CN115283296B - 基于igbt生产的视觉检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及图像数据处理技术领域，具体涉及基于IGBT生产的视觉检测系统及方法，包括：控制终端，是系统的主控端，用于发出执行命令；分析模块，用于分析检测目标晶体管的规格参数及合格阈值；分割模块，用于分割摄像头模组实时捕捉的检测目标晶体管的图像数据，供系统对分割图像数据进行分别检测；本发明能对IGBT的主体与引导分别进行视觉检测，从而以此为基础对IGBT进行区分，对IGBT主体合格的进一步进行其引脚的视觉检测，从而通过此种方式，在对IGBT进行是否合格的视觉检测过程中对IGBT进行了区分，以便于工作人员后续对于各类问题IGBT处理，达到提升IGBT检测效率及合格率的效果。

Description

基于IGBT生产的视觉检测系统及方法

技术领域

本发明涉及图像数据处理技术领域，具体涉及基于IGBT生产的视觉检测系统及方法。

背景技术

IGBT即绝缘栅双极型晶体管，是由双极型三极管和绝缘栅型场效应管组成的复合全控型电压驱动式功率半导体， 兼有金氧半场效晶体管的高输入阻抗和电力晶体管的低导通压降两方面的优点。

目前 的IGBT检测主要依赖于单一工序的机器视觉检测，其对IGBT的主体能够有效地进行合格检测，但对于IGBT的微小紧密的引脚无法进行精准的检测，这导致IGBT的检测过程需要人工参与进一步的对IGBT引脚进行检测，采用此种人机交互的检测方式，耗费资源较多，检测周期跨度较大，且并不能够大幅度的提升IGBT检测准确度。

发明内容

解决的技术问题

针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了基于IGBT生产的视觉检测系统及方法，解决了上述背景技术中提出的技术问题。

技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

第一方面，基于IGBT生产的视觉检测系统，包括：

控制终端，是系统的主控端，用于发出执行命令；

分析模块，用于分析检测目标晶体管的规格参数及合格阈值；

分割模块，用于分割摄像头模组实时捕捉的检测目标晶体管的图像数据，供系统对分割图像数据进行分别检测；

检测模块，用于获取经分割模块分割的图像数据，对分割图像数据中的检测目标晶体管图像进行棱角端点连线比值的计算，参考计算所得比值与合格阈值进行比对；

筛选模块，用于获取检测模块对每组检测目标晶体管的比对结果，参考检测目标晶体管棱角端点连线比值是否处于合格阈值范围内对检测目标晶体管进行区分；

捕捉模块，用于获取筛选模块中处于合格阈值范围内的检测目标晶体管，对检测目标晶体管的引脚进行参数测定；

评价模块，用于计量当前检测目标晶体管的阶段合格率；

其中，所述分析模块中分析设定的检测目标晶体管合格阈值包括：晶体管图像棱角端点连线比值合格阈值、检测目标晶体管时间棱角端点连接跨度值及检测目标晶体管的引脚参数合格阈值。

更进一步地，所述分析模块下级设置有子模块，包括：

摄像头模组，用于采集标准晶体管的外观图像；

建模单元，用于获取摄像头模组中采集的标准晶体管外观图像，参考标准晶体管外观图像数据构建标准晶体管三维模型；

编辑单元，用于设定检测目标晶体管在进行视觉检测时的合格参数阈值；

其中，编辑单元通过用户手动编辑设置合格参数阈值。

更进一步地，所述建模单元还用于绘制标准晶体管三维模型；

其中，建模单元运行时选用绘制标准晶体管三维模型作为第一应用功能，建模单元运行通过标准晶体管外观图像数据进行三维建模时，在标准晶体管外观图像数据中捕捉标准晶体管图像的棱角端点，进一步根据标准晶体管图像的棱角端点生成标准晶体管三维模型，通过标准晶体管图像数据所生成的晶体管三维模型配置模型修改权限提供至控制终端。

更进一步地，所述分割模块下级设置有子模块，包括：

传输单元，用于传输检测目标晶体管经过摄像头模组；

识别单元，用于识别分割模块分割的检测目标晶体管图像数据；

其中，摄像头模组实时捕捉经传输单元传输的检测目标晶体管图像数据，建模单元接收图像数据参考接收的图像数据对其构建的标准晶体管三维模型进行视角转换，进一步截取转换视角后的标准晶体管三维模型图像数据，最后将标准晶体管三维模型图像数据及检测目标晶体管图像数据同步反馈至分割模块中，通过分割模块向检测模块传输。

