CN112326691A - 一种用于柔性电路板的缺陷自动检测方法及其检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于柔性电路板的缺陷自动检测方法及其检测系统，属于柔性电路板制造领域；一种用于柔性电路板的缺陷自动检测方法及其检测系统，包括：图像采集单元、图像处理单元、图像比较单元、特征定位单元、控制单元；本发明通过对柔性电路板进行缺陷自动检测，对当图像采集单元进行采集柔性电路板图像时，首先对图像的灰度值进行定位，其次对图像进行滤波，从而消除采集中存在的噪声干扰；在进行提取图像中的特征，从而进行比较计算，从而得出缺陷特征；当得到缺陷目标时进行信息发送至控制单元，控制单元将信息信号转换为脉冲信号进行发送至总监控系统；从而可以有效地减少检测带来的偏差，提高检测的准确性与速度。
Description
技术领域
本发明公开了一种用于柔性电路板的缺陷自动检测方法及其检测系统，属于柔性电路板制造领域。
背景技术
近年来随着智能化电子产品和设备的迅速发展，柔性电路板（FPC）的应用范围越来越广阔；柔性电路板(Flexible Printed Circuit Board，简称 FPC)，又称挠性印制电路板、挠性覆铜板、软板，以聚酰亚胺或聚酯薄膜作为挠性基底制成的印制电路板，与传统印制电路板(Printed Circuit Board，简称 PCB)相比其具有重量轻、厚度薄、体积小、散热性好、弯折性好等特点，可以提高空间利用率，增加电子产品设计的灵活性，满足小型化、高密度安装技术的需求。
柔性电路板，又称软性电路板、挠性电路板，其以质量轻、厚度薄、可自由弯曲折叠等优良特性而备受青睐，但国内有关 FPC 的质量检测还主要依靠人工目测，成本高且效率低。而随着电子产业飞速发展，电路板设计越来越趋于高精度、高密度化，传统的人工检测方法已无法满足生产需求，FPC 缺陷自动化检测成为产业发展必然趋势。
现有技术中的柔性电路板缺陷检测方法是将采集的电路板照片，进行放大，通过图像的灰度值进行判断比较，从而进行确定问题；但这样的检测效率很低且检测的准确度不高，导致一些缺陷无法检测到，同时在图像采集中存在的噪声干扰，会对之后的图像处理造成偏差，从而导致检测准确率下降；同时由于检测系统的检测出的缺陷问题不同，所以需要进行信号的快速分类传输，从而需要进行发送信号的速率提升。
发明内容
发明目的：提供一种用于柔性电路板的缺陷自动检测方法及其检测系统，以解决上述问题。
技术方案：一种用于柔性电路板的缺陷自动检测方法，包括：
步骤1、采集柔性电路板的表面的情况和导电孔的图像信息；
步骤2、进行步骤1采集图像信息的图像处理；
步骤3、进行图像信号的特征提取以及比较计算，从而得出缺陷问题；
步骤4、进行缺陷目标的定位；
步骤5、进行缺陷目标信息的发送。
在一个实施例中，根据采集图像，进行将采集图像放置在处理模块中建立一个空间二维坐标系，其图像的长宽为X,Y；且在柔性电路板上的焊盘位置与导电孔位置对应一个空间位置；对于将图像上的空间位置（X,Y）转换为数字图像需要进行提取该位置上的灰度值F；及数字图像F（X,Y）；每个数字图像F（X,Y）在进行处理时，需要进行图像滤波，从而使得图像更清晰；具体步骤如下：
步骤21、首先进行图像信号的空间位置滤波，及在采集时，由于干扰存在，导致破坏信号中位置边缘特征信号，从而图像信息不完整；
步骤22、根据每个数字图像F（X,Y）中的存在的像素点M的个数进行计算数字图像的灰度值，即：
根据公式可以得出滤波效果取决于采集器中滤波模块稳定影响；滤波模板过大会使采集到的图像边缘模糊，太小则效果不显著；从而根据需要采集的目标区域先进行干扰检测，在进行区域限定，即：
步骤23、通过噪声检测模块进行检测需要采集的目标区域是否存在干扰；
步骤24、设置干扰存在的判定标准；
步骤25、进行设置采集目标区域的噪声阈值S；从而得到：
式中（K）表示目标区域；A表示方差；
从而得出当目标区域中的噪声最大值与最小值之差大于阈值和目标区域的再说方差大于阈值时，即得出目标区域存在干扰。
在一个实施例中，根据上述步骤21至步骤25得出目标区域内是否存在噪声干扰，从而需要进行目标区域的干扰滤波；从而得出：
步骤26、因为摄像机拍摄得到的图像都会受到脉冲、噪声和的影响；从而对目标区域中的每个数字图像灰度值F进行其内部像素排序；
步骤27、排序的矩阵用行数M和列数N分别为数字图像在水平和竖直方向的像素数；、
步骤28、将数字图像中的像素排序中一点的值用该点的一个邻域中各点值的中值Q代替；从而得出：
