CN115052112B - 基于贴片机的飞行相机拍照及传输方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于贴片机的飞行相机拍照及传输方法及系统，所述方法包括以下步骤：S1、确定各飞行相机的图像采集亮度，根据图像采集亮度将飞行相机分组；S2、点亮第一亮度光源，第一亮度对应的第一组飞行相机同时拍照；S3、拍照结束后关闭第一亮度光源，拍照获取的第一组图像存储在飞行相机内并依次传输至工控机，同时点亮第二亮度光源，第二亮度光源对应的第二组飞行相机同时拍照；S4、第二组飞行相机拍照获取的第二组图像存储在飞行相机内，待第一组图像传输完成后依次传输至工控机；S5、循环步骤S3和S4，直至拍照及传输完成。本发明可以灵活的实现不同组合的拍照，既能保证光源亮度一致，提高图片质量，又提高传输效率。

Description

基于贴片机的飞行相机拍照及传输方法及系统

技术领域

本发明涉及贴片机设备测试技术领域，特别涉及一种基于贴片机的飞行相机拍照及传输方法及系统。

背景技术

贴片机是是典型的机光电一体化高科技领域，涉及精密视觉检测、高速高精度控制、精密机械加工计算机集成制造等核心技术，横跨电子、机械、自动化、光学和计算机等众多学科。贴片机的正确选择、应用和维护，是发展电子制造业重要技术环节。贴片机中飞行相机的一个实现的技术方案为多目面阵相机，包含多个光源以及多个面阵图像传感器。每个图像传感器的光源包括一个侧光、一个主光、一个同轴光。针对不同的元器件封装，需要选择不同的光源组合、光源亮度等级，以取得最佳的拍摄效果。通常飞行相机的光源都是单独控制，因此在拍照时，旁边光源的明暗变化会对当前采图传感器造成干扰，从而出现出图效果变化，造成图像识别结果的变化。

发明内容

本发明的目的克服现有技术存在的不足，为实现以上目的，采用一种基于贴片机的飞行相机拍照及传输方法及系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种基于贴片机的飞行相机拍照及传输方法，包括以下步骤：

S1、确定各飞行相机的图像采集亮度，根据图像采集亮度将飞行相机分组；

S2、点亮第一亮度光源，第一亮度对应的第一组飞行相机同时拍照；

S3、拍照结束后关闭第一亮度光源，拍照获取的第一组图像存储在飞行相机内并依次传输至工控机，同时点亮第二亮度光源，第二亮度光源对应的第二组飞行相机同时拍照；

S4、第二组飞行相机拍照获取的第二组图像存储在飞行相机内，待第一组图像传输完成后依次传输至工控机；

S5、循环步骤S3和S4，直至拍照及传输完成。

本发明第二方面提供一种基于贴片机的飞行相机拍照及传输系统，所述系统包括

工控机，用于按照需求，确定各飞行相机的图像采集亮度和光照时间，根据图像采集亮度将飞行相机分组；

模块控制板，用于接收来自工控机的拍照流程信息，点亮第一亮度光源，并向第一亮度对应的第一组飞行相机发送拍照指令，保持所述光照时间后关闭第一亮度光源，再点亮第二亮度光源，直至拍照结束；

飞行相机，用于接收模块控制板的拍照指令后，飞行相机分组拍照获取图像并存储，同时将存储的图像依次传输至工控机。

本发明第三方面提供一种计算机可读存储介质，包括程序，所述程序能够被处理器执行以实现上述基于贴片机的飞行相机拍照及传输方法。

与现有技术相比，本发明存在以下技术效果：

通过采用上述的技术方案，通过图像采集亮度要求将飞行相机分组进行分组拍照和传输的方式，可以灵活的实现不同组合的拍照，既能保证光源亮度一致，提高图片质量，又提高传输效率。

附图说明

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述：

图1为本发明公开的基于贴片机的飞行相机拍照及传输流程的示意图；

图2为飞行相机停留时间的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明第一方面提供一种基于贴片机的飞行相机拍照及传输方法，包括以下步骤：

