CN117611555A - 线路板与Gerber图的对位方法、线路板检测方法及相关设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种线路板与Gerber图的对位方法、线路板检测方法及相关设备，涉及线路板检测的技术领域。本申请利用相机先后拍摄线路板左上角的第一区域图像和右下角的第二区域图像，并从相应的Gerber图像中截取出了与第一区域图像对应的参考图像，随后可依据第一区域图像与参考图像之间的图像匹配得到线路板相对于Gerber图像的偏移量，最后还可依据相机从线路板左上角移动至右下角的移动距离、参考图像中两个圆形的圆心坐标、第一区域图像中一个圆形的圆心坐标及第二区域图像中另一圆形的圆心坐标，计算出线路板相对于Gerber图像的偏转角。可见，本申请同时考虑了线路板相对于Gerber图像的移动和转动，相较传统方案提升了线路板检测的准确性和效率。

Description

线路板与Gerber图的对位方法、线路板检测方法及相关设备

技术领域

本申请涉及线路板检测的技术领域，尤其涉及一种线路板与Gerber图的对位方法、线路板检测方法及相关设备。

背景技术

PCB（Printed Circuit Board，印刷电路板）是电子产品的核心组件，其载体是PWB（Printed Wiring Board，印刷线路板），PWB上未安装电子元器件，只有众多由铜箔制成的细小线路（称之为导线或者布线），当将所需的各电子元器件安装于PWB上时，PWB上原有的众多导线就会为这些电子元器件提供电路连接，最终构成了PCB。此外，由于PWB的好坏会直接决定PCB的质量与性能，而PCB的质量与性能又会直接影响电子产品的性能和使用寿命，所以在制造PWB时需要对PWB进行检测，主要是发现并纠正PWB的线路缺陷，比如开路、短路、缺铜、凸铜、线粗、残铜、凹铜等，这样有助于提升后续制造PCB的质量和效率，进而提升制造电子产品的质量和效率。

相关技术中，在对线路板（即PWB）进行检测之前存在一个不可或缺的环节，即线路板与相应Gerber图的对位（Gerber是一种文档格式，主要用来描述线路板的线路层、阻焊层、字符层等的图像及钻、铣数据），其指的是利用相机拍摄线路板的图像、并将线路板的图像与相应的Gerber图进行匹配的过程；但是，现有的对位方式只考虑了线路板相对于Gerber图的移动，而并未考虑线路板相对于Gerber图的转动，从而致使后续检测线路板的准确性、效率等均有所不足，而且对于大幅面的线路板而言，需要将线路板与相应的Gerber图进行逐像素的匹配，这同样不利于线路板检测效率的提高。

因此，有必要对线路板与相应Gerber图的现有对位方案进行改进。

发明内容

本申请提供了一种线路板与Gerber图的对位方法、线路板检测方法及相关设备，旨在解决相关技术中线路板的检测效率和准确性均有所不足的问题。

为了解决相关技术中所存在的上述技术问题，本申请实施例第一方面提供了一种线路板与Gerber图的对位方法，包括：获取相机先后拍摄的待检测线路板左上角的第一区域图像和右下角的第二区域图像，并记录相机从待检测线路板左上角移动至右下角的水平移动距离和竖直移动距离；获取与待检测线路板相应的Gerber图像，并参照第一区域图像从Gerber图像中截取出相应的参考图像；对第一区域图像和参考图像进行图像匹配，得到待检测线路板相对于Gerber图像的水平偏移量和竖直偏移量；根据Gerber图像中第一圆形和第二圆形的圆心坐标，计算出第一圆形与第二圆形的圆心之间的连线在水平方向上的第一夹角，其中，第一圆形的圆心坐标在Gerber图像上的所有圆形中最大，第二圆形的圆心坐标在Gerber图像上的所有圆形中最小；根据水平移动距离、竖直移动距离、第一区域图像中第三圆形的圆心坐标以及第二区域图像中第四圆形的圆心坐标，计算出第三圆形与第四圆形的圆心之间的连线在水平方向上的第二夹角，其中，第三圆形为第一区域图像中位于左上角的圆形，第四圆形为第二区域图像中位于右下角的圆形；根据第一夹角和第二夹角，计算出待检测线路板相对于Gerber图像的偏转角。

