CN111339729A - 一种自动定位螺丝孔位置的平衡布局方法，设备及可读存储介质 - Google Patents

一种自动定位螺丝孔位置的平衡布局方法，设备及可读存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种自动定位螺丝孔位置的平衡布局方法，设备及可读存储介质，配置图像布局参数；对图像进行灰阶化处理；对图像进行二值化处理；对图像进行中值滤波强化处理；依据切分数将图像分割，对分割后的图像进行命名并输出，输出图像为二值图；读取标准图像，将待测图像与标准图像进行比对，并获取比对之后的不同点位；输出比对后的图形。使用扫描仪截取DXF外框进行辨识，同时搭配上AI人工智能运算。快速扫描辨识出目前摆放之所有螺丝孔需求位置,并且计算出IC位置,使其评估High Speed走线并且微调螺丝孔位置,让结构完善,也同时满足高速走线的需求进而加速电路板布局图的评审时程和良率。

Description

一种自动定位螺丝孔位置的平衡布局方法，设备及可读存储 介质
技术领域
本发明涉及电路板技术领域，尤其涉及一种自动定位螺丝孔位置的平衡布局方法，设备及可读存储介质。
背景技术
以往螺丝孔的摆件位置皆仰赖机构工程师对结构需求的设计,较少直接的考虑到高速讯号的布局，但有鉴于每个人的程度与经验，都有差异，故会造成摆放位置参差不齐，导致高速讯号在走线时需要不停的来回与机构工程师沟通,协调移动螺丝孔位置让高速信号通过,AOI技术是以电子光学CCD撷取待测物，随后以影像技术比对待测物与标准影像是否有任何差异，结合了光学感测系统、讯号处理系统、分析软件等。
早期AOI仅被使用在检测IC集成电路封装后表面印刷是否有任何缺陷，随着技术日新月异，现在的AOI技术几乎已可完全取代人眼，甚至加上AI人工智能后可以协助工程师更精准的判断各式可能发生的问题，透过多角度的影像撷取与影像组合，清楚的辨识出最佳电源通道。除了应用于电性检验之外，外观、表面瑕疵、组装位置偏移等皆为AOI的应用范围。
现行摆件位置常见之方式,常常因散热片大小位置,结构固定,机壳组装方便性而局限空间,在螺丝孔定位过程中几乎没有考虑到对高速信号的影响。而且各个IC与处理器的出Pin位置也不尽相同,有可能会有Spacing与隔离之问题,如brakout,stripline,与microstripe限制到整体走线的布局。
若采用目前现行最大量使用之技术:机构工程师自主定位而后进行评审。容易因为人为因素遗漏,或者经验不足,导致摆放后须花人力时间评审&来回提出修改。
发明内容
为了克服上述现有技术中的不足，本发明提供一种自动定位螺丝孔位置的平衡布局方法，方法包括：
步骤一，配置图像布局参数；
步骤二，对图像进行灰阶化处理；
步骤三，对图像进行二值化处理；
步骤四，对图像进行中值滤波强化处理；
步骤五，依据切分数将图像分割，对分割后的图像进行命名并输出，输出图像为二值图；
步骤六，读取标准图像，将待测图像与标准图像进行比对，并获取比对之后的不同点位；
步骤七，输出比对后的图形。
优选地，步骤五还包括：
读取分割后的图像，按预设顺序对每个图像中的每个预设点配置黑白标识。
优选地，步骤六还包括：
通过XOR影像相减法对待测图像与标准图像进行比对；
若两点同为黑或者白，将其设为白色；
若两点为不相同颜色，则设为黑色；
输出比对后的黑色图形。
优选地，步骤二还包括：
通过如下方式进行灰阶化处理；
YGray＝0.299*R+0.587*G+0.114*B
YGray为影像之灰阶值，取得灰阶值后再将灰阶值个别填入RGB数值当中，取得灰阶图像。
优选地，步骤三还包括：
将图像上的预设点的数值设置为0～255之数值，使整张图像呈现出黑白效果。
优选地，步骤四还包括：
读出图像上的预设点周围3x3的像素，将九个数值由小到大排序，取得中值，再将中值填入取代样本像素。
基于上述方法本发明还提供一种实现自动定位螺丝孔位置的平衡布局方法的设备，包括：存储器，用于存储计算机程序及自动定位螺丝孔位置的平衡布局方法；处理器，用于执行所述计算机程序及自动定位螺丝孔位置的平衡布局方法，以实现自动定位螺丝孔位置的平衡布局方法的步骤。
基于上述方法本发明还提供一种具有自动定位螺丝孔位置的平衡布局方法的可读存储介质，所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行以实现自动定位螺丝孔位置的平衡布局方法的步骤。
