电阻电路包括多个电阻，该主板上设置有多个定位孔，每个定位孔中对应安装有一电阻，该些电阻用于在对该主板进行通电测试时发热，该些电阻的发热温度位于50度-90度之间。
5.如权利要求1所述的主板分析装置，其特征在于，该主板分析装置还包括一光源发射器，该光源发射器用于发射红外光线并在该主板上投射形成一红色光点，该第一成像装置拍摄出的第一图像中及该第二成像装置拍摄的热成像图像中分别包含该红色光点，该控制器用于：
对该第一图像进行二值化处理后确定出该第一图像中包含该红色光点的第一区域；
对该热成像图像进行二值化处理后确定出该热成像图像中包含该红色光点的第二区域；
对该第一图像中的第一区域进行膨胀与腐蚀处理得到一第一联通区域；
对该热成像图像中的第二区域进行膨胀与腐蚀处理得到一第二联通区域；
对该第一联通区域分别在X轴及Y轴上进行投影后计算出以该红色光点为中心点的第三图像；
对该第二联通区域分别在X轴及Y轴上进行投影后计算出以该红色光点为中心点的第四图像；及
将该第三图像上的红色光点与该第四图像上的红色光点进行位置对应以完成该第一图像与该热成像图像的位置校准。
6.如权利要求5所述的主板分析装置，其特征在于，该控制器还用于：
将该第三图像进行裁剪后形成一第五图像并将该第五图像的不透明度调整为40％；
将该第四图像进行裁剪后形成一第六图像并将该第六图像的不透明度调整为60％；及
将该第五图像及该第六图像进行合并从而实现对该第一图像及该热成像图像的合成。
7.一种主板分析方法，用于检测一主板上异常的发热元件，其特征在于，该方法包括步骤：
将该主板放在一密封箱体中进行通电检测；
调整一温度控制系统，将该密封箱体空间内的温度调节至一预设温度/预设温度范围；
接收一第一成像装置发射紫外光照射该主板并对该照射有紫外光的主板进行拍摄后产生的第一图像；
接收一第二成像装置对该主板进行拍摄后产生的热成像图像；
对该第一图像及该热成像图像进行位置校准以使该第一图像与该热成像图像对应；
将经过位置校准的该第一图像与该热成像图像合成一第二图像；及
将该第二图像与一合成图像模板进行差分和二值化处理标记出该主板上发热的元件。
8.如权利要求7所述的主板分析方法，其特征在于，该合成图像模板为该主板没有通电测试时由该第一成像装置摄取的第一图像及该第二成像装置摄取的热成像图像合成的图像。
9.如权利要求8所述的主板分析方法，其特征在于，该方法在步骤“将该第二图像与一合成图像模板进行差分和二值化处理标记出该主板上发热的元件以供用户查看该主板上发热的元件”之后还包括：
将该第二图像与该主板的元件位置图像合成一第三图像，及将该第三图像与该合成图像模板进行差分和二值化处理后标记出该主板上发热的元件。
10.如权利要求7所述的主板分析方法，其特征在于，该方法在步骤“将该主板放在一密封箱体中进行通电检测”之前还包括步骤：
提供一发热电阻电路，该发热电阻电路包括多个电阻，该主板的每个定位孔中对应安装一电阻，该些电阻用于在对该主板进行通电测试时发热，该些电阻的发热温度位于50度-90度之间。
11.如权利要求7所述的主板分析方法，其特征在于，该方法包括步骤：
提供一光源发射器，该光源发射器用于发射红外光线并在该主板上投射形成一红色光点，该第一成像装置拍摄出的第一图像中及该第二成像装置拍摄的热成像图像中分别包含该红色光点；
对该第一图像进行二值化处理后确定出该第一图像中包含该红色光点的第一区域；
对该热成像图像进行二值化处理后确定出该热成像图像中包含该红色光点的第二区域；
对该第一图像中的第一区域进行膨胀与腐蚀处理得到一第一联通区域；
对该热成像图像中的第二区域进行膨胀与腐蚀处理得到一第二联通区域；
对该第一联通区域分别在X轴及Y轴上进行投影后计算出以该红色光点为中心点的第三图像；
对该第二联通区域分别在X轴及Y轴上进行投影后计算出以该红色光点为中心点的第四图像；及
将该第三图像上的红色光点与该第四图像上的红色光点进行位置对应以完成该第一图像与该热成像图像的位置校准。
12.如权利要求11所述的主板分析方法，其特征在于，该方法在步骤“将该第三图像上的红色光点与该第四图像上的红色光点进行位置对应以完成该第一图像与该热成像图像的位置校准”之后包括步骤：
将该第三图像进行裁剪后形成一第五图像并将该第五图像的不透明度调整为40％；
将该第四图像进行裁剪后形成一第六图像并将该第六图像的不透明度调整为60％；及
将该第五图像及该第六图像进行合并从而实现对该第一图像及该热成像图像的合成。
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