本申请实施例第二方面提供了一种线路板检测方法，包括：根据本申请实施例第一方面所提及的对位方法，得到待检测线路板相对于相应Gerber图像的水平偏移量、竖直偏移量和偏转角；根据水平偏移量和竖直偏移量，生成相应的补偿指令并发送至相机，其中，补偿指令用于指导相机利用水平偏移量和竖直偏移量对自身的运动进行补偿；向相机发送拍摄指令，并获取相机响应于拍摄指令所拍摄的待检测线路板的实际图像；参照偏转角对实际图像进行相应的旋转，并将旋转后的实际图像与Gerber图像进行模板匹配；依据模板匹配的结果，判断待检测线路板是否存在线路缺陷。

本申请实施例第三方面提供了一种线路板检测设备，包括相机以及电子设备，相机与电子设备通讯连接，其中：相机，用于在电子设备的控制下拍摄待检测线路板的图像；电子设备，用于：获取待检测线路板的图像及相应的Gerber图像，并根据本申请实施例第一方面所提及的对位方法，实现待检测线路板与Gerber图像之间的对位；或，根据本申请实施例第二方面所提及的线路板检测方法，检测出待检测线路板是否存在线路缺陷。

本申请实施例第四方面提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，存储器与处理器通讯连接，存储器上存储有至少一段计算机指令，处理器用于调用存储器所存储的至少一段计算机指令，以实现本申请实施例第一方面所提及的对位方法，或实现本申请实施例第二方面所提及的线路板检测方法。

可以理解的是，通过本申请上述技术方案的实施，利用相机先后拍摄待检测线路板左上角的第一区域图像和右下角的第二区域图像，并获取了与待检测线路板相应的Gerber图像，同时还需参照第一区域图像从Gerber图像中截取出相应的参考图像，随后可依据第一区域图像与参考图像之间的图像匹配得到待检测线路板相对于Gerber图像的偏移量（即水平偏移量和竖直偏移量），最后还可依据相机从待检测线路板左上角移动至右下角的移动距离（即水平移动距离和竖直移动距离）、参考图像中两个圆形的圆心坐标、第一区域图像中一个圆形的圆心坐标及第二区域图像中另一圆形的圆心坐标，计算出待检测线路板相对于Gerber图像的偏转角。由此可见，在对待检测线路板与相应的Gerber图像进行对位时，本申请不仅考虑了待检测线路板相对于Gerber图像的移动（即偏移量），还考虑了待检测线路板相对于Gerber图像的转动（即偏转角），这相较传统方案可提升线路板检测的准确性和效率；而且，本申请仅需依据三个图像（即第一区域图像、第二区域图像和参考图像）及其中的几个特定的圆形，即可实现待检测线路板与相应Gerber图像之间的对位，对于大幅面的线路板而言，无需像传统方案那样逐像素地进行待检测线路板与相应Gerber图像的匹配，更加有利于大幅面线路板检测效率的提高。

附图说明

为了更清楚地说明相关技术或本申请实施例中的技术方案，下面将对相关技术或本申请实施例的描述中所需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申请的一些实施例，而并非是全部实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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为本申请实施例提供的线路板检测设备的模块框图；

图2为本申请实施例提供的电子设备的模块框图；

图3为本申请实施例提供的对位方法的流程示意图；

图4为本申请实施例提供的第一区域图像和第二区域图像的示例图；

图5为本申请实施例提供的参考图像与第一区域图像的图像匹配示意图；

图6为本申请实施例提供的图3中S340的流程示意图；

图7为本申请实施例提供的第一夹角和第二夹角的计算示意图；

图8为本申请实施例提供的图3中S350的流程示意图；

图9为本申请实施例提供的线路板检测方法的流程示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加的明显、易懂，下面将结合本申请实施例以及相应的附图，对本申请进行清楚、完整地描述，其中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。应当理解的是，下面所描述的本申请的各个实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请，即基于本申请的各个实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。此外，下面所描述的本申请的各个实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