S1、确定各飞行相机的图像采集亮度，根据图像采集亮度将飞行相机分组；

按照实际工作需求，确定各飞行相机的图像采集亮度，由贴片机中的工控机根据图像采集亮度产生拍照分组、光源亮度等级和光照时间，示例性地，本实施例中的所述的飞行相机有5个，编号为1、2、3、4、5，每个飞行相机分别对应连接一个传感器。旁边光源的明暗变化会对当前采图传感器造成干扰，从而出现出图效果变化，造成图像识别结果的变化。例如2号飞行相机所在光源的明暗变化，会对3号飞行相机对应的传感器的图像采集效果产生影响，为了解决该问题，要求在拍照时所有飞行相机光源处于同一亮度等级。例如3号飞行相机进行图像采集时，1号、2号、4号、5号飞行相机的光源都要和3号飞行相机光源亮度一致。根据图像采集亮度由工控机将分为若干组。示例性地，工控机产生每一组拍照的亮度、光照时长、工作的传感器：1号和3号飞行相机为第一组，第一组侧光亮度0，主光亮度0，同轴光亮度8，光照时长为1ms，工作传感器为1号传感器和3号传感器：2号、4号和5号飞行相机为第二组，第二组侧光亮度8，主光亮度0，同轴光亮度1，光照时长为1ms，工作传感器为2号传感器、4号传感器和5号传感器。

S2、点亮第一亮度光源，第一亮度对应的第一组飞行相机同时拍照；

工控机将拍照参数下发到贴片机中的模块控制板，当模块控制板在拍照时机到来时，按照第一组光照参数点亮光源即第一亮度光源，同时按照第一组拍照的传感器编号发出触发信号给飞行相机进行拍照。飞行相机接收到触发信号后，立马触发相应的传感器进行曝光。示例性地，接收到第一组工作传感器的触发信号，触发1号传感器以及3号传感器曝光，曝光时长1ms，1号和3号飞行相机同时拍照。

S3、拍照结束后关闭第一亮度光源，拍照获取的第一组图像存储在飞行相机内并依次传输至工控机，同时点亮第二亮度光源，第二亮度光源对应的第二组飞行相机同时拍照；

第一组飞行相机拍照结束后，将获取的第一组图像存储在飞行相机的DDR（存储器）芯片内，再依次将图片传输至贴片机中的工控机，或者将获取的第一组图像中的一个图像直接传输至贴片机中的工控机，其余图像存储在飞行相机内，再依次将图片传输至贴片机中的工控机，传输顺序可以飞行相机的编号为顺序，如先传输1号飞行相机获取的图像再传输3号相机获取的图像。与此同时，模块控制板经过1ms的曝光后关闭第一亮度光源，按照第二组光照参数点亮光源，即第二亮度光源，同时按照第二组飞行相机拍照的传感器编号发出触发信号给飞行相机进行拍照。

S4、第二组飞行相机拍照获取的第二组图像存储在飞行相机内，待第一组图像传输完成后依次传输至工控机；

当前一个传感器数据发送完成后，将按照触发的顺序依次检测下一帧待传输的图像数据是否已经被存储在飞行相机的DDR芯片中；若已经完成存储，则从DDR芯片中读取该帧数据，并传送至工控机。示例性地，第一组的1号传感器数据传输完成后，将依次开始检测并传输第一组的3号传感器数据、第二组的2号传感器数据、第二组的4号传感器数据、第二组的5号传感器数据。

S5、循环步骤S3和S4，直至拍照及传输完成。

为了提高贴片机整机的工作效率，要求飞行相机停留在曝光位置的总时长尽可能的短。传统的工作方式为曝光、数据传输、曝光、数据传输，本发明实施例的拍照流程的优点在于曝光时间短。如图2所示，按照原有工作方式，飞行相机停留在曝光位置的总时长为12ms（1ms曝光时间+10ms传输时间+1ms曝光时间）；按照本发明实施例的流程，停留在曝光位置总时长为2ms。

进一步地，步骤S3和步骤S4中，存储在飞行相机内的图像先经过预处理后再传输至工控机，具体地，预处理指将图像进行滤波处理或感兴趣区域检测处理；具体实现步骤如下：

①飞行相机中的485数据通信链路接受拍照指令、图像标志参数，触发拍照。

②飞行相机中的图像数据接口模块接收图像数据，并将数据缓存在飞行相机中的DDR模块中。

③飞行相机中的图像预处理模块进行滤波处理或感兴趣区域检测处理工作，通过均值滤波，去除噪点；通过对于图像亮度阶梯进行对比，去除边缘不感兴趣的范围，提取感兴趣区域范围，并将处理得到的中间数据缓存在DDR模块中。