更进一步地，用户对建模单元运行构建的标准晶体管三维模型，参考摄像头模组及传输单元所提供的检测视角获取同视角的标准晶体管三维模型图像数据，进一步对该标准晶体管三维模型图像数据进行图像区域分割，图像区域分割所得分割图像及图像区域分割逻辑同步向分割模块反馈，分割模块根据图像区域分割逻辑对摄像头模组实时捕捉的检测目标晶体管图像数据进行分割。

更进一步地，所述评价模块中阶段合格率包括筛选模块中对检测目标晶体管进行区分后的合格率计算结果及捕捉模块中对检测目标晶体管的引脚参数测定的合格率计算结果。

更进一步地，晶体管引脚参数偏差比率通过如下公式进行计算，公式为：

；

式中，

为晶体管引脚长度均值；

N为晶体管引脚数；

为第i个引脚的长度；

；

式中，

为晶体管的引脚长度与平均长度之间的最大偏移比率；

为晶体管最短引脚长度；

为晶体管最长引脚长度。

更进一步地，所述控制终端通过介质电性连接有分析模块，所述分析模块下级通过介质电性连接有摄像头模组、建模单元及编辑单元，所述分析模块通过介质电性连接有分割模块，所述分割模块下级通过介质电性连接有传输单元及识别单元，所述分割模块通过介质电性连接有检测模块、筛选模块、捕捉模块及评价模块。

第二方面，基于IGBT生产的视觉检测方法，包括以下步骤：

步骤1：根据标准晶体管构建晶体管三维模型，获取晶体管参数及三维模型棱角端点连线数值计算晶体管标准棱角端点来连线比值；

步骤2：实时捕捉检测目标晶体管图像，测定检测目标晶体管参数及检测目标晶体管图像中晶体管图像视角的棱角端点连线数值比值；

步骤3：根据晶体管参数及晶体管标准棱角端点来连线比值设定晶体管检测合格阈值；

步骤4：判定步骤2中测定的晶体管图像视角的棱角端点连线数值比值是否处于合格阈值范围内；

步骤5：步骤4判定结果为是，对检测目标晶体管进行晶体管引脚参数采集，通过设定的晶体管检测合格阈值进行检测目标晶体管是否合格的进一步判定。

更进一步地，所述步骤5根据用户选择自定义步骤执行。

有益效果

采用本发明提供的技术方案，与已知的公有技术相比，具有如下有益效果：

1、本发明提供一种基于IGBT生产的视觉检测系统，该系统通过视觉检测的方式对IGBT是否合格作出判定，在具体的系统运行过程中，系统能对IGBT的主体与引导分别进行视觉检测，从而以此为基础对IGBT进行区分，对IGBT主体合格的进一步进行其引脚的视觉检测，从而通过此种方式，在对IGBT进行是否合格的视觉检测过程中对IGBT进行了区分，以便于工作人员后续对于各类问题IGBT处理，达到提升IGBT检测效率及合格率的效果。

2、本发明通过三维建模的方式使系统获取了标准IGBT参数数值，从而以此数据作为支持，确保系统对于后续的检测目标IGBT能够作出精准的判定，进而使得系统的运行更加稳定。

3、本发明提供一种基于IGBT生产的视觉检测方法，通过该方法中的步骤执行，能够进一步的维护系统的稳定，并且方法中的步骤执行能够直接给出工作人员各检测目标IGBT评定结果，以便于工作人员能够更加快捷的了解GBT晶体管检测的综合情况，为工作人员带来便利。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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为基于IGBT生产的视觉检测系统的结构示意图；

图2为基于IGBT生产的视觉检测方法的流程示意图；

图中的标号分别代表：1、控制终端；2、分析模块；21、摄像头模组；22、建模单元；23、编辑单元；3、分割模块；31、传输单元；32、识别单元；4、检测模块；5、筛选模块；6、捕捉模块；7、评价模块。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例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作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。