相关技术中，在对线路板进行检测之前有一个不可或缺的环节，即线路板与相应Gerber图的对位，其指的是利用相机拍摄线路板的图像、并将线路板的图像与相应的Gerber图进行匹配的过程；但是，现有的对位方式只考虑了线路板相对于Gerber图的移动，而并未考虑线路板相对于Gerber图的转动，从而致使后续检测线路板的准确性、效率等均有所不足，而且对于大幅面的线路板而言，需要将线路板与相应的Gerber图进行逐像素的匹配，这同样不利于线路板检测效率的提高。为此，本申请于下文的实施例中提出了一种线路板与Gerber图的对位方法、应用该对位方法的线路板检测方法及相关设备，通过该对位方法对线路板与相应的Gerber图进行对位，然后再通过该线路板检测方法对线路板进行检测，可以有效地提升线路板检测的效率和准确性。

图1是线路板检测设备的模块框图，在一些实施例中，线路板检测设备100包括相机120和电子设备110，相机120与电子设备110通讯连接，这种通讯连接关系使得相机120与电子设备110之间可以进行信息交互，如此电子设备110即可控制相机120的工作或者设定相机120的工作参数。在实际的线路板检测中，电子设备110可控制相机120在空间中移动、并拍摄待检测线路板的图像数据，比如待检测线路板的完整图像或不同区域的图像，随后相机120可将自身拍摄的图像数据传输至电子设备110，而电子设备110在接收到这些图像数据之后，即可基于这些图像数据及与待检测线路板相对应的Gerber图像去执行本申请的对位方法，从而实现待检测线路板与相应Gerber图像之间的对位，之后还可基于对位结果去执行本申请的线路板检测方法，从而实现对待检测线路板的检测，目的则是发现并纠正待检测线路板所存在的线路缺陷，比如开路、短路、缺铜、凸铜、线粗、残铜、凹铜等，也就是说，本申请的对位方法、线路板检测方法均是电子设备110内所存储的至少一段计算机指令，本申请的电子设备110可通过执行这些计算机指令来完成相应的对位工作或者线路板检测工作。此外，需要说明的是，本申请的电子设备110除了包括前文所列举出的结构以外，还可包括一些本领域内常用的其它结构，比如为相机120在空间中的移动提供基础的导轨、驱动相机120在空间中移动的动力装置、提供工作所需电能的电源、起支撑作用的机架等，本申请对此不再展开赘述。

作为其中的一个实施例，图2是电子设备110的模块框图，电子设备110包括存储器111以及处理器112，存储器111与处理器112通讯连接，存储器111内存储有至少一段计算机指令，该至少一段计算机指令实际上就是本申请的对位方法和/或线路板检测方法，也就是说，处理器112可调用存储器111所存储的至少一段计算机指令以实现该对位方法和/或线路板检测方法。此外，需要说明的是，电子设备110除了可包括存储器111和处理器112以外，还可以包括本领域内常见的其它结构，比如用于实现存储器111与处理器112之间通讯连接的总线113等，本实施例在此不再一一列举。还需要说明的是，电子设备110可以是市面上常见的具有一定数据处理能力的任何智能设备，比如台式电脑、笔记本电脑、平板电脑、手机、智能穿戴设备等。

在本实施例的一些实现方式中，处理器112由集成电路所组成，其可以由单个封装的集成电路所组成，也可以由多个相同功能或者不同功能封装的集成电路所组成，处理器112可以包括中央处理器（CPU）、微处理器、神经网络芯片、数字处理芯片、图形处理器及各种控制芯片中的任一种或多种的组合。可以理解的是，处理器112属于电子设备110的控制核心，处理器112利用各种接口和线路连接整个电子设备110的各个部件，并通过运行或执行计算机指令或模块以及调用数据，来实现电子设备110的各种功能和数据处理，比如实现待检测线路板与相应Gerber图像的对位功能、待检测线路板的检测功能等。