④飞行相机中的图像预处理模块按照指令中图像标志参数从DDR模块中提取标准的图像；图像预处理模块对感兴趣区域检测处理后的图像数据进行边缘参数提取，并且将结果与标准的图像参数进行对比，得到图像识别结果参数。其中参数提取过程包括：图像边缘参数提取，与标准的图像参数进行对比，得到当前图像的识别成功失败标志、X轴方向位移、Y轴方向位移、角度位移。

⑤若有新类型的图像参数，上位机需要提前下发，并存储在DDR模块中。

⑥完成一张图像数据处理后，从DDR模块中读取下一张图像进行处理，直到完成所有的图像处理。在本实施例中，通过对滤波预处理，每张图片的拍摄和传输流程中进一步节省了8ms-50ms的时间。

现有的飞行相机处理方案，是将飞行相机的数据通过总线传输到工控机中，由工控机完成图像识别后，将结果（吸取器件的成败、位置偏移等）反馈给机器，完成机器视觉处理。本发明的飞行相机处理方案，在飞行相机端直接集成图像处理单元，将处理的结果直接反馈给机器。该方案直接省略了飞行相机到工控机的传输过程，实现方案简单，成本低，故障率低，速度快，在批量制造机器中优势巨大。

进一步地，所述传输通过CXP协议、Cameralink协议或以太网协议传输。

基于上述基于贴片机的飞行相机拍照及传输方法，本发明第二方面提供一种基于贴片机的飞行相机拍照及传输系统，所述系统包括：

工控机，用于按照需求，确定各飞行相机的图像采集亮度和光照时间，根据图像采集亮度将飞行相机分组；工控机包含485发送模块，用于给模块控制板发送拍照参数。工控机包含采集卡，用于接收来自飞行相机的图像数据；

模块控制板，用于接收来自工控机的拍照流程信息，点亮第一亮度光源，并向第一亮度对应的第一组飞行相机发送拍照指令，保持所述光照时间后关闭第一亮度光源，再点亮第二亮度光源，直至拍照结束；模块控制板包含485通信模块，用于接收来自工控机的拍照流程信息（包括点亮光源以及触发飞行相机拍照）；还包含485通信模块，用于向飞行相机发送拍照触发指令；

飞行相机，用于接收模块控制板的拍照指令后，飞行相机分组拍照获取图像并存储，同时将存储的图像依次传输至工控机；优选地，飞行相机选用多目面阵相机，接收来自模块控制板的触发指令，完成传感器触发，并将传感器数据发送至工控机；

光源模块：用于点亮元器件，配合完成飞行相机图像采集。

进一步地，飞行相机还用于存储图像后进行预处理，飞行相机包括：

485通信模块，用于接收来自模块控制板的拍照指令；

DDR（存储器）模块，用于进行图像缓存；

图像预处理模块，图像预处理模块的载体为FPGA（现场可编程门阵列）芯片，用于对图像进行预处理；图像预处理模块包括：参数存储单元，由非易失性存储模块flash（插件）构成，用于存储符合要求的图像参数；图像处理单元，用于将图像进行滤波处理或感兴趣区域检测处理，对于滤波处理或感兴趣区域检测处理无需参数存储单元和参数提取单元的处理；参数提取单元，与模块控制板通过485通信模块通信连接，用于提取参数存储单元的图像参数和经图像处理单元处理后的图像参数，比较得到图像识别结果参数。

数据发送模块，用于将图像发送到工控机。

进一步地，所述飞行相机为多目面阵相机，所述多目面阵相机与工控机的传输方式为CXP（CoaXPress，非对称的高速点对点串行通信数字接口标准）协议、Cameralink协议或以太网协议传输。优选地，传输方式选用CXP协议。CXP协议线缆柔软，线径小，可以一根线完成电源供电，相机配置，图像传输功能，安装简易且减少了线缆占用空间；Cameralink协议比较通用，然而线缆粗，不易安装，易造成磨损。以太网协议非常通用，可以直接与电脑相连，不需要采集卡，然而缺点是速度慢。

