CN116113164B - 一种基于视觉标定的pcb板加工纠偏方法及系统 - Google Patents

一种基于视觉标定的pcb板加工纠偏方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种基于视觉标定的PCB板加工纠偏方法及系统，包括：S获取PCB板的整体尺寸参数，并结合视觉摄像机的内部参数，得到视觉摄像机的第一标定参数；获取PCB板上全部打孔参数，结合第一标定参数，得到视觉摄像机的第二标定参数；基于第二标定参数，获取对PCB板加工设备的加工参数；将加工参数与标准参数进行比较，根据比较结果确定对PCB板加工设备的纠偏信息；本发明通过根据PCB板参数进行视觉标定，根据视觉标定来对确定PCB板加工设备的加工参数，从而确定对加工设备的纠偏信息，实现对PCB板加工过程中高精度高效率的监测，实现对PCB板的加工纠正。

Description

一种基于视觉标定的PCB板加工纠偏方法及系统
技术领域
本发明涉及PCB板标定领域，特别涉及一种基于视觉标定的PCB板加工纠偏方法及系统。
背景技术
PCB(Printed CircuitBoard)，中文名称为印制电路板，又称印刷线路板，是重要的电子部件，是电子元器件的支撑体，是电子元器件电气相互连接的载体。由于它是采用电子印刷术制作的，故被称为“印刷”电路板。
伴随着各终端设备趋向小型化、轻量化、多功能化，印制线路板也向着轻薄化、多层高密度互连方向发展，包括更高的层数、更薄的内层芯板厚度、更密集的布线、更优质的材料等，各种PCB板的加工对孔的直径、深度以及打孔工艺都有所不同，由于在PCB板加工过程中对打孔工艺的监测和验证均为人工，造成监测的不准确和监测效率不高，也造成了加工得到的PCB板精度不达标造成大量残次品，造成成本的增加和材料的浪费。
发明内容
本发明提供一种基于视觉标定的PCB板加工纠偏方法及系统，实现对PCB板加工过程中高精度高效率的监测，实现对PCB板的加工纠正。
本发明提供一种基于视觉标定的PCB板加工纠偏方法，包括：
S1：获取PCB板的整体尺寸参数，并结合视觉摄像机的内部参数，得到视觉摄像机的第一标定参数；
S2：获取PCB板上全部打孔参数，结合第一标定参数，得到视觉摄像机的第二标定参数；
S3：基于第二标定参数，获取对PCB板加工设备的加工参数；
S4：将加工参数与标准参数进行比较，根据比较结果确定对PCB板加工设备的纠偏信息。
优选的，S1中，获取PCB板的整体尺寸参数，并结合视觉摄像机的内部参数，得到视觉摄像机的第一标定参数，包括：
根据PCB板的整体尺寸参数，得到边框参数和孔位置参数，并根据边框参数与孔位置参数，确定标定板的阵列间距，并根据阵列间距的标定板，创建标定坐标系；
根据视觉摄像机中各个相机的内部参数，确定视觉摄像机到标定坐标系的变换矩阵；
基于变换矩阵，得到对视觉摄像机的第一标定参数。
优选的，基于变换矩阵，得到对视觉摄像机的第一标定参数包括：
根据变换矩阵，确定内部参数与标定坐标系的第一映射关系，并根据视觉摄像机中各个相机的特征，确定内部参数和外部参数的第二映射关系；
基于第一映射关系和第二映射关系，得到视觉摄像机的标定外部参数。
优选的，获取PCB板上全部打孔参数，结合第一标定参数，得到视觉摄像机的第二标定参数，包括：
根据PCB板上全部打孔参数，确定孔位置参数、孔直径参数和孔深度参数，并基于孔位置参数、孔直径参数和孔深度参数对PCB板进行标记，确定PCB板上每个孔的特征，且基于标记结果，确定对每个孔的拍摄参数；
基于第一标定参数和拍摄参数，对PCB板进行拍摄，根据每个孔的拍摄参数，确定每个孔对应的拍摄图像，并从拍摄图像中确定对每个孔标记的图像像素坐标；
基于拍摄参数之间的差别特征，确定对图像像素坐标的整体修正系数，基于整体修正系数，得到第一像素坐标；
基于每个孔的特征，确定在第一标定参数拍摄下对孔位置的坐标偏差，并根据坐标偏差，对第一像素坐标进行修正，得到修正像素坐标；
获取在第一标定参数下，PCB板的边框像素坐标，并根据整体修正系数和坐标偏差，对边框像素坐标进行修正，得到修正边框坐标；
根据PCB板的边框参数和孔位置参数之间的相对关系，对修正像素坐标和修正边框坐标进行分析，判断修正像素坐标和修正边框坐标之间的坐标差异是否在预设范围内；
若是，将第一标定参数作为第二标定参数；
否则，基于相对关系和修正边框坐标，确定对修正像素坐标的调整系数，并基于所述调整系数，确定第一标定参数的调整值，基于第一标定参数和调整值，得到第二标定参数。