在本实施例的一些实现方式中，存储器111至少包括一种类型的计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以包括但不限于闪存、移动硬盘、多媒体卡、卡型存储器（如SD存储器、DX存储器等）、磁性存储器、磁盘及光盘。在这些实现方式中，存储器111可以是电子设备110的内部存储单元（比如电子设备110的移动硬盘），也可以是电子设备110的外部存储设备，比如电子设备110上配备的插接式移动硬盘、智能存储卡（SMC）、安全数字（SD）卡以及闪存卡等，或者存储器111同时是电子设备110的内部存储单元和外部存储设备；进一步地，存储器111不仅可以用于存储安装于电子设备110的应用软件、各类数据以及计算机指令（比如实现待检测线路板与相应Gerber图像的对位功能、待检测线路板的检测功能等的代码），还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据；在实际的应用中，处理器112可调取并运行存储器111中存储的计算机指令，从而实现待检测线路板与相应Gerber图像的对位功能、待检测线路板的检测功能等。

以上实施例仅作为本申请的优选实现，它们并非是对线路板检测设备100及电子设备110相关内容的唯一限定；对此，本领域技术人员可以在以上实施例的基础上，根据实际应用场景进行灵活设定。下面，将结合图3至图8，来对待检测线路板与相应Gerber图像之间的对位流程进行详尽地阐述。

图3是对位方法的流程示意图，在一些实施例中，对位方法包括步骤310至步骤360（简写为S310至S360），而在下方的各步骤中，本申请将以电子设备110中的处理器112作为执行主体来描述。

S310，获取相机120先后拍摄的待检测线路板左上角的第一区域图像和右下角的第二区域图像，并记录相机120从待检测线路板左上角移动至右下角的水平移动距离和竖直移动距离。

在一些实施例中，处理器112向动力装置发送第一移动指令，动力装置可对该第一移动指令进行响应、并驱动相机120移动至待检测线路板的左上角区域，然后处理器112再向相机120发送第一拍摄指令，而相机120可响应于该第一拍摄指令、并拍摄待检测线路板左上角的第一区域图像；在拍摄到第一区域图像之后，处理器112向动力装置发送第二移动指令，动力装置可响应于该第二移动指令、并驱动相机120从待检测线路板的左上角区域移动至右下角区域，然后处理器112再向相机120发送第二拍摄指令，而相机120可响应于该第二拍摄指令、并拍摄待检测线路板右下角的第二区域图像；此外，在相机120拍摄第一区域图像和第二区域图像的过程中，还需要记录相机120从待检测线路板左上角移动至右下角的水平移动距离和竖直移动距离，之后处理器112即可获取第一区域图像、第二区域图像、水平移动距离和竖直移动距离，以便据此进行后续的对位流程。

需要说明的是，现阶段市面上的线路板上通常含有大量的图像特征，比如圆形、椭圆形、矩形、三角形、梯形、直线、文字、圆弧等，其中尤以圆形居多，而在线路板的左上角和右下角通常均有一个圆形，这两个圆形很容易被算法识别、更便于在相应的Gerber图像中找到其对应的坐标信息，本申请将这样的图像特征称为“显著图像特征”，而利用这种“显著图像特征”去进行待检测线路板与相应Gerber图像的对位是十分方便的，故而本申请需要获取待检测线路板左上角的第一区域图像和右下角的第二区域图像，并利用第一区域图像左上角的圆形和第二区域图像右下角的圆形去进行后续的对位流程。此外，本领域技术人员应当理解，“显著图像特征”并非仅限于待检测线路板左上角和右下角的两个圆形，这只是本申请在实施例中所给的示例而已，“显著图像特征”也可以选用待检测线路板上的其它图像特征，只要所选择的图像特征能够满足“容易被算法识别、更便于在相应的Gerber图像中找到其对应的坐标信息”的条件即可，本申请对此不做唯一限定。进一步地，为了便于理解，可参见图4所示出的第一区域图像和第二区域图像的示例图，其中，图4（a）为待检测线路板左上角的第一区域图像，图4（b）为待检测线路板右下角的第二区域图像。