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
本发明设的自动定位螺丝孔位置的平衡布局方法通过对板卡图像进行拍快照处理与分析，进行包含了螺丝孔位置分析处理，连接器位置定位,影像强化，影像区块切割以及标记方式。将常用支螺丝孔洞进行建模,使用扫描仪截取DXF外框进行辨识，同时搭配上AI人工智能运算。快速扫描辨识出目前摆放之所有螺丝孔需求位置,并且计算出IC位置,使其评估High Speed走线并且微调螺丝孔位置,让结构完善,也同时满足高速走线的需求进而加速电路板布局图的评审时程和良率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为自动定位螺丝孔位置的平衡布局方法流程图；
图2为XOR影像相减法示意图。
具体实施方式
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
附图中所示的方框图仅仅是功能实体，不一定必须与物理上独立的实体相对应。即，可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。
本发明中涉及了自动光学检测(automated optical inspection,AOI)技术，也称为机器视觉检测(machine vision inspection,MVI)技术或自动视觉检测(automatedvisual inspection,AVI)技术。但是AOI和MVI/AVI在概念和功能上还是有细微差别的。MVI是一种集成了图像传感技术、数据处理技术、运动控制技术，在工业生产过程中，执行测量、检测、识别和引导等任务的一种新兴的科学技术。MVI的基本原理采用光学成像方法(如相机，或者一个复杂的光学成像系统)仿真人眼的的视觉成像功能，用计算器处理系统代替人脑执行数据处理，最后把结果反馈给执行机构(如机械手)代替人手完成各种规定的任务。
具体的本发明还提供一种自动定位螺丝孔位置的平衡布局方法，如图1所示，方法包括：
步骤一，配置图像布局参数；
可以对PCB板进行拍照，摄取图像信息，进行后续处理。
步骤二，对图像进行灰阶化处理；
由于输入的影像为BMP格式之RGB彩色图像，为了实现自动定位螺丝孔位置的平衡布局，通过如下方式进行灰阶化处理；
YGray＝0.299*R+0.587*G+0.114*B
YGray为影像之灰阶值，取得灰阶值后再将灰阶值个别填入RGB数值当中，取得灰阶图像。
这里的RGB是工业界的一种颜色标准，是通过对红(R)、绿(G)、蓝(B)三个颜色通道的变化以及它们相互之间的叠加来得到各式各样的颜色的，RGB即是代表红、绿、蓝三个通道的颜色，这个标准几乎包括了人类视力所能感知的所有颜色，
自动定位螺丝孔位置的平衡布局方法采用了RGB颜色标准，在终端上，是通过红、绿、蓝三色发光极上来产生色彩的，终端将图像进行灰阶化处理，也就是基于RGB数值通过上述算式，则使图像达到一种灰度颜色，满足后续处理要求。
步骤三，对图像进行二值化处理；
本发明中的二值化的作用是为了将电路板底色与雕刻后线路颜色做区分，抓出整个线路轮廓与钻孔轮廓。
二值化处理是将图像上个点的数值设置为0～255之数值，也就是整张图像呈现出非黑即白之效果，此方法须先经过灰阶图形之256个亮度等级通过一个阀值(threshold)区分二值化，将高于阀值与低于阀值之数值修正为0或255，分别代表着最暗(黑色)与最亮(白色)。由此法可取得一张二值化图形。
步骤四，对图像进行中值滤波强化处理；
自动定位螺丝孔位置的平衡布局方法的中值滤波是为了强化二值化图形，使二值化处理后的图形更趋近原来图像，其操作方法为读出该像素(样本像素)周围3x3的像素，将此九个数值由小到大排序，取得中值，再将该中值填入取代样本像素，此法可有效滤除胡椒盐噪声(pepper and salt)，并且使该图像原本因光线所产生之色差得以校正。
步骤五，依据切分数将图像分割，对分割后的图像进行命名并输出，输出图像为二值图；
步骤六，读取标准图像，将待测图像与标准图像进行比对，并获取比对之后的不同点位；
这里是读取分割后的图像，按预设顺序对每个图像中的每个预设点配置黑白标识。通过XOR影像相减法对待测图像与标准图像进行比对；