优选的，S3中，基于第二标定参数，获取对PCB板加工设备的加工参数，包括：
获取在第二标定参数下，PCB板的目标拍摄图像，并确定在目标拍摄图像的第一目标像素坐标和每个孔的第二目标像素坐标；
基于第一目标像素坐标和第二目标像素坐标确定每个孔的物理坐标，并根据每个孔的物理坐标，确定PCB板加工设备的切割形状参数；
获取PCB板加工设备和PCB板之间的第一相对位置，获取视觉摄像机和PCB板之间的第二相对位置，并基于第一相对位置和第二相对位置，确定PCB板加工设备和视觉摄像机之间的第三相对位置；
基于第三相对位置和每个孔的物理坐标，确定PCB板加工设备的初始切割位置参数，并建立切割形状参数和每个孔的第二目标像素坐标之间的关联，得到关联特征，且基于关联特征，确定对PCB板加工设备的切割位置参数的约束条件；
判断初始切割位置参数是否满足约束条件；
若是，将初始切割参数作为目标切割参数；
否则，基于约束条件，对初始切割位置参数进行调整，得到目标切割位置参数；
根据每个孔的物理坐标，确定PCB板的孔排列特征，并根据孔排列特征确定对PCB板的切割顺序参数；
基于切割形状参数、目标切割位置参数和切割顺序参数，确定PCB板加工设备的移动参数，将移动参数作为加工参数。
优选的，S3中，基于关联特征，确定对PCB板加工设备的切割位置参数的约束条件，包括：
从关联特征中获取切割形状参数确定的孔深度特征和第二目标像素坐标确定的孔直径特征；
根据孔直径特征，确定对PCB板加工设备的平面位置范围，根据孔深度特征，确定对PCB板加工设备的高度位置范围；
基于平面位置范围和高度位置范围，确定PCB板加工设备的空间活动范围，将空间活动范围的空间轮廓坐标作为约束条件。
优选的，S4中，将加工参数与标准参数进行比较，根据比较结果确定对PCB板加工设备的纠偏信息，包括：
根据加工参数中切割顺序参数，建立切割位置参数的参数矩阵，基于参数矩阵建立PCB板加工模型，根据PCB板加工模型的输出结果，确定参数矩阵的模糊等价矩阵；
根据标准参数生成与参数矩阵格式一致的标准矩阵，将模糊等价矩阵与标准矩阵进行差异比较，得到差异值；
判断差异值是否大于预设差异值；
若是，从差异比较结果中提取大于预设差异值的待纠正参数，根据待纠正参数对应的模糊等价参数，确定待纠正参数的纠偏信息；
否则，表明PCB板加工满足加工标准，不需要进行加工参数的纠正。
一种基于视觉标定的PCB板加工纠偏系统，包括：
第一标定确定模块，用于获取PCB板的整体尺寸参数，并结合视觉摄像机的内部参数，得到视觉摄像机的第一标定参数；
第二标定确定模块，用于获取PCB板上全部打孔参数，结合第一标定参数，得到视觉摄像机的第二标定参数；
加工参数确定模块，用于基于第二标定参数，获取对PCB板加工设备的加工参数；
加工纠偏模块，用于将加工参数与标准参数进行比较，根据比较结果确定对PCB板加工设备的纠偏信息。
优选的，第二标定确定模块，包括：
参数确定单元，用于根据PCB板上全部打孔参数，确定孔位置参数、孔直径参数和孔深度参数，并基于孔位置参数、孔直径参数和孔深度参数对PCB板进行标记，确定PCB板上每个孔的特征，且基于标记结果，确定对每个孔的拍摄参数；
坐标确定单元，用于基于第一标定参数和拍摄参数，对PCB板进行拍摄，根据每个孔的拍摄参数，确定每个孔对应的拍摄图像，并从拍摄图像中确定对每个孔标记的图像像素坐标；
坐标修正单元，用于基于拍摄参数之间的差别特征，确定对图像像素坐标的整体修正系数，基于整体修正系数，得到第一像素坐标；基于每个孔的特征，确定在第一标定参数拍摄下对孔位置的坐标偏差，并根据坐标偏差，对第一像素坐标进行修正，得到修正像素坐标；获取在第一标定参数下，PCB板的边框像素坐标，并根据整体修正系数和坐标偏差，对边框像素坐标进行修正，得到修正边框坐标；
参数调整单元，用于根据PCB板的边框参数和孔位置参数之间的相对关系，对修正像素坐标和修正边框坐标进行分析，判断修正像素坐标和修正边框坐标之间的坐标差异是否在预设范围内；
若是，将第一标定参数作为第二标定参数；
否则，基于相对关系和修正边框坐标，确定对修正像素坐标的调整系数，并基于所述调整系数，确定第一标定参数的调整值，基于第一标定参数和调整值，得到第二标定参数。
优选的，加工参数确定模块，包括：
形状参数确定单元，用于获取在第二标定参数下，PCB板的目标拍摄图像，并确定在目标拍摄图像的第一目标像素坐标和每个孔的第二目标像素坐标，基于第一目标像素坐标和第二目标像素坐标确定每个孔的物理坐标，并根据每个孔的物理坐标，确定PCB板加工设备的切割形状参数；