式中，(M-1)表示矩阵行数M的最大值；(N-1)表示矩阵列数N的最大值；
步骤29、随着对不同矩阵内的像素进行滤波，同时对矩阵像素进行重新排列，从而得到的中值Q也不相同；进而得到数字图像灰度值F的像素直方图L，其整个数字图像灰度值F的中值用Q1表示；从而进行计算出整个数字图像灰度值F中每个像素的中值Q小于Q1的个数；
步骤291、对于最左侧灰度值是Pz的每个像素 P时，从而得到：
式中，当Pz＜行数M时，从而得到N=N-1；
步骤292、对于最左侧灰度值是Py的每个像素 P时，从而得到：
式中，当Py＜行数M时，从而得到N=N+1；
步骤293、进行判定列数N与中值Q的大小；
当列数N等于中值Q，则进行滤波结束；
当列数N大于中值Q，则重复M=M+1，N=N+H（M）；
当列数N小于中值Q，则重复M=M-1，N= N-H（M）；
步骤294、当列数N等于中值Q时，即达到滤波效果，从而进行结束滤波工作。
在一个实施例中，当完成图像滤波时，则进行提取图像中的特征，从而进行比较计算，从而得出缺陷特征；首先得到图像中梯度，进而抑制局部像素的非最大梯度点，且根据梯度计算非最大抑制的结果设定阈值S1；利用阈值把图像分割成两组R1和R2；R1表示正常图像，R2表示缺陷图像，从而计算R1和R2中的均值U1和U2；从而确定阈值S1的新值：
进而当U1和U2的值不在变化时，从而得到缺陷目标。
在一个实施例中，当得到缺陷目标时，通过处理后的图像信息可以有效地得到柔性电路板缺陷位置，对应到图像上缺陷范围；缺陷定位在图像分类处理后进行，从任意端点出发，以略宽或长于预先定义的线宽规则为窗口尺寸，其大小与预先设定的规则有关，分别沿行和列方向在局部范围内进行线宽跟踪，当遇到线宽突变情况时，则为缺陷实际所在位置。
在一个实施例中，当缺陷特征与位置进行确定时，通过系统进行发送至控制单元中，控制单元可以接受来自多个不同类型的缺陷信号，经过自身加工和处理产生单一信号并传递给发送模块进行分类传输，通过发送模块进行产生脉冲信号进行传输，从而提高传输的速度与质量。
一种用于柔性电路板的缺陷自动检测方法的检测系统，其特征在于包括：
图像采集单元：进行对柔性电路板进行位置采集和表面图像采集；
图像处理单元：进行采集图像的平滑滤波和不同区域的灰度值确定；
图像比较单元：进行处理完成的图像与设定值进行比较，从而确定缺陷图像；
特征定位单元：进行采集图片目标的缺陷特征确定以及分类定位；
控制单元：进行缺陷图像信息的发送。
在一个实施例中，所述控制单元包括脉冲产生模块和发送模块；
其中，所述脉冲产生模块包括：电阻R1、电阻R2、电容C1、电容C2、稳压管D1、光电耦合器U1、电阻R3、电阻R4、电容C3、电容C4、稳压管D2、光电耦合器U2、电阻R5、电阻R6、电容C5、电容C6、稳压管D3、光电耦合器U3、单片机U4、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电容C7、电容C8、电容C9、晶振管X1；
所述电阻R1的一端同时与所述电阻R2的一端和电容C1的一端连接，所述电阻R2的另一端同时与所述电容C2的一端、所述稳压管D1的负极和所述光电耦合器U1的1号引脚连接，所述电阻R3的一端同时与所述电阻R4的一端和电容C3的一端连接，所述电阻R4的另一端同时与所述电容C4的一端、所述稳压管D2的负极和所述光电耦合器U2的1号引脚连接，所述电阻R5的一端同时与所述电阻R6的一端和电容C5的一端连接，所述电阻R6的另一端同时与所述电容C6的一端、所述稳压管D3的负极和所述光电耦合器U3的1号引脚连接，所述电阻R1的另一端与所述电容C5的另一端连接且输入信号，所述电容C2的另一端同时与所述电容C1的另一端和所述稳压管D1的正极连接，所述光电耦合器U1的2号引脚与所述稳压管D1的正极连接，所述电阻R3的另一端与所述电容C3的另一端连接且输入信号，所述电阻R5的另一端与所述电容C3的另一端连接且输入信号，所述电容C4的另一端同时与所述电容C3的另一端和所述稳压管D2的正极连接，所述光电耦合器U2的2号引脚与所述稳压管D2的正极连接，所述电容C6的另一端同时与所述电容C5的另一端和所述稳压管D3的正极连接，所述光电耦合器U3的2号引脚与所述稳压管D3的正极连接，所述光电耦合器U1的4号引脚同时与所述电阻R7的一端和所述单片机U4的9号引脚连接，所述光电耦合器U1的3号引脚同时与所述光电耦合器U2的3号引脚和所述光电耦合器U3的3号引脚连接且