下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

实施例1

本实施例的基于IGBT生产的视觉检测系统，如图1所示，包括：

控制终端1，是系统的主控端，用于发出执行命令；

分析模块2，用于分析检测目标晶体管的规格参数及合格阈值；

分割模块3，用于分割摄像头模组21实时捕捉的检测目标晶体管的图像数据，供系统对分割图像数据进行分别检测；

检测模块4，用于获取经分割模块3分割的图像数据，对分割图像数据中的检测目标晶体管图像进行棱角端点连线比值的计算，参考计算所得比值与合格阈值进行比对；

筛选模块5，用于获取检测模块4对每组检测目标晶体管的比对结果，参考检测目标晶体管棱角端点连线比值是否处于合格阈值范围内对检测目标晶体管进行区分；

捕捉模块6，用于获取筛选模块5中处于合格阈值范围内的检测目标晶体管，对检测目标晶体管的引脚进行参数测定；

评价模块7，用于计量当前检测目标晶体管的阶段合格率；

其中，分析模块2中分析设定的检测目标晶体管合格阈值包括：晶体管图像棱角端点连线比值合格阈值、检测目标晶体管时间棱角端点连接跨度值及检测目标晶体管的引脚参数合格阈值。

在本实施例中，控制终端1控制分析模块2分析检测目标晶体管的规格参数及合格阈值，再由分割模块3分割摄像头模组21实时捕捉的检测目标晶体管的图像数据，供系统对分割图像数据进行分别检测，检测模块4得以获取经分割模块3分割的图像数据，对分割图像数据中的检测目标晶体管图像进行棱角端点连线比值的计算，参考计算所得比值与合格阈值进行比对，随即筛选模块5后置运行获取检测模块4对每组检测目标晶体管的比对结果，参考检测目标晶体管棱角端点连线比值是否处于合格阈值范围内对检测目标晶体管进行区分，并通过捕捉模块6获取筛选模块5中处于合格阈值范围内的检测目标晶体管，对检测目标晶体管的引脚进行参数测定，最后通过评价模块7计量当前检测目标晶体管的阶段合格率。

实施例2

在具体实施层面，在实施例1的基础上，本实施例参照图1所示对实施例1中基于IGBT生产的视觉检测系统做进一步具体说明：

如图1所示，分析模块2下级设置有子模块，包括：

摄像头模组21，用于采集标准晶体管的外观图像；

建模单元22，用于获取摄像头模组21中采集的标准晶体管外观图像，参考标准晶体管外观图像数据构建标准晶体管三维模型；

编辑单元23，用于设定检测目标晶体管在进行视觉检测时的合格参数阈值；

其中，编辑单元23通过用户手动编辑设置合格参数阈值。

通过该设置在系统中农通过标准晶体管构建了标准晶体管三维模型，提供以系统中下级模块的运行数据支持。

如图1所示，建模单元22还用于绘制标准晶体管三维模型；

其中，建模单元22运行时选用绘制标准晶体管三维模型作为第一应用功能，建模单元22运行通过标准晶体管外观图像数据进行三维建模时，在标准晶体管外观图像数据中捕捉标准晶体管图像的棱角端点，进一步根据标准晶体管图像的棱角端点生成标准晶体管三维模型，通过标准晶体管图像数据所生成的晶体管三维模型配置模型修改权限提供至控制终端1。

通过该设置提供以标准晶体管三维模型的另一种建模方式，从而以此有效的提升了系统运行使用过程中的兼容性。

如图1所示，分割模块3下级设置有子模块，包括：

传输单元31，用于传输检测目标晶体管经过摄像头模组21；

识别单元32，用于识别分割模块3分割的检测目标晶体管图像数据；

其中，识别单元32实时捕捉经传输单元31传输的检测目标晶体管图像数据，建模单元22接收图像数据参考接收的图像数据对其构建的标准晶体管三维模型进行视角转换，进一步截取转换视角后的标准晶体管三维模型图像数据，最后将标准晶体管三维模型图像数据及检测目标晶体管图像数据同步反馈至分割模块3中，通过分割模块3向检测模块4传输。

如图1所示，用户对建模单元22运行构建的标准晶体管三维模型，参考摄像头模组21及传输单元31所提供的检测视角获取同视角的标准晶体管三维模型图像数据，进一步对该标准晶体管三维模型图像数据进行图像区域分割，图像区域分割所得分割图像及图像区域分割逻辑同步向分割模块3反馈，分割模块3根据图像区域分割逻辑对摄像头模组21实时捕捉的检测目标晶体管图像数据进行分割。