相对位置确定单元，用于获取PCB板加工设备和PCB板之间的第一相对位置，获取视觉摄像机和PCB板之间的第二相对位置，并基于第一相对位置和第二相对位置，确定PCB板加工设备和视觉摄像机之间的第三相对位置；
约束条件确定单元，用于基于第三相对位置和每个孔的物理坐标，确定PCB板加工设备的初始切割位置参数，并建立切割形状参数和每个孔的第二目标像素坐标之间的关联，得到关联特征，且从关联特征中获取切割形状参数确定的孔深度特征和第二目标像素坐标确定的孔直径特征；
根据孔直径特征，确定对PCB板加工设备的平面位置范围，根据孔深度特征，确定对PCB板加工设备的高度位置范围；
基于平面位置范围和高度位置范围，确定PCB板加工设备的空间活动范围，将空间活动范围的空间轮廓坐标作为约束条件；
位置参数确定单元，用于判断初始切割位置参数是否满足约束条件；
若是，将初始切割参数作为目标切割参数；
否则，基于约束条件，对初始切割位置参数进行调整，得到目标切割位置参数；
顺序参数确定单元，用于根据每个孔的物理坐标，确定PCB板的孔排列特征，并根据孔排列特征确定对PCB板的切割顺序参数；
整合单元，用于基于切割形状参数、目标切割位置参数和切割顺序参数，确定PCB板加工设备的移动参数，将移动参数作为加工参数。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明实施例中一种基于视觉标定的PCB板加工纠偏方法的流程图；
图2为本发明实施例中得到视觉摄像机的第一标定参数的流程图；
图3为本发明实施例中一种基于视觉标定的PCB板加工纠偏系统的结构图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
本发明实施例提供一种基于视觉标定的PCB板加工纠偏方法，如图1所示，包括：
S1：获取PCB板的整体尺寸参数，并结合视觉摄像机的内部参数，得到视觉摄像机的第一标定参数；
S2：获取PCB板上全部打孔参数，结合第一标定参数，得到视觉摄像机的第二标定参数；
S3：基于第二标定参数，获取对PCB板加工设备的加工参数；
S4：将加工参数与标准参数进行比较，根据比较结果确定对PCB板加工设备的纠偏信息。
在该实施例中，所述第一标定参数为确定视觉标定PCB板的预先准备工作，确定视觉摄像机相对于PCB板的位置，为后续标定监测PCB板的孔径参数提供基础。
在该实施例中，所述第二标定参数为确定PCB板的边框参数的准确性，为准确标定孔径参数提供基础。
在该实施例中，所述标准参数为根据PCB板的标准格式获取得到。
上述设计方案的有益效果是：通过首先PCB板的整体尺寸参数，并结合视觉摄像机的内部参数，确定视觉摄像机相对于PCB板的位置，为后续标定监测PCB板的孔径参数提供基础，然后，进一步根据定位孔在PCB板的位置参数，结合第一标定参数，得到视觉摄像机的第二标定参数，最终，确定PCB板加工设备的加工参数，从而确定对加工设备的纠偏信息，实现对PCB板加工过程中高精度高效率的监测，实现对PCB板的加工纠正。
实施例2
基于1的基础上，本发明实施例提供一种基于视觉标定的PCB板加工纠偏方法，如图2所示，S1中，获取PCB板的整体尺寸参数，并结合视觉摄像机的内部参数，得到视觉摄像机的第一标定参数，包括：
S11：根据PCB板的整体尺寸参数，得到边框参数和孔位置参数，并根据边框参数与孔位置参数，确定标定板的阵列间距，并根据阵列间距的标定板，创建标定坐标系；
S12：根据视觉摄像机中各个相机的内部参数，确定视觉摄像机到标定坐标系的变换矩阵；
S13：基于变换矩阵，得到对视觉摄像机的第一标定参数。
在该实施例中，视觉摄像机中包括多个相机，例如单目摄像机、全景摄像机等。
上述设计方案的有益效果是：通过根据PCB板的整体尺寸参数，来设计合理的标定板的阵列间距，在此阵列间距的标定板来建立标定坐标系，保证获取得到第一标定参数的准确性。
实施例3
基于实施例2的基础上，本发明实施例提供一种基于视觉标定的PCB板加工纠偏方法，基于变换矩阵，得到对视觉摄像机的第一标定参数包括：
根据变换矩阵，确定内部参数与标定坐标系的第一映射关系，并根据视觉摄像机中各个相机的特征，确定内部参数和外部参数的第二映射关系；
基于第一映射关系和第二映射关系，得到视觉摄像机的标定外部参数。
在该实施例中，所述内部参数例如为相机的焦距和像素大小等，外部参数为相机的位置和旋转方向等。