接地，所述光电耦合器U2的4号引脚同时与所述电阻R8的一端和所述单片机U4的8号引脚连接，所述光电耦合器U3的4号引脚同时与所述电阻R9的一端和所述单片机U4的7号引脚连接，所述单片机U4的6号引脚同时与所述电容C7的一端和所述电阻R9的一端连接，所述电容C7的另一端接地，所述电阻R9的另一端输入电压，所述电阻R8的另一端输入电压，所述电阻R7的另一端输入电压，所述单片机U4的5号引脚同时与所述晶振管X1的2号引脚和所述电容C9的一端连接，所述单片机U4的4号引脚同时与所述晶振管X1的1号引脚和所述电容C8的一端连接，所述电容C8的另一端与所述电容C9的另一端连接且接地，所述单片机U4的3号引脚输出信号。
在一个实施例中，所述发送模块包括：运算放大器U5、运算放大器U6、运算放大器U7、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电容C10、电阻R14、电容C11、二极管D4、二极管D5、二极管D6、二极管D7、电容C12、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻R20；
所述电阻R10的一端输入信号，所述电阻R10的另一端同时与所述电阻R11的一端和所述电阻R12的一端、以及运算放大器U5的3号引脚连接，所述电阻R11的另一端接地，所述运算放大器U5的4号引脚接地，所述运算放大器U5的2号引脚同时与所述电容C10的一端和所述电阻R13的一端连接，所述电容C10的另一端接地，所述运算放大器U5的6号引脚同时与所述电阻R14的一端、所述电阻R13的另一端和所述电阻R12的另一端连接，所述电阻R14的另一端与所述电容C11的一端连接，所述运算放大器U5的8号引脚与所述二极管D7的正极连接，所述电容C11的另一端同时与所述二极管D4的负极和所述二极管D5的正极连接，所述运算放大器U6的2号引脚同时与所述二极管D4的正极、所述电容C12的一端和所述电阻R15的一端连接，所述运算放大器U6的3号引脚与所述二极管D5的负极连接且接地，所述运算放大器U6的7号引脚输入工作电压，所述运算放大器U6的4号引脚接地，所述运算放大器U6的6号引脚同时与所述电容C12的另一端、所述电阻R17的一端和所述电阻R16的一端连接，所述电阻R17的另一端与所述电阻R18的一端连接，所述运算放大器U7的2号引脚同时与所述电阻R18的另一端、所述电阻R19的一端和所述电阻R20的一端连接，所述运算放大器U7的3号引脚与所述电阻R16的另一端连接，所述运算放大器U7的7号引脚与所述电阻R20的另一端连接且输入电压，所述运算放大器U7的4号引脚接地，所述运算放大器U7的8号引脚同时与所述电阻R19的另一端和所述二极管D7的负极连接，所述运算放大器U7的6号引脚与所述二极管D6的正极连接且输出信号，所述电阻R15的另一端与所述二极管D6的负极连接。
在一个实施例中，运算放大器U5、运算放大器U6、运算放大器U7的型号均为CA3130；光电耦合器U1、光电耦合器U3、光电耦合器U2的型号均为PC817D；单片机U4的型号为AT89C2051。
有益效果：本发明通过对柔性电路板进行缺陷自动检测，对当图像采集单元进行采集柔性电路板图像时，首先对图像的灰度值进行定位，从而得到柔性电路板上各个工作位置情况，其次对图像进行滤波，从而消除采集中存在的噪声干扰；当完成图像滤波时，则进行提取图像中的特征，从而进行比较计算，从而得出缺陷特征；当得到缺陷目标时，通过处理后的图像信息可以有效地得到柔性电路板缺陷位置，对应到图像上缺陷范围；缺陷定位在图像分类处理后进行信息发送至控制单元，控制单元将信息信号转换为脉冲信号进行发送至总监控系统；从而可以有效地减少检测带来的偏差，提高检测的准确性与速度。
附图说明
图1是本发明的检测系统工作图。
图2是本发明的工作流程图。
图3是本发明的检测方法工作图。
图4是本发明的脉冲产生模块电路图。
图5是本发明的发送模块电路图。
具体实施方式
如图1所示，在该实施例中，一种用于柔性电路板的缺陷自动检测方法的检测系统，包括：图像采集单元、图像处理单元、图像比较单元、特征定位单元、控制单元。
在进一步的实施例中，脉冲产生模块包括：电阻R1、电阻R2、电容C1、电容C2、稳压管D1、光电耦合器U1、电阻R3、电阻R4、电容C3、电容C4、稳压管D2、光电耦合器U2、电阻R5、电阻R6、电容C5、电容C6、稳压管D3、光电耦合器U3、单片机U4、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电容C7、电容C8、电容C9、晶振管X1。