如图1所示，评价模块7中阶段合格率包括筛选模块5中对检测目标晶体管进行区分后的合格率计算结果及捕捉模块6中对检测目标晶体管的引脚参数测定的合格率计算结果。

如图1所示，晶体管引脚参数偏差比率通过如下公式进行计算，公式为：

；

式中，

为晶体管引脚长度均值；

N为晶体管引脚数；

为第i个引脚的长度；

；

式中，

为晶体管的引脚长度与平均长度之间的最大偏移比率；

为晶体管最短引脚长度；

为晶体管最长引脚长度。

如图1所示，控制终端1通过介质电性连接有分析模块2，分析模块2下级通过介质电性连接有摄像头模组21、建模单元22及编辑单元23，分析模块2通过介质电性连接有分割模块3，分割模块3下级通过介质电性连接有传输单元31及识别单元32，分割模块3通过介质电性连接有检测模块4、筛选模块5、捕捉模块6及评价模块7。

实施例3

在具体实施层面，在实施例1的基础上，本实施例参照图2所示对实施例1中基于IGBT生产的视觉检测系统做进一步具体说明：

基于IGBT生产的视觉检测方法，包括以下步骤：

步骤1：根据标准晶体管构建晶体管三维模型，获取晶体管参数及三维模型棱角端点连线数值计算晶体管标准棱角端点来连线比值；

步骤2：实时捕捉检测目标晶体管图像，测定检测目标晶体管参数及检测目标晶体管图像中晶体管图像视角的棱角端点连线数值比值；

步骤3：根据晶体管参数及晶体管标准棱角端点来连线比值设定晶体管检测合格阈值；

步骤4：判定步骤2中测定的晶体管图像视角的棱角端点连线数值比值是否处于合格阈值范围内；

步骤5：步骤4判定结果为是，对检测目标晶体管进行晶体管引脚参数采集，通过设定的晶体管检测合格阈值进行检测目标晶体管是否合格的进一步判定。

其中，步骤5根据用户选择自定义步骤执行。

综上而言，上述实施例通过视觉检测的方式对IGBT是否合格作出判定，在具体的系统运行过程中，系统能对IGBT的主体与引导分别进行视觉检测，从而以此为基础对IGBT进行区分，对IGBT主体合格的进一步进行其引脚的视觉检测，从而通过此种方式，在对IGBT进行是否合格的视觉检测过程中对IGBT进行了区分，以便于工作人员后续对于各类问题IGBT处理，达到提升IGBT检测效率及合格率的效果，同时采用三维建模的方式使系统获取了标准IGBT参数数值，从而以此数据作为支持，确保系统对于后续的检测目标IGBT能够作出精准的判定，进而使得系统的运行更加稳定，并且借助该方法中的步骤执行，能够进一步的维护系统的稳定，并且方法中的步骤执行能够直接给出工作人员各检测目标IGBT评定结果，以便于工作人员能够更加快捷的了解GBT晶体管检测的综合情况，为工作人员带来便利。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.基于IGBT生产的视觉检测系统，其特征在于，包括：

控制终端（1），是系统的主控端，用于发出执行命令；

分析模块（2），用于分析检测目标晶体管的规格参数及合格阈值；

分割模块（3），用于分割摄像头模组（21）实时捕捉的检测目标晶体管的图像数据，供系统对分割图像数据进行分别检测；

检测模块（4），用于获取经分割模块（3）分割的图像数据，对分割图像数据中的检测目标晶体管图像进行棱角端点连线比值的计算，参考计算所得比值与合格阈值进行比对；

筛选模块（5），用于获取检测模块（4）对每组检测目标晶体管的比对结果，参考检测目标晶体管棱角端点连线比值是否处于合格阈值范围内对检测目标晶体管进行区分；

捕捉模块（6），用于获取筛选模块（5）中处于合格阈值范围内的检测目标晶体管，对检测目标晶体管的引脚进行参数测定；

评价模块（7），用于计量当前检测目标晶体管的阶段合格率；

其中，所述分析模块（2）中分析设定的检测目标晶体管合格阈值包括：晶体管图像棱角端点连线比值合格阈值、检测目标晶体管时间棱角端点连接跨度值及检测目标晶体管的引脚参数合格阈值。