上述设计方案的有益效果是：根据确定内部参数与标定坐标系的第一映射关系，并根据视觉摄像机中各个相机的特征，确定内部参数和外部参数的第二映射关系，最终得到视觉摄像机的标定外部参数，实现对视觉摄像机的标定外部参的获取。
实施例4
基于实施例1的基础上，本发明实施例提供一种基于视觉标定的PCB板加工纠偏方法，S2中，获取PCB板上全部打孔参数，结合第一标定参数，得到视觉摄像机的第二标定参数，包括：
根据PCB板上全部打孔参数，确定孔位置参数、孔直径参数和孔深度参数，并基于孔位置参数、孔直径参数和孔深度参数对PCB板进行标记，确定PCB板上每个孔的特征，且基于标记结果，确定对每个孔的拍摄参数；
基于第一标定参数和拍摄参数，对PCB板进行拍摄，根据每个孔的拍摄参数，确定每个孔对应的拍摄图像，并从拍摄图像中确定对每个孔标记的图像像素坐标；
基于拍摄参数之间的差别特征，确定对图像像素坐标的整体修正系数，基于整体修正系数，得到第一像素坐标；
基于每个孔的特征，确定在第一标定参数拍摄下对孔位置的坐标偏差，并根据坐标偏差，对第一像素坐标进行修正，得到修正像素坐标；
获取在第一标定参数下，PCB板的边框像素坐标，并根据整体修正系数和坐标偏差，对边框像素坐标进行修正，得到修正边框坐标；
根据PCB板的边框参数和孔位置参数之间的相对关系，对修正像素坐标和修正边框坐标进行分析，判断修正像素坐标和修正边框坐标之间的坐标差异是否在预设范围内；
若是，将第一标定参数作为第二标定参数；
否则，基于相对关系和修正边框坐标，确定对修正像素坐标的调整系数，并基于所述调整系数，确定第一标定参数的调整值，基于第一标定参数和调整值，得到第二标定参数。
在该实施例中，从所述标记结果中可以得到每个孔的各种参数特征。
在该实施例中，每个孔的拍摄参数包括内部参数和外部参数，不同的标记结果对应的拍摄参数可能不同。
在该实施例中，所述拍摄图像为多个。
在该实施例中，整体修正系数用于对图像像素坐标的整体调整，却对每个坐标的调整值一致，例如每个横坐标均向右移动一个单位。
在该实施例中，坐标偏差用于对特定第一像素坐标的调整。
在该实施例中，根据整体修正系数和坐标偏差，对边框像素坐标进行修正，使得到的修正边框坐标与修正像素坐标一致对应。
上述设计方案的有益效果是：通过获取PCB板上全部打孔参数，结合第一标定参数，进行PCB板的拍摄，并对PCB板上每个孔的像素坐标进行修正调整和比较来对对第一标定参数进行判断，如若在第一标定参数下的图像坐标存在误差，则结合误差来确定对第一标定参数的调整，得到视觉摄像机的第二标定参数，进一步从图像坐标数值方面保证了第二坐标参数的准确性，为PCB板的加工纠偏提供数据基础。
实施例5
基于实施例1的基础上，本发明实施例提供一种基于视觉标定的PCB板加工纠偏方法，S3中，基于第二标定参数，获取对PCB板加工设备的加工参数，包括：
获取在第二标定参数下，PCB板的目标拍摄图像，并确定在目标拍摄图像的第一目标像素坐标和每个孔的第二目标像素坐标；
基于第一目标像素坐标和第二目标像素坐标确定每个孔的物理坐标，并根据每个孔的物理坐标，确定PCB板加工设备的切割形状参数；
获取PCB板加工设备和PCB板之间的第一相对位置，获取视觉摄像机和PCB板之间的第二相对位置，并基于第一相对位置和第二相对位置，确定PCB板加工设备和视觉摄像机之间的第三相对位置；
基于第三相对位置和每个孔的物理坐标，确定PCB板加工设备的初始切割位置参数，并建立切割形状参数和每个孔的第二目标像素坐标之间的关联，得到关联特征，且基于关联特征，确定对PCB板加工设备的切割位置参数的约束条件；
判断初始切割位置参数是否满足约束条件；
若是，将初始切割参数作为目标切割参数；
否则，基于约束条件，对初始切割位置参数进行调整，得到目标切割位置参数；
根据每个孔的物理坐标，确定PCB板的孔排列特征，并根据孔排列特征确定对PCB板的切割顺序参数；
基于切割形状参数、目标切割位置参数和切割顺序参数，确定PCB板加工设备的移动参数，将移动参数作为加工参数。
上述设计方案的有益效果是：通过根据在第二标定参数下，PCB板每个孔的物理坐标，对PCB板加工设备的切割形状参数、目标切割位置参数和切割顺序参数进行确定，并在确定目标切割位置参数时，考虑PCB板加工设备和PCB板之间的第一相对位置，获取视觉摄像机和PCB板之间的第二相对位置，对切割位置参数进行约束，保证得到目标切割参数的实用性，最终，确定PCB板加工设备的加工参数，从而确定对加工设备的纠偏信息，实现对PCB板加工过程中高精度高效率的监测，实现对PCB板的加工纠正。
实施例6