在更进一步的实施例中，所述电阻R1的一端同时与所述电阻R2的一端和电容C1的一端连接，所述电阻R2的另一端同时与所述电容C2的一端、所述稳压管D1的负极和所述光电耦合器U1的1号引脚连接，所述电阻R3的一端同时与所述电阻R4的一端和电容C3的一端连接，所述电阻R4的另一端同时与所述电容C4的一端、所述稳压管D2的负极和所述光电耦合器U2的1号引脚连接，所述电阻R5的一端同时与所述电阻R6的一端和电容C5的一端连接，所述电阻R6的另一端同时与所述电容C6的一端、所述稳压管D3的负极和所述光电耦合器U3的1号引脚连接，所述电阻R1的另一端与所述电容C5的另一端连接且输入信号，所述电容C2的另一端同时与所述电容C1的另一端和所述稳压管D1的正极连接，所述光电耦合器U1的2号引脚与所述稳压管D1的正极连接，所述电阻R3的另一端与所述电容C3的另一端连接且输入信号，所述电阻R5的另一端与所述电容C3的另一端连接且输入信号，所述电容C4的另一端同时与所述电容C3的另一端和所述稳压管D2的正极连接，所述光电耦合器U2的2号引脚与所述稳压管D2的正极连接，所述电容C6的另一端同时与所述电容C5的另一端和所述稳压管D3的正极连接，所述光电耦合器U3的2号引脚与所述稳压管D3的正极连接，所述光电耦合器U1的4号引脚同时与所述电阻R7的一端和所述单片机U4的9号引脚连接，所述光电耦合器U1的3号引脚同时与所述光电耦合器U2的3号引脚和所述光电耦合器U3的3号引脚连接且接地，所述光电耦合器U2的4号引脚同时与所述电阻R8的一端和所述单片机U4的8号引脚连接，所述光电耦合器U3的4号引脚同时与所述电阻R9的一端和所述单片机U4的7号引脚连接，所述单片机U4的6号引脚同时与所述电容C7的一端和所述电阻R9的一端连接，所述电容C7的另一端接地，所述电阻R9的另一端输入电压，所述电阻R8的另一端输入电压，所述电阻R7的另一端输入电压，所述单片机U4的5号引脚同时与所述晶振管X1的2号引脚和所述电容C9的一端连接，所述单片机U4的4号引脚同时与所述晶振管X1的1号引脚和所述电容C8的一端连接，所述电容C8的另一端与所述电容C9的另一端连接且接地，所述单片机U4的3号引脚输出信号。
在进一步的实施例中，发送模块包括：运算放大器U5、运算放大器U6、运算放大器U7、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电容C10、电阻R14、电容C11、二极管D4、二极管D5、二极管D6、二极管D7、电容C12、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻R20。
在更进一步的实施例中，所述电阻R10的一端输入信号，所述电阻R10的另一端同时与所述电阻R11的一端和所述电阻R12的一端、以及运算放大器U5的3号引脚连接，所述电阻R11的另一端接地，所述运算放大器U5的4号引脚接地，所述运算放大器U5的2号引脚同时与所述电容C10的一端和所述电阻R13的一端连接，所述电容C10的另一端接地，所述运算放大器U5的6号引脚同时与所述电阻R14的一端、所述电阻R13的另一端和所述电阻R12的另一端连接，所述电阻R14的另一端与所述电容C11的一端连接，所述运算放大器U5的8号引脚与所述二极管D7的正极连接，所述电容C11的另一端同时与所述二极管D4的负极和所述二极管D5的正极连接，所述运算放大器U6的2号引脚同时与所述二极管D4的正极、所述电容C12的一端和所述电阻R15的一端连接，所述运算放大器U6的3号引脚与所述二极管D5的负极连接且接地，所述运算放大器U6的7号引脚输入工作电压，所述运算放大器U6的4号引脚接地，所述运算放大器U6的6号引脚同时与所述电容C12的另一端、所述电阻R17的一端和所述电阻R16的一端连接，所述电阻R17的另一端与所述电阻R18的一端连接，所述运算放大器U7的2号引脚同时与所述电阻R18的另一端、所述电阻R19的一端和所述电阻R20的一端连接，所述运算放大器U7的3号引脚与所述电阻R16的另一端连接，所述运算放大器U7的7号引脚与所述电阻R20的另一端连接且输入电压，所述运算放大器U7的4号引脚接地，所述运算放大器U7的8号引脚同时与所述电阻R19的另一端和所述二极管D7的负极连接，所述运算放大器U7的6号引脚与所述二极管D6的正极连接且输出信号，所述电阻R15的另一端与所述二极管D6的负极连接。