2.根据权利要求1所述的基于IGBT生产的视觉检测系统，其特征在于，所述分析模块（2）下级设置有子模块，包括：

摄像头模组（21），用于采集标准晶体管的外观图像；

建模单元（22），用于获取摄像头模组（21）中采集的标准晶体管外观图像，参考标准晶体管外观图像数据构建标准晶体管三维模型；

编辑单元（23），用于设定检测目标晶体管在进行视觉检测时的合格参数阈值；

其中，编辑单元（23）通过用户手动编辑设置合格参数阈值。

3.根据权利要求2所述的基于IGBT生产的视觉检测系统，其特征在于，所述建模单元（22）还用于绘制标准晶体管三维模型；

其中，建模单元（22）运行时选用绘制标准晶体管三维模型作为第一应用功能，建模单元（22）运行通过标准晶体管外观图像数据进行三维建模时，在标准晶体管外观图像数据中捕捉标准晶体管图像的棱角端点，进一步根据标准晶体管图像的棱角端点生成标准晶体管三维模型，通过标准晶体管图像数据所生成的晶体管三维模型配置模型修改权限提供至控制终端（1）。

4.根据权利要求1或2所述的基于IGBT生产的视觉检测系统，其特征在于，所述分割模块（3）下级设置有子模块，包括：

传输单元（31），用于传输检测目标晶体管经过摄像头模组（21）；

识别单元（32），用于识别分割模块（3）分割的检测目标晶体管图像数据；

其中，识别单元（32）实时捕捉经传输单元（31）传输的检测目标晶体管图像数据，建模单元（22）接收图像数据参考接收的图像数据对其构建的标准晶体管三维模型进行视角转换，进一步截取转换视角后的标准晶体管三维模型图像数据，最后将标准晶体管三维模型图像数据及检测目标晶体管图像数据同步反馈至分割模块（3）中，通过分割模块（3）向检测模块（4）传输。

5.根据权利要求2或4所述的基于IGBT生产的视觉检测系统，其特征在于，用户对建模单元（22）运行构建的标准晶体管三维模型，参考摄像头模组（21）及传输单元（31）所提供的检测视角获取同视角的标准晶体管三维模型图像数据，进一步对该标准晶体管三维模型图像数据进行图像区域分割，图像区域分割所得分割图像及图像区域分割逻辑同步向分割模块（3）反馈，分割模块（3）根据图像区域分割逻辑对摄像头模组（21）实时捕捉的检测目标晶体管图像数据进行分割。

6.根据权利要求1所述的基于IGBT生产的视觉检测系统，其特征在于，所述评价模块（7）中阶段合格率包括筛选模块（5）中对检测目标晶体管进行区分后的合格率计算结果及捕捉模块（6）中对检测目标晶体管的引脚参数测定的合格率计算结果。

7.根据权利要求1所述的基于IGBT生产的视觉检测系统，其特征在于，晶体管引脚参数偏差比率通过如下公式进行计算，公式为：

；

式中，

为晶体管引脚长度均值；

N为晶体管引脚数；

为第i个引脚的长度；

；

式中，

为晶体管的引脚长度与平均长度之间的最大偏移比率；

为晶体管最短引脚长度；

为晶体管最长引脚长度。

8.根据权利要求1所述的基于IGBT生产的视觉检测系统，其特征在于，所述控制终端（1）通过介质电性连接有分析模块（2），所述分析模块（2）下级通过介质电性连接有摄像头模组（21）、建模单元（22）及编辑单元（23），所述分析模块（2）通过介质电性连接有分割模块（3），所述分割模块（3）下级通过介质电性连接有传输单元（31）及识别单元（32），所述分割模块（3）通过介质电性连接有检测模块（4）、筛选模块（5）、捕捉模块（6）及评价模块（7）。

9.基于IGBT生产的视觉检测方法，所述方法是对如权利要求1-8中任意一项所述基于IGBT生产的视觉检测系统的实施方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：根据标准晶体管构建晶体管三维模型，获取晶体管参数及三维模型棱角端点连线数值计算晶体管标准棱角端点来连线比值；

步骤2：实时捕捉检测目标晶体管图像，测定检测目标晶体管参数及检测目标晶体管图像中晶体管图像视角的棱角端点连线数值比值；

步骤3：根据晶体管参数及晶体管标准棱角端点来连线比值设定晶体管检测合格阈值；

步骤4：判定步骤2中测定的晶体管图像视角的棱角端点连线数值比值是否处于合格阈值范围内；

步骤5：步骤4判定结果为是，对检测目标晶体管进行晶体管引脚参数采集，通过设定的晶体管检测合格阈值进行检测目标晶体管是否合格的进一步判定。

10.根据权利要求9所述的基于IGBT生产的视觉检测方法，其特征在于，所述步骤5根据用户选择自定义步骤执行。

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