基于实施例5的基础上，本发明实施例提供一种基于视觉标定的PCB板加工纠偏方法，S3中，基于关联特征，确定对PCB板加工设备的切割位置参数的约束条件，包括：
从关联特征中获取切割形状参数确定的孔深度特征和第二目标像素坐标确定的孔直径特征；
根据孔直径特征，确定对PCB板加工设备的平面位置范围，根据孔深度特征，确定对PCB板加工设备的高度位置范围；
基于平面位置范围和高度位置范围，确定PCB板加工设备的空间活动范围，将空间活动范围的空间轮廓坐标作为约束条件。
上述设计方案的有益效果是：通过根据孔深度特征和孔直径特征两方面来确定PCB板加工设备的约束条件，保证得到约束条件的准确性和全面性。
实施例7
基于实施例1的基础上，本发明实施例提供一种基于视觉标定的PCB板加工纠偏方法，S4中，将加工参数与标准参数进行比较，根据比较结果确定对PCB板加工设备的纠偏信息，包括：
根据加工参数中切割顺序参数，建立切割位置参数的参数矩阵，基于参数矩阵建立PCB板加工模型，根据PCB板加工模型的输出结果，确定参数矩阵的模糊等价矩阵；
模糊等价矩阵H(x)的计算公式如下：
Figure GDA0004253802070000121
其中，D(x)表示参数矩阵，σ表示PCB板加工模型的精度，取值为(0.8,1.0)，Δt表示输出结果可允许误差，取值为(0.2,0.5)，T(y)表示PCB板加工模型的输出结果，T0(y)表示标准输出结果，S表示可接受等价范围，取值为(0.8,1.2)；
根据标准参数生成与参数矩阵格式一致的标准矩阵，将模糊等价矩阵与标准矩阵进行差异比较，得到差异值；
差异值K的计算公式如下：
Figure GDA0004253802070000131
其中，H(xij)表示模糊等价矩阵中第i行第j列元素的参数取值，F(xij)表示标准矩阵中第i行第j列元素的参数取值，δij表示模糊等价矩阵中第i行第j列元素对应参数的模糊取值，取值为(1.0,2.0)；
判断差异值是否大于预设差异值；
若是，从差异比较结果中提取大于预设差异值的待纠正参数，根据待纠正参数对应的模糊等价参数，确定待纠正参数的纠偏信息；
否则，表明PCB板加工满足加工标准，不需要进行加工参数的纠正。
在该实施例中，模糊等价矩阵项对于参数矩阵的参数范围更广，且满足PCB板加工要求。
在该实施例中，输出结果可允许误差根据加工参数特征确定，加工参数范围越窄，可允许误差越小。
在该实施例中，所述模糊等价矩阵中第i行第j列元素对应参数的模糊度越高，取值越大，表明对应参数的可取值范围越广。
上述设计方案的有益效果是：通过模拟加工参数的PCB板加工，来得到加工参数确定的参数矩阵对应的模糊等价矩阵，实现对加工参数范围的扩大，提高对加工过程中参数是否出现偏差的正确判断率，避免误判加工过程，造成人力和材料的浪费，然后，将标准参数生成与参数矩阵格式一致的标准矩阵与模糊等价矩阵进行差异比较，并在比较过程中考虑对应参数的模糊取值，实现在差异比较时，对每个参数独特性的考虑，保证得到的偏差值更符合实际的PCB板的加工过程情况，实现对PCB板加工过程中高精度高效率的监测，实现对PCB板的加工纠正。
实施例8
一种基于视觉标定的PCB板加工纠偏系统，如图3所示，包括：
第一标定确定模块，用于获取PCB板的整体尺寸参数，并结合视觉摄像机的内部参数，得到视觉摄像机的第一标定参数；
第二标定确定模块，用于获取PCB板上全部打孔参数，结合第一标定参数，得到视觉摄像机的第二标定参数；
加工参数确定模块，用于基于第二标定参数，获取对PCB板加工设备的加工参数；
加工纠偏模块，用于将加工参数与标准参数进行比较，根据比较结果确定对PCB板加工设备的纠偏信息。
在该实施例中，所述第一标定参数为确定视觉标定PCB板的预先准备工作，确定视觉摄像机相对于PCB板的位置，为后续标定监测PCB板的孔径参数提供基础。
在该实施例中，所述第二标定参数为确定PCB板的边框参数的准确性，为准确标定孔径参数提供基础。
在该实施例中，所述标准参数为根据PCB板的标准格式获取得到。
上述设计方案的有益效果是：通过首先PCB板的整体尺寸参数，并结合视觉摄像机的内部参数，确定视觉摄像机相对于PCB板的位置，为后续标定监测PCB板的孔径参数提供基础，然后，进一步根据定位孔在PCB板的位置参数，结合第一标定参数，得到视觉摄像机的第二标定参数，最终，确定PCB板加工设备的加工参数，从而确定对加工设备的纠偏信息，实现对PCB板加工过程中高精度高效率的监测，实现对PCB板的加工纠正。
实施例9
基于实施例8的基础上，本发明实施例提供一种基于视觉标定的PCB板加工纠偏系统，第二标定确定模块，包括：