S320，获取与待检测线路板相应的Gerber图像，并参照第一区域图像从Gerber图像中截取出相应的参考图像。

在一些实施例中，处理器112在获取到S310中的第一区域图像、第二区域图像、水平移动距离以及竖直移动距离之后，还需要获取与待检测线路板相对应的Gerber图像，并参照第一区域图像从Gerber图像的左上角区域截取出相应的参考图像，而第一区域图像和所截取的参考图像可用于在后续的对位流程中获取待检测线路板相对于Gerber图像的偏移量（水平方向和竖直方向上的）。此外，需要说明的是，待检测线路板与相应Gerber图像的对位实际上就是获取两者之间所存在的偏差的过程，而待检测线路板相对于Gerber图像的偏移量即属于两者间的偏差之一。还需要说明的是，在S320中，也可以参照第二区域图像从Gerber图像的右下角区域截取出相应的参考图像，这是可以根据实际需求去选择的。进一步地，为了便于理解，可参见图5所示出的参考图像与第一区域图像的图像匹配示意图，其中，图5（a）对应于待检测线路板左上角的第一区域图像，图5（b）对应于Gerber图像左上角的参考图像；此外，在图5以及其它附图中，img1均表示第一区域图像，img2均表示第二区域图像，stand1均表示参考图像。

S330，对第一区域图像和参考图像进行图像匹配，得到待检测线路板相对于Gerber图像的水平偏移量和竖直偏移量。

在一些实施例中，处理器112在从Gerber图像中截取出参考图像之后，即可如图5（c）所示对第一区域图像和参考图像进行图像匹配，并得到待检测线路板相对于Gerber图像的水平偏移量和竖直偏移量，而所得到的水平偏移量和竖直偏移量可以应用在后续的线路板检测流程中，以对相机120的运动进行补偿。优选地，如图5（c）所示，为了保证第一区域图像和参考图像之间图像匹配的成功率，参考图像的尺寸应大于第一区域图像的尺寸。

S340，根据Gerber图像中第一圆形和第二圆形的圆心坐标，计算出第一圆形与第二圆形的圆心之间的连线在水平方向上的第一夹角。

在一些实施例中，处理器112在得到待检测线路板相对于Gerber图像的水平偏移量以及竖直偏移量之后，还需要根据Gerber图像中第一圆形和第二圆形的圆心坐标，计算出第一圆形与第二圆形的圆心之间的连线在水平方向上的第一夹角，其中，第一圆形的圆心坐标在Gerber图像上的所有圆形中最大，第二圆形的圆心坐标在Gerber图像上的所有圆形中最小。具体地，可以先获取Gerber图像上所有圆形的圆心坐标，然后对这些圆心坐标进行比较，最终筛选出圆心坐标最大的第一圆形和圆心坐标最小的第二圆形，而圆心坐标最小的第二圆形实际上就是待检测线路板（或Gerber图像）左上角的圆形，圆心坐标最大的第一圆形实际上就是待检测线路板（或Gerber图像）右下角的圆形。

作为其中的一个实施例，图6是S340的流程示意图，其具体包括步骤341和步骤342（简写为S341和S342），即：S341，根据Gerber图像中第一圆形和第二圆形的圆心坐标，计算出第一圆形与第二圆形的圆心坐标之间的第一圆心坐标差值；S342，基于三角函数原理，并根据第一圆心坐标差值计算出第一圆形与第二圆形的圆心之间的连线在水平方向上的第一夹角。在本实施例的一些实现方式中，图7示出了第一夹角的计算示意图，第一圆心坐标差值的计算公式为：Sp_x=SP2_x-SP1_x，Sp_y=SP2_y-SP1_y；其中，第一圆形的圆心坐标为(SP1_x，SP1_y)，第二圆形的圆心坐标为(SP2_x，SP2_y)，第一圆心坐标差值为(SP_x，SP_y)。第一夹角的计算公式为：α=arctan(Sp_y/Sp_x)；其中，α表示第一夹角，arctan(Sp_y/Sp_x)表示对Sp_y/Sp_x进行反正切运算。此外，需要说明的是，在图7中，x轴是水平方向上的坐标轴，y轴是竖直方向上的坐标轴。