一种用于柔性电路板的缺陷自动检测方法，包括：
步骤1、采集柔性电路板的表面的情况和导电孔的图像信息；
步骤2、进行步骤1采集图像信息的图像处理；
步骤3、进行图像信号的特征提取以及比较计算，从而得出缺陷问题；
步骤4、进行缺陷目标的定位；
步骤5、进行缺陷目标信息的发送。
在进一步的实施例中，根据采集图像，进行将采集图像放置在处理模块中建立一个空间二维坐标系，其图像的长宽为X,Y；且在柔性电路板上的焊盘位置与导电孔位置对应一个空间位置；对于将图像上的空间位置（X,Y）转换为数字图像需要进行提取该位置上的灰度值F；及数字图像F（X,Y）；每个数字图像F（X,Y）在进行处理时，需要进行图像滤波，从而使得图像更清晰；具体步骤如下：
步骤21、首先进行图像信号的空间位置滤波，及在采集时，由于干扰存在，导致破坏信号中位置边缘特征信号，从而图像信息不完整；
步骤22、根据每个数字图像F（X,Y）中的存在的像素点M的个数进行计算数字图像的灰度值，即：
根据公式可以得出滤波效果取决于采集器中滤波模块稳定影响；滤波模板过大会使采集到的图像边缘模糊，太小则效果不显著；从而根据需要采集的目标区域先进行干扰检测，在进行区域限定，即：
步骤23、通过噪声检测模块进行检测需要采集的目标区域是否存在干扰；
步骤24、设置干扰存在的判定标准；
步骤25、进行设置采集目标区域的噪声阈值S；从而得到：
式中（K）表示目标区域；A表示方差；
从而得出当目标区域中的噪声最大值与最小值之差大于阈值和目标区域的再说方差大于阈值时，即得出目标区域存在干扰。
在进一步的实施例中，根据上述步骤21至步骤25得出目标区域内是否存在噪声干扰，从而需要进行目标区域的干扰滤波；从而得出：
步骤26、因为摄像机拍摄得到的图像都会受到脉冲、噪声和的影响；从而对目标区域中的每个数字图像灰度值F进行其内部像素排序；
步骤27、排序的矩阵用行数M和列数N分别为数字图像在水平和竖直方向的像素数；、
步骤28、将数字图像中的像素排序中一点的值用该点的一个邻域中各点值的中值Q代替；从而得出：
式中，(M-1)表示矩阵行数M的最大值；(N-1)表示矩阵列数N的最大值；
步骤29、随着对不同矩阵内的像素进行滤波，同时对矩阵像素进行重新排列，从而得到的中值Q也不相同；进而得到数字图像灰度值F的像素直方图L，其整个数字图像灰度值F的中值用Q1表示；从而进行计算出整个数字图像灰度值F中每个像素的中值Q小于Q1的个数；
步骤291、对于最左侧灰度值是Pz的每个像素 P时，从而得到：
式中，当Pz＜行数M时，从而得到N=N-1；
步骤292、对于最左侧灰度值是Py的每个像素 P时，从而得到：
式中，当Py＜行数M时，从而得到N=N+1；
步骤293、进行判定列数N与中值Q的大小；
当列数N等于中值Q，则进行滤波结束；
当列数N大于中值Q，则重复M=M+1，N=N+H（M）；
当列数N小于中值Q，则重复M=M-1，N= N-H（M）；
步骤294、当当列数N等于中值Q时，即达到滤波效果，从而进行结束滤波工作。
在进一步的实施例中，当完成图像滤波时，则进行提取图像中的特征，从而进行比较计算，从而得出缺陷特征；首先得到图像中梯度，进而抑制局部像素的非最大梯度点，且根据梯度计算非最大抑制的结果设定阈值S1；利用阈值把图像分割成两组R1和R2；R1表示正常图像，R2表示缺陷图像，从而计算R1和R2中的均值U1和U2；从而确定阈值S1的新值：
进而当U1和U2的值不在变化时，从而得到缺陷目标。
在进一步的实施例中，当得到缺陷目标时，通过处理后的图像信息可以有效地得到柔性电路板缺陷位置，对应到图像上缺陷范围；缺陷定位在图像分类处理后进行，从任意端点出发，以略宽或长于预先定义的线宽规则为窗口尺寸，其大小与预先设定的规则有关，分别沿行和列方向在局部范围内进行线宽跟踪，当遇到线宽突变情况时，则为缺陷实际所在位置。
在进一步的实施例中，当缺陷特征与位置进行确定时，通过系统进行发送至控制单元中，控制单元可以接受来自多个不同类型的缺陷信号，经过自身加工和处理产生单一信号并传递给发送模块进行分类传输，通过发送模块进行产生脉冲信号进行传输，从而提高传输的速度与质量。