参数确定单元，用于根据PCB板上全部打孔参数，确定孔位置参数、孔直径参数和孔深度参数，并基于孔位置参数、孔直径参数和孔深度参数对PCB板进行标记，确定PCB板上每个孔的特征，且基于标记结果，确定对每个孔的拍摄参数；
坐标确定单元，用于基于第一标定参数和拍摄参数，对PCB板进行拍摄，根据每个孔的拍摄参数，确定每个孔对应的拍摄图像，并从拍摄图像中确定对每个孔标记的图像像素坐标；
坐标修正单元，用于基于拍摄参数之间的差别特征，确定对图像像素坐标的整体修正系数，基于整体修正系数，得到第一像素坐标；基于每个孔的特征，确定在第一标定参数拍摄下对孔位置的坐标偏差，并根据坐标偏差，对第一像素坐标进行修正，得到修正像素坐标；获取在第一标定参数下，PCB板的边框像素坐标，并根据整体修正系数和坐标偏差，对边框像素坐标进行修正，得到修正边框坐标；
参数调整单元，用于根据PCB板的边框参数和孔位置参数之间的相对关系，对修正像素坐标和修正边框坐标进行分析，判断修正像素坐标和修正边框坐标之间的坐标差异是否在预设范围内；
若是，将第一标定参数作为第二标定参数；
否则，基于相对关系和修正边框坐标，确定对修正像素坐标的调整系数，并基于所述调整系数，确定第一标定参数的调整值，基于第一标定参数和调整值，得到第二标定参数。
在该实施例中，从所述标记结果中可以得到每个孔的各种参数特征。
在该实施例中，每个孔的拍摄参数包括内部参数和外部参数，不同的标记结果对应的拍摄参数可能不同。
在该实施例中，所述拍摄图像为多个。
在该实施例中，整体修正系数用于对图像像素坐标的整体调整，却对每个坐标的调整值一致，例如每个横坐标均向右移动一个单位。
在该实施例中，坐标偏差用于对特定第一像素坐标的调整。
在该实施例中，根据整体修正系数和坐标偏差，对边框像素坐标进行修正，使得到的修正边框坐标与修正像素坐标一致对应。
上述设计方案的有益效果是：通过获取PCB板上全部打孔参数，结合第一标定参数，进行PCB板的拍摄，并对PCB板上每个孔的像素坐标进行修正调整和比较来对对第一标定参数进行判断，如若在第一标定参数下的图像坐标存在误差，则结合误差来确定对第一标定参数的调整，得到视觉摄像机的第二标定参数，进一步从图像坐标数值方面保证了第二坐标参数的准确性，为PCB板的加工纠偏提供数据基础。
实施例10
基于实施例8的基础上，本发明实施例提供一种基于视觉标定的PCB板加工纠偏系统，加工参数确定模块，包括：
形状参数确定单元，用于获取在第二标定参数下，PCB板的目标拍摄图像，并确定在目标拍摄图像的第一目标像素坐标和每个孔的第二目标像素坐标，基于第一目标像素坐标和第二目标像素坐标确定每个孔的物理坐标，并根据每个孔的物理坐标，确定PCB板加工设备的切割形状参数；
相对位置确定单元，用于获取PCB板加工设备和PCB板之间的第一相对位置，获取视觉摄像机和PCB板之间的第二相对位置，并基于第一相对位置和第二相对位置，确定PCB板加工设备和视觉摄像机之间的第三相对位置；
约束条件确定单元，用于基于第三相对位置和每个孔的物理坐标，确定PCB板加工设备的初始切割位置参数，并建立切割形状参数和每个孔的第二目标像素坐标之间的关联，得到关联特征，且从关联特征中获取切割形状参数确定的孔深度特征和第二目标像素坐标确定的孔直径特征；
根据孔直径特征，确定对PCB板加工设备的平面位置范围，根据孔深度特征，确定对PCB板加工设备的高度位置范围；
基于平面位置范围和高度位置范围，确定PCB板加工设备的空间活动范围，将空间活动范围的空间轮廓坐标作为约束条件；
位置参数确定单元，用于判断初始切割位置参数是否满足约束条件；
若是，将初始切割参数作为目标切割参数；
否则，基于约束条件，对初始切割位置参数进行调整，得到目标切割位置参数；
顺序参数确定单元，用于根据每个孔的物理坐标，确定PCB板的孔排列特征，并根据孔排列特征确定对PCB板的切割顺序参数；
整合单元，用于基于切割形状参数、目标切割位置参数和切割顺序参数，确定PCB板加工设备的移动参数，将移动参数作为加工参数。
上述设计方案的有益效果是：通过根据在第二标定参数下，PCB板每个孔的物理坐标，对PCB板加工设备的切割形状参数、目标切割位置参数和切割顺序参数进行确定，并在确定目标切割位置参数时，考虑PCB板加工设备和PCB板之间的第一相对位置，获取视觉摄像机和PCB板之间的第二相对位置，对切割位置参数进行约束，保证得到目标切割参数的实用性，最终，确定PCB板加工设备的加工参数，从而确定对加工设备的纠偏信息，实现对PCB板加工过程中高精度高效率的监测，实现对PCB板的加工纠正。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种基于视觉标定的PCB板加工纠偏方法，其特征在于，包括：
