CN114781339A - 一种aoi设备精度优化方法

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本发明一种AOI设备精度优化方法，属于工业检测的AOI设备精度优化的应用类发明，核心为由于成像系统像差等造成采集到的图像存在形变而偏离标准尺形貌，从而使用标准玻璃标准尺度值对成像后的图像测量值进行校准的方法，主要优化的范围为，光源均匀性较差，存在像散、慧差、场曲等像差等情况。

一种AOI设备精度优化方法

技术领域

本发明专利属于工业检测的AOI设备精度优化的应用类发明，核心为由于成像系统像差等造成采集到的图像存在形变而偏离标准量尺形貌，从而使用标准量尺的标准尺度值对成像后的图像测量值进行校准的方法，主要优化的范围为，光源均匀性较差，存在像散、慧差、场曲等像差等情况。

背景技术

在工业检测设备中，大视野的工业检测AOI设备在测量区域测量精度不同，有些测量位置可能误差到30微米量级，但是使用本发明专利的方法可以将误差减小到10微米之内，甚至更精密。

发明内容

根据光源均匀性和各类像差的情况，而将补偿方案分成平行于设备图像长边X向，和垂直于设备图像长边的Y向。一般情况来讲，需要先分析误差精度哪个方向更大，先补偿这个精度较差方向即可，补偿完成针对优化后的精度要求，再考虑是否需要进行另一个方向优化。以下主要讲述补偿过程：

1、将量尺刻度线与设备图像中的X向（软件图像需要存在有定位的十字叉丝）调整到完全平行（精度到1μm量级，重合度越好精度越高）。具体要求整个设备视野内量尺刻度线边缘拟合线均与相机图像边缘平行（对齐度越精确越好）；

2、一般选取视野大小的十分之一到二十分之一作为测量步长，读取量尺上标准尺寸与实际设备图像上读数的对应关系。例如视野为200mm，我们可以选择20mm作为测量间隔绘制并填入表格；

数据结果分析及补偿：将数据表格的第三列作为自变量，数据表格的第二列作为因变量做线性拟合，拟合公式如下：

拟合完成后，将公式编写到设备软件里。然后再测试标准样品尺寸。线性补偿方案对尺寸测量误差变化比较规律性的AOI设备效果会非常好。但针对光源均匀性差等导致尺寸测量误差与位置对应关系不是线性关系的情况，我们针对这种情况使用分段补偿方式来减小相应的测量误差；

分段补偿方法

测试步骤与线性补偿的方法相同，分段补偿需对每区段进行补偿：

测量尺寸最终都会简化成两点之间的测距，例如尺寸测量最终简化成点1（a1,b1）和点2（a2,b2）之间的距离，其中针对x=a1，需要搜索a1在表格第三列哪个范围内，例如x4<a1<X5则，矫正后的a1’为：

同理，b1,a2,b2，也要搜索对应位置按照a1方式进行矫正，得到b1’,a2’,b2’,然后计算点1’(a1’,b1’)和点2’（a2’,b2’）之间的距离作为矫正后的距离。

这种方法用于补偿优化光源亮度不均匀和低亮度下相机噪声大等导致的图像亮度不均匀，以及成像系统的慧差、色散、场区等像差等应用领域。

附图说明

图1是本发明实施步骤示意图。

1.一种AOI设备精度优化方法的创新点有以下三个：

创新点1：在AOI设备存在比较大测量误差（20μm及以上）时，我们利用了高精度标准量尺来校正设备由于成像系统等因素带来的图像形变，从而达到优化精度目的；

创新点2：针对产品图像形变线性规律变化的分布，我们利用线性拟合方案来优化整体的测量尺寸；

创新点3：针对非线性规律的误差分布，我们利用分段方式来优化整体的测量尺寸

针对创新点1、创新点2和创新点3中所涉及的方法在工业检测AOI设备中的精度优化方案。