工作原理：当进行柔性电路板检测时，通过摄像机进行采集柔性电路板上的基本图像，同时根据采集图像，进行将采集图像放置在处理模块中建立一个空间二维坐标系，其图像的长宽为X,Y；且在柔性电路板上的焊盘位置与导电孔位置对应一个空间位置；对于将图像上的空间位置（X,Y）转换为数字图像需要进行提取该位置上的灰度值F；及数字图像F（X,Y）；每个数字图像F（X,Y）在进行处理时，需要进行图像滤波，从而使得图像更清晰；通过噪声检测模块进行检测需要采集的目标区域是否存在干扰；当完成图像滤波时，则进行提取图像中的特征，从而进行比较计算，从而得出缺陷特征；首先得到图像中梯度，进而抑制局部像素的非最大梯度点，且根据梯度计算非最大抑制的结果设定阈值S1；利用阈值把图像分割成两组R1和R2；R1表示正常图像，R2表示缺陷图像，从而计算R1和R2中的均值U1和U2；从而确定阈值S1的新值；进而当U1和U2的值不在变化时，从而得到缺陷目标；当得到缺陷目标时，通过处理后的图像信息可以有效地得到柔性电路板缺陷位置，对应到图像上缺陷范围；缺陷定位在图像分类处理后进行，从任意端点出发，以略宽或长于预先定义的线宽规则为窗口尺寸，其大小与预先设定的规则有关，分别沿行和列方向在局部范围内进行线宽跟踪，当遇到线宽突变情况时，则为缺陷实际所在位置；当缺陷特征与位置进行确定时，通过系统进行发送至控制单元中，控制单元可以接受来自多个不同类型的缺陷信号，经过自身加工和处理产生单一信号并传递给发送模块进行分类传输，通过发送模块进行产生脉冲信号进行传输，从而提高传输的速度与质量；
当进行目标信号分类发送时，不同的信号通过的电阻R1、电阻R3、电阻R5进行输入，通过电容C1、电阻R2、电容C2组成滤波电路，进行稳定输入信号，同时光电耦合器U1配合稳压管D1组成隔离支路，进行将信号与电压进行隔离，且通信和通过光电耦合器U1、光电耦合器U2、光电耦合器U3的4号引脚进行输入至单片机U4进行产生脉冲信号且输出，同时信号通过电阻R10进行输入运算放大器U5，从而运算放大器U5配合电阻R11、电阻R12、电阻R13、电容C10组成多谐振荡电路，进而产生方波，且输入值电阻R14与电容C11其作用是吸收峰值电压,减小干扰,为下一级提供信噪比高的信号，且输入至由运算放大器U6和运算放大器U7组成的放大发送电路进行输出至总监控系统。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
Claims (10)
1.一种用于柔性电路板的缺陷自动检测方法，其特征在于，包括：
步骤1、采集柔性电路板的表面的情况和导电孔的图像信息；
步骤2、进行步骤1采集图像信息的图像处理；
步骤3、进行图像信号的特征提取以及比较计算，从而得出缺陷问题；
步骤4、进行缺陷目标的定位；
步骤5、进行缺陷目标信息的发送。
2.根据权利要求1所述的一种用于柔性电路板的缺陷自动检测方法，其特征在于，根据采集图像，进行将采集图像放置在处理模块中建立一个空间二维坐标系，其图像的长宽为X,Y；且在柔性电路板上的焊盘位置与导电孔位置对应一个空间位置；对于将图像上的空间位置（X,Y）转换为数字图像需要进行提取该位置上的灰度值F；及数字图像F（X,Y）；每个数字图像F（X,Y）在进行处理时，需要进行图像滤波，从而使得图像更清晰；具体步骤如下：
步骤21、首先进行图像信号的空间位置滤波，及在采集时，由于干扰存在，导致破坏信号中位置边缘特征信号，从而图像信息不完整；
步骤22、根据每个数字图像F（X,Y）中的存在的像素点M的个数进行计算数字图像的灰度值，即：
根据公式可以得出滤波效果取决于采集器中滤波模块稳定影响；滤波模板过大会使采集到的图像边缘模糊，太小则效果不显著；从而根据需要采集的目标区域先进行干扰检测，在进行区域限定，即：
步骤23、通过噪声检测模块进行检测需要采集的目标区域是否存在干扰；
步骤24、设置干扰存在的判定标准；
步骤25、进行设置采集目标区域的噪声阈值S；从而得到：
式中（K）表示目标区域；A表示方差；
从而得出当目标区域中的噪声最大值与最小值之差大于阈值和目标区域的再说方差大于阈值时，即得出目标区域存在干扰。
3.根据权利要求2所述的一种用于柔性电路板的缺陷自动检测方法，其特征在于，根据步骤21至步骤25得出目标区域内是否存在噪声干扰，从而需要进行目标区域的干扰滤波；从而得出：
步骤26、因为摄像机拍摄得到的图像都会受到脉冲、噪声和的影响；从而对目标区域中的每个数字图像灰度值F进行其内部像素排序；
步骤27、排序的矩阵用行数M和列数N分别为数字图像在水平和竖直方向的像素数；、
步骤28、将数字图像中的像素排序中一点的值用该点的一个邻域中各点值的中值Q代替；从而得出：
式中，(M-1)表示矩阵行数M的最大值；(N-1)表示矩阵列数N的最大值；