S1：获取PCB板的整体尺寸参数，并结合视觉摄像机的内部参数，得到视觉摄像机的第一标定参数；
S2：获取PCB板上全部打孔参数，结合第一标定参数，得到视觉摄像机的第二标定参数；
S3：基于第二标定参数，获取对PCB板加工设备的加工参数；
S4：将加工参数与标准参数进行比较，根据比较结果确定对PCB板加工设备的纠偏信息；
S3中，基于第二标定参数，获取对PCB板加工设备的加工参数，包括：
获取在第二标定参数下，PCB板的目标拍摄图像，并确定在目标拍摄图像的第一目标像素坐标和每个孔的第二目标像素坐标；
基于第一目标像素坐标和第二目标像素坐标确定每个孔的物理坐标，并根据每个孔的物理坐标，确定PCB板加工设备的切割形状参数；
获取PCB板加工设备和PCB板之间的第一相对位置，获取视觉摄像机和PCB板之间的第二相对位置，并基于第一相对位置和第二相对位置，确定PCB板加工设备和视觉摄像机之间的第三相对位置；
基于第三相对位置和每个孔的物理坐标，确定PCB板加工设备的初始切割位置参数，并建立切割形状参数和每个孔的第二目标像素坐标之间的关联，得到关联特征，且基于关联特征，确定对PCB板加工设备的切割位置参数的约束条件；
判断初始切割位置参数是否满足约束条件；
若是，将初始切割参数作为目标切割参数；
否则，基于约束条件，对初始切割位置参数进行调整，得到目标切割位置参数；
根据每个孔的物理坐标，确定PCB板的孔排列特征，并根据孔排列特征确定对PCB板的切割顺序参数；
基于切割形状参数、目标切割位置参数和切割顺序参数，确定PCB板加工设备的移动参数，将移动参数作为加工参数；
基于关联特征，确定对PCB板加工设备的切割位置参数的约束条件，包括：
从关联特征中获取切割形状参数确定的孔深度特征和第二目标像素坐标确定的孔直径特征；
根据孔直径特征，确定对PCB板加工设备的平面位置范围，根据孔深度特征，确定对PCB板加工设备的高度位置范围；
基于平面位置范围和高度位置范围，确定PCB板加工设备的空间活动范围，将空间活动范围的空间轮廓坐标作为约束条件。
2.根据权利要求1所述的一种基于视觉标定的PCB板加工纠偏方法，其特征在于，S1中，获取PCB板的整体尺寸参数，并结合视觉摄像机的内部参数，得到视觉摄像机的第一标定参数，包括：
根据PCB板的整体尺寸参数，得到边框参数和孔位置参数，并根据边框参数与孔位置参数，确定标定板的阵列间距，并根据阵列间距的标定板，创建标定坐标系；
根据视觉摄像机中各个相机的内部参数，确定视觉摄像机到标定坐标系的变换矩阵；
基于变换矩阵，得到对视觉摄像机的第一标定参数。
3.根据权利要求2所述的一种基于视觉标定的PCB板加工纠偏方法，其特征在于，基于变换矩阵，得到对视觉摄像机的第一标定参数包括：
根据变换矩阵，确定内部参数与标定坐标系的第一映射关系，并根据视觉摄像机中各个相机的特征，确定内部参数和外部参数的第二映射关系；
基于第一映射关系和第二映射关系，得到视觉摄像机的标定外部参数。
4.根据权利要求1所述的一种基于视觉标定的PCB板加工纠偏方法，其特征在于，S2中，获取PCB板上全部打孔参数，结合第一标定参数，得到视觉摄像机的第二标定参数，包括：
根据PCB板上全部打孔参数，确定孔位置参数、孔直径参数和孔深度参数，并基于孔位置参数、孔直径参数和孔深度参数对PCB板进行标记，确定PCB板上每个孔的特征，且基于标记结果，确定对每个孔的拍摄参数；
基于第一标定参数和拍摄参数，对PCB板进行拍摄，根据每个孔的拍摄参数，确定每个孔对应的拍摄图像，并从拍摄图像中确定对每个孔标记的图像像素坐标；
基于拍摄参数之间的差别特征，确定对图像像素坐标的整体修正系数，基于整体修正系数，得到第一像素坐标；
基于每个孔的特征，确定在第一标定参数拍摄下对孔位置的坐标偏差，并根据坐标偏差，对第一像素坐标进行修正，得到修正像素坐标；
获取在第一标定参数下，PCB板的边框像素坐标，并根据整体修正系数和坐标偏差，对边框像素坐标进行修正，得到修正边框坐标；
根据PCB板的边框参数和孔位置参数之间的相对关系，对修正像素坐标和修正边框坐标进行分析，判断修正像素坐标和修正边框坐标之间的坐标差异是否在预设范围内；
若是，将第一标定参数作为第二标定参数；