本发明第三方面提供一种计算机可读存储介质，包括程序，所述程序能够被处理器执行以实现上述基于贴片机的飞行相机拍照及传输方法。

综上所述，以往采用的飞行相机拍照方案中，如果采用一次性完成所有图像传感器采图，且每个图像传感器光源不一样，会导致图像质量低的问题；采用一次性完成所有图像传感器采图，且光源亮度一致，会存在工作方式死板，不能完成对不同类型元件同时识别的需求；采用分组曝光、传输、曝光、传输的方式，存在拍照时间长，工作效率低的问题。本发明技术方案通过将飞行相机分组进行分组拍照和传输的方式，可以灵活的实现不同组合的拍照，既能保证光源亮度一致，提高图片质量，又提高传输效率，有效解决了上述现有技术存在的问题。在本发明的分组拍照基础上，通过边存储边传输的方式，减少了飞行相机的存储空间，避免了由于可能满存造成图片丢失；在本发明拍照和传输的方式基础上，通过边存储、边图像处理、边传输还实现了飞行相机预处理图像的功能，进一步提高了图片质量和工作效率。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于贴片机的飞行相机拍照及传输方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、确定各飞行相机的图像采集亮度，根据图像采集亮度将飞行相机分组；

S2、点亮第一亮度光源，第一亮度对应的第一组飞行相机同时拍照；

S3、拍照结束后关闭第一亮度光源，拍照获取的第一组图像存储在飞行相机内并依次传输至工控机，同时点亮第二亮度光源，第二亮度光源对应的第二组飞行相机同时拍照；

S4、第二组飞行相机拍照获取的第二组图像存储在飞行相机内，待第一组图像传输完成后依次传输至工控机；

S5、循环步骤S3和S4，直至拍照及传输完成；

其中，存储在飞行相机内的图像先经过预处理后再传输至工控机，具体过程如下：飞行相机将获取的图像数据缓存在DDR模块中，飞行相机中的图像预处理模块进行预处理并将处理得到的中间数据缓存在DDR模块中；图像预处理模块从DDR模块中提取标准的图像和所述中间数据的图像参数并对比，得到图像识别结果参数；完成一张图像数据处理后，图像预处理模块从DDR模块中读取下一张图像进行处理，直到完成所有的图像处理。

2.根据权利要求1所述的基于贴片机的飞行相机拍照及传输方法，其特征在于，所述预处理指将图像进行滤波处理或感兴趣区域检测处理。

3.根据权利要求1或2所述的基于贴片机的飞行相机拍照及传输方法，其特征在于，所述传输通过CXP协议、Cameralink协议或以太网协议传输。

4.一种基于贴片机的飞行相机拍照及传输系统，其特征在于，所述系统包括

工控机，用于按照需求，确定各飞行相机的图像采集亮度和光照时间，根据图像采集亮度将飞行相机分组；

模块控制板，用于接收来自工控机的拍照流程信息，点亮第一亮度光源，并向第一亮度对应的第一组飞行相机发送拍照指令，保持所述光照时间后关闭第一亮度光源，再点亮第二亮度光源，直至拍照结束；

飞行相机，用于接收模块控制板的拍照指令后，飞行相机分组拍照获取图像并存储，同时存储图像后进行预处理，再将存储的图像依次传输至工控机；飞行相机包括图像预处理模块和DDR模块，所述DDR模块用于缓存图像数据；所述图像预处理模块用于进行预处理并将处理得到的中间数据缓存在DDR模块中，从DDR模块中提取标准的图像和所述中间数据的图像参数并对比，得到图像识别结果参数，完成一张图像数据处理后，再从DDR模块中读取下一张图像进行处理，直到完成所有的图像处理。

5.根据权利要求4所述的基于贴片机的飞行相机拍照及传输系统，其特征在于，所述飞行相机包括

485通信模块，用于接收来自模块控制板的拍照指令；

DDR模块，用于进行图像缓存；

图像预处理模块，用于对图像进行预处理；

数据发送模块，用于将图像发送到工控机。

6.根据权利要求5所述基于贴片机的飞行相机拍照及传输系统，其特征在于，所述图像预处理模块包括

参数存储单元，用于存储符合要求的图像参数；

图像处理单元，用于将图像进行滤波处理或感兴趣区域检测处理；

参数提取单元，用于提取参数存储单元的图像参数和经图像处理单元处理后的图像参数，比较得到图像识别结果参数。

7.根据权利要求4-6中任意一项所述的基于贴片机的飞行相机拍照及传输系统，其特征在于，所述飞行相机为多目面阵相机，所述多目面阵相机与工控机的传输方式为CXP协议、Cameralink协议或以太网协议传输。

8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括程序，所述程序能够被处理器执行以实现如权利要求1-3中所述的基于贴片机的飞行相机拍照及传输方法。

Images