步骤29、随着对不同矩阵内的像素进行滤波，同时对矩阵像素进行重新排列，从而得到的中值Q也不相同；进而得到数字图像灰度值F的像素直方图L，其整个数字图像灰度值F的中值用Q1表示；从而进行计算出整个数字图像灰度值F中每个像素的中值Q小于Q1的个数；
步骤291、对于最左侧灰度值是Pz的每个像素 P时，从而得到：
式中，当Pz＜行数M时，从而得到N=N-1；
步骤292、对于最左侧灰度值是Py的每个像素 P时，从而得到：
式中，当Py＜行数M时，从而得到N=N+1；
步骤293、进行判定列数N与中值Q的大小；
当列数N等于中值Q，则进行滤波结束；
当列数N大于中值Q，则重复M=M+1，N=N+H（M）；
当列数N小于中值Q，则重复M=M-1，N= N-H（M）；
步骤294、当当列数N等于中值Q时，即达到滤波效果，从而进行结束滤波工作。
4.根据权利要求1所述的一种用于柔性电路板的缺陷自动检测方法，其特征在于，当完成图像滤波时，则进行提取图像中的特征，从而进行比较计算，从而得出缺陷特征；首先得到图像中梯度，进而抑制局部像素的非最大梯度点，且根据梯度计算非最大抑制的结果设定阈值S1；利用阈值把图像分割成两组R1和R2；R1表示正常图像，R2表示缺陷图像，从而计算R1和R2中的均值U1和U2；从而确定阈值S1的新值：
进而当U1和U2的值不在变化时，从而得到缺陷目标。
5.根据权利要求4所述的一种用于柔性电路板的缺陷自动检测方法，其特征在于，当得到缺陷目标时，通过处理后的图像信息可以有效地得到柔性电路板缺陷位置，对应到图像上缺陷范围；缺陷定位在图像分类处理后进行，从任意端点出发，以略宽或长于预先定义的线宽规则为窗口尺寸，其大小与预先设定的规则有关，分别沿行和列方向在局部范围内进行线宽跟踪，当遇到线宽突变情况时，则为缺陷实际所在位置。
6.根据权利要求1所述的一种用于柔性电路板的缺陷自动检测方法，其特征在于，当缺陷特征与位置进行确定时，通过系统进行发送至控制单元中，控制单元可以接受来自多个不同类型的缺陷信号，经过自身加工和处理产生单一信号并传递给发送模块进行分类传输，通过发送模块进行产生脉冲信号进行传输，从而提高传输的速度与质量。
7.一种权利要求2至6任一项所述用于柔性电路板的缺陷自动检测方法的检测系统，其特征在于包括：
图像采集单元：进行对柔性电路板进行位置采集和表面图像采集；
图像处理单元：进行采集图像的平滑滤波和不同区域的灰度值确定；
图像比较单元：进行处理完成的图像与设定值进行比较，从而确定缺陷图像；
特征定位单元：进行采集图片目标的缺陷特征确定以及分类定位；
控制单元：进行缺陷图像信息的发送。
8.根据权利要求7所述一种用于柔性电路板的缺陷自动检测方法的检测系统，其特征在于，所述控制单元包括脉冲产生模块和发送模块；
其中，所述脉冲产生模块包括：电阻R1、电阻R2、电容C1、电容C2、稳压管D1、光电耦合器U1、电阻R3、电阻R4、电容C3、电容C4、稳压管D2、光电耦合器U2、电阻R5、电阻R6、电容C5、电容C6、稳压管D3、光电耦合器U3、单片机U4、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电容C7、电容C8、电容C9、晶振管X1；
所述电阻R1的一端同时与所述电阻R2的一端和电容C1的一端连接，所述电阻R2的另一端同时与所述电容C2的一端、所述稳压管D1的负极和所述光电耦合器U1的1号引脚连接，所述电阻R3的一端同时与所述电阻R4的一端和电容C3的一端连接，所述电阻R4的另一端同时与所述电容C4的一端、所述稳压管D2的负极和所述光电耦合器U2的1号引脚连接，所述电阻R5的一端同时与所述电阻R6的一端和电容C5的一端连接，所述电阻R6的另一端同时与所述电容C6的一端、所述稳压管D3的负极和所述光电耦合器U3的1号引脚连接，所述电阻R1的另一端与所述电容C5的另一端连接且输入信号，所述电容C2的另一端同时与所述电容C1的另一端和所述稳压管D1的正极连接，所述光电耦合器U1的2号引脚与所述稳压管D1的正极连接，所述电阻R3的另一端与所述电容C3的另一端连接且输入信号，所述电阻R5的另一端与所述电容C3的另一端连接且输入信号，所述电容C4的另一端同时与所述电容C3的另一端和所述稳压管D2的正极连接，所述光电耦合器U2的2号引脚与所述稳压管D2的正极连接，所述电容C6的另一端同时与所述电容C5的另一端和所述稳压管D3的正极连接，所述光电耦合器U3的2号引脚与所述稳压管D3的正极连接，所述光电耦合器U1的4号引脚同时与所述电阻R7的一端和所述单片机U4的9号