否则，基于相对关系和修正边框坐标，确定对修正像素坐标的调整系数，并基于所述调整系数，确定第一标定参数的调整值，基于第一标定参数和调整值，得到第二标定参数。
5.根据权利要求1所述的一种基于视觉标定的PCB板加工纠偏方法，其特征在于，S4中，将加工参数与标准参数进行比较，根据比较结果确定对PCB板加工设备的纠偏信息，包括：
根据加工参数中切割顺序参数，建立切割位置参数的参数矩阵，基于参数矩阵建立PCB板加工模型，根据PCB板加工模型的输出结果，确定参数矩阵的模糊等价矩阵；
根据标准参数生成与参数矩阵格式一致的标准矩阵，将模糊等价矩阵与标准矩阵进行差异比较，得到差异值；
判断差异值是否大于预设差异值；
若是，从差异比较结果中提取大于预设差异值的待纠正参数，根据待纠正参数对应的模糊等价参数，确定待纠正参数的纠偏信息；
否则，表明PCB板加工满足加工标准，不需要进行加工参数的纠正。
6.一种基于视觉标定的PCB板加工纠偏系统，其特征在于，包括：
第一标定确定模块，用于获取PCB板的整体尺寸参数，并结合视觉摄像机的内部参数，得到视觉摄像机的第一标定参数；
第二标定确定模块，用于获取PCB板上全部打孔参数，结合第一标定参数，得到视觉摄像机的第二标定参数；
加工参数确定模块，用于基于第二标定参数，获取对PCB板加工设备的加工参数；
加工纠偏模块，用于将加工参数与标准参数进行比较，根据比较结果确定对PCB板加工设备的纠偏信息；
加工参数确定模块，包括：
形状参数确定单元，用于获取在第二标定参数下，PCB板的目标拍摄图像，并确定在目标拍摄图像的第一目标像素坐标和每个孔的第二目标像素坐标，基于第一目标像素坐标和第二目标像素坐标确定每个孔的物理坐标，并根据每个孔的物理坐标，确定PCB板加工设备的切割形状参数；
相对位置确定单元，用于获取PCB板加工设备和PCB板之间的第一相对位置，获取视觉摄像机和PCB板之间的第二相对位置，并基于第一相对位置和第二相对位置，确定PCB板加工设备和视觉摄像机之间的第三相对位置；
约束条件确定单元，用于基于第三相对位置和每个孔的物理坐标，确定PCB板加工设备的初始切割位置参数，并建立切割形状参数和每个孔的第二目标像素坐标之间的关联，得到关联特征，且从关联特征中获取切割形状参数确定的孔深度特征和第二目标像素坐标确定的孔直径特征；
根据孔直径特征，确定对PCB板加工设备的平面位置范围，根据孔深度特征，确定对PCB板加工设备的高度位置范围；
基于平面位置范围和高度位置范围，确定PCB板加工设备的空间活动范围，将空间活动范围的空间轮廓坐标作为约束条件；
位置参数确定单元，用于判断初始切割位置参数是否满足约束条件；
若是，将初始切割参数作为目标切割参数；
否则，基于约束条件，对初始切割位置参数进行调整，得到目标切割位置参数；
顺序参数确定单元，用于根据每个孔的物理坐标，确定PCB板的孔排列特征，并根据孔排列特征确定对PCB板的切割顺序参数；
整合单元，用于基于切割形状参数、目标切割位置参数和切割顺序参数，确定PCB板加工设备的移动参数，将移动参数作为加工参数。
7.根据权利要求6所述的一种基于视觉标定的PCB板加工纠偏系统，其特征在于，第二标定确定模块，包括：
参数确定单元，用于根据PCB板上全部打孔参数，确定孔位置参数、孔直径参数和孔深度参数，并基于孔位置参数、孔直径参数和孔深度参数对PCB板进行标记，确定PCB板上每个孔的特征，且基于标记结果，确定对每个孔的拍摄参数；
坐标确定单元，用于基于第一标定参数和拍摄参数，对PCB板进行拍摄，根据每个孔的拍摄参数，确定每个孔对应的拍摄图像，并从拍摄图像中确定对每个孔标记的图像像素坐标；
坐标修正单元，用于基于拍摄参数之间的差别特征，确定对图像像素坐标的整体修正系数，基于整体修正系数，得到第一像素坐标；基于每个孔的特征，确定在第一标定参数拍摄下对孔位置的坐标偏差，并根据坐标偏差，对第一像素坐标进行修正，得到修正像素坐标；获取在第一标定参数下，PCB板的边框像素坐标，并根据整体修正系数和坐标偏差，对边框像素坐标进行修正，得到修正边框坐标；
参数调整单元，用于根据PCB板的边框参数和孔位置参数之间的相对关系，对修正像素坐标和修正边框坐标进行分析，判断修正像素坐标和修正边框坐标之间的坐标差异是否在预设范围内；
若是，将第一标定参数作为第二标定参数；
否则，基于相对关系和修正边框坐标，确定对修正像素坐标的调整系数，并基于所述调整系数，确定第一标定参数的调整值，基于第一标定参数和调整值，得到第二标定参数。
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