若两点同为黑或者白，将其设为白色；
若两点为不相同颜色，则设为黑色；输出比对后的黑色图形。
也就是说，通过将待测图像与标准图像通过XOR影像相减法进行比对，将切割后之每一个图形作分析，随后按顺序每一个点之数值进行两两比较，若两点同为黑或者白，将其设为白色，或为不相同之颜色，则设为黑色。
如果涉及多个待测图像，这可以依据上述方法进行逐一处理，这样可以不需要人工讨论的方式,进而由本方法进行处理，将常用支螺丝孔洞进行建模,使用扫描仪截取DXF外框进行辨识，同时搭配上AI人工智能运算。快速扫描辨识出目前摆放之所有螺丝孔需求位置,并且计算出IC位置,使其评估High Speed走线并且微调螺丝孔位置,让结构完善,也同时满足高速走线的需求进而加速电路板布局图的评审时程和良率。
基于上述方法，本发明还提供一种实现自动定位螺丝孔位置的平衡布局方法的设备，包括：存储器，用于存储计算机程序及自动定位螺丝孔位置的平衡布局方法；处理器，用于执行所述计算机程序及自动定位螺丝孔位置的平衡布局方法，以实现自动定位螺丝孔位置的平衡布局方法的步骤。
基于上述方法，本发明还提供一种具有自动定位螺丝孔位置的平衡布局方法的可读存储介质，、可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行以实现、自动定位螺丝孔位置的平衡布局方法的步骤。
实现自动定位螺丝孔位置的平衡布局方法的设备是结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种自动定位螺丝孔位置的平衡布局方法，其特征在于，方法包括：
步骤一，配置图像布局参数；
步骤二，对图像进行灰阶化处理；
步骤三，对图像进行二值化处理；
步骤四，对图像进行中值滤波强化处理；
步骤五，依据切分数将图像分割，对分割后的图像进行命名并输出，输出图像为二值图；
步骤六，读取标准图像，将待测图像与标准图像进行比对，并获取比对之后的不同点位；
步骤七，输出比对后的图形。
2.根据权利要求1所述的自动定位螺丝孔位置的平衡布局方法，其特征在于，
步骤五还包括：
读取分割后的图像，按预设顺序对每个图像中的每个预设点配置黑白标识。
3.根据权利要求1所述的自动定位螺丝孔位置的平衡布局方法，其特征在于，
步骤六还包括：
通过XOR影像相减法对待测图像与标准图像进行比对；
若两点同为黑或者白，将其设为白色；
若两点为不相同颜色，则设为黑色；
输出比对后的黑色图形。
4.根据权利要求1所述的自动定位螺丝孔位置的平衡布局方法，其特征在于，
步骤二还包括：
通过如下方式进行灰阶化处理；
YGray＝0.299*R+0.587*G+0.114*B
YGray为影像之灰阶值，取得灰阶值后再将灰阶值个别填入RGB数值当中，取得灰阶图像。
5.根据权利要求1所述的自动定位螺丝孔位置的平衡布局方法，其特征在于，
步骤三还包括：
将图像上的预设点的数值设置为0～255之数值，使整张图像呈现出黑白效果。
6.根据权利要求1所述的自动定位螺丝孔位置的平衡布局方法，其特征在于，
步骤四还包括：
读出图像上的预设点周围3x3的像素，将九个数值由小到大排序，取得中值，再将中值填入取代样本像素。
7.一种实现自动定位螺丝孔位置的平衡布局方法的设备，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机程序及自动定位螺丝孔位置的平衡布局方法；
处理器，用于执行所述计算机程序及自动定位螺丝孔位置的平衡布局方法，以实现如权利要求1至6任意一项所述自动定位螺丝孔位置的平衡布局方法的步骤。
8.一种具有自动定位螺丝孔位置的平衡布局方法的可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行以实现如权利要求1至6任意一项所述自动定位螺丝孔位置的平衡布局方法的步骤。
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CN114511169A (zh) * 2021-05-19 2022-05-17 深圳市聚鑫视科技有限公司 一种飞行随动锁钉质量的评估方法及系统
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