引脚连接，所述光电耦合器U1的3号引脚同时与所述光电耦合器U2的3号引脚和所述光电耦合器U3的3号引脚连接且接地，所述光电耦合器U2的4号引脚同时与所述电阻R8的一端和所述单片机U4的8号引脚连接，所述光电耦合器U3的4号引脚同时与所述电阻R9的一端和所述单片机U4的7号引脚连接，所述单片机U4的6号引脚同时与所述电容C7的一端和所述电阻R9的一端连接，所述电容C7的另一端接地，所述电阻R9的另一端输入电压，所述电阻R8的另一端输入电压，所述电阻R7的另一端输入电压，所述单片机U4的5号引脚同时与所述晶振管X1的2号引脚和所述电容C9的一端连接，所述单片机U4的4号引脚同时与所述晶振管X1的1号引脚和所述电容C8的一端连接，所述电容C8的另一端与所述电容C9的另一端连接且接地，所述单片机U4的3号引脚输出信号。
9.根据权利要求8所述一种用于柔性电路板的缺陷自动检测方法的检测系统，其特征在于，所述发送模块包括：运算放大器U5、运算放大器U6、运算放大器U7、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电容C10、电阻R14、电容C11、二极管D4、二极管D5、二极管D6、二极管D7、电容C12、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻R20；
所述电阻R10的一端输入信号，所述电阻R10的另一端同时与所述电阻R11的一端和所述电阻R12的一端、以及运算放大器U5的3号引脚连接，所述电阻R11的另一端接地，所述运算放大器U5的4号引脚接地，所述运算放大器U5的2号引脚同时与所述电容C10的一端和所述电阻R13的一端连接，所述电容C10的另一端接地，所述运算放大器U5的6号引脚同时与所述电阻R14的一端、所述电阻R13的另一端和所述电阻R12的另一端连接，所述电阻R14的另一端与所述电容C11的一端连接，所述运算放大器U5的8号引脚与所述二极管D7的正极连接，所述电容C11的另一端同时与所述二极管D4的负极和所述二极管D5的正极连接，所述运算放大器U6的2号引脚同时与所述二极管D4的正极、所述电容C12的一端和所述电阻R15的一端连接，所述运算放大器U6的3号引脚与所述二极管D5的负极连接且接地，所述运算放大器U6的7号引脚输入工作电压，所述运算放大器U6的4号引脚接地，所述运算放大器U6的6号引脚同时与所述电容C12的另一端、所述电阻R17的一端和所述电阻R16的一端连接，所述电阻R17的另一端与所述电阻R18的一端连接，所述运算放大器U7的2号引脚同时与所述电阻R18的另一端、所述电阻R19的一端和所述电阻R20的一端连接，所述运算放大器U7的3号引脚与所述电阻R16的另一端连接，所述运算放大器U7的7号引脚与所述电阻R20的另一端连接且输入电压，所述运算放大器U7的4号引脚接地，所述运算放大器U7的8号引脚同时与所述电阻R19的另一端和所述二极管D7的负极连接，所述运算放大器U7的6号引脚与所述二极管D6的正极连接且输出信号，所述电阻R15的另一端与所述二极管D6的负极连接。
10.根据权利要求7所述一种用于柔性电路板的缺陷自动检测方法的检测系统，其特征在于，运算放大器U5、运算放大器U6、运算放大器U7的型号均为CA3130；光电耦合器U1、光电耦合器U3、光电耦合器U2的型号均为PC817D；单片机U4的型号为AT89C2051。
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| CN202011126942.6A CN112326691A (zh) | 2020-10-20 | 2020-10-20 | 一种用于柔性电路板的缺陷自动检测方法及其检测系统 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN115330760A (zh) * | 2022-10-12 | 2022-11-11 | 南通市通州区精华电器有限公司 | 一种二极管引脚缺陷识别方法 |
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2020
- 2020-10-20 CN CN202011126942.6A patent/CN112326691A/zh active Pending
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