S350，根据水平移动距离、竖直移动距离、第一区域图像中第三圆形的圆心坐标及第二区域图像中第四圆形的圆心坐标，计算出第三圆形与第四圆形的圆心之间的连线在水平方向上的第二夹角。

在一些实施例中，处理器112在计算出第一圆形与第二圆形的圆心之间的连线在水平方向上的第一夹角之后，可根据水平移动距离、竖直移动距离、第一区域图像中第三圆形的圆心坐标及第二区域图像中第四圆形的圆心坐标，计算出第三圆形与第四圆形的圆心之间的连线在水平方向上的第二夹角，其中的第三圆形为第一区域图像中位于左上角的圆形，第四圆形为第二区域图像中位于右下角的圆形。可以理解的是，第三圆形与第二圆形是相对应的，它们指的是待检测线路板（或Gerber图像）左上角的圆形；第四圆形与第一圆形是相对应的，它们指的是待检测线路板（或Gerber图像）右下角的圆形。

作为其中的一个实施例，图8是S350的流程示意图，其具体包括步骤351至步骤353（简写为S351至S353），即：S351，依据相机120的像素精度，将水平移动距离转换为相应的水平像素距离、及将竖直移动距离转换为相应的竖直像素距离；S352，根据水平像素距离、竖直像素距离、第一区域图像中第三圆形的圆心坐标及第二区域图像中第四圆形的圆心坐标，计算出第三圆形与第四圆形的圆心坐标之间的第二圆心坐标差值；S353，基于三角函数原理，并根据第二圆心坐标差值计算出第三圆形与第四圆形的圆心之间的连线在水平方向上的第二夹角。在本实施例的一些实现方式中，图7还示出了第二夹角的计算示意图，水平像素距离和竖直像素距离的计算公式分别为Im_Sx=Sx÷pix_precision和Im_Sy=Sy÷pix_precision，Im_Sx表示水平像素距离，Im_Sy表示竖直像素距离，Sx表示水平移动距离，Sy表示竖直移动距离，pix_precision表示相机120的像素精度；第二圆心坐标差值的计算公式为IP_x=IP2_x+Im_Sx-IP1_x和IP_y=IP2_y+Im_Sy-IP1_y，第三圆形的圆心坐标为(IP1_x，IP1_y)，第四圆形的圆心坐标为(IP2_x，IP2_y)，第二圆心坐标差值为(IP_x，IP_y)；第二夹角的计算公式为β=arctan(IP_y/IP_x)，arctan(IP_y/IP_x)表示对IP_y/IP_x进行反正切运算，β表示第二夹角。此外，需要说明的是，相机120的像素精度需要预先标定，且因为像素是整数值，所以S351中计算出的水平像素距离和竖直像素距离均需进行取整操作。

S360，根据第一夹角和第二夹角，计算出待检测线路板相对于Gerber图像的偏转角。

在一些实施例中，处理器112在计算出第一圆形与第二圆形的圆心之间的连线在水平方向上的第一夹角、及第三圆形与第四圆形的圆心之间的连线在水平方向上的第二夹角之后，即可依据第一夹角和第二夹角计算出待检测线路板相对于Gerber图像的偏转角，该偏转角与水平偏移量和竖直偏移量一样，同样属于待检测线路板与相应Gerber图像间的偏差之一，该偏转角亦可应用在后续的线路板检测流程中，以保证线路板检测的准确性和效率。在本实施例的一些实现方式中，偏转角（以γ表示）的计算公式为γ=α-β。此外，需要说明的是，S360所得到的偏转角实际上是待检测线路板相对于Gerber图像绕z轴的转动，其中的z轴与x轴、y轴垂直，即x轴、y轴和z轴构成三维直角坐标系。

进一步地，图9是线路板检测方法的流程示意图，在一些实施例中，仍然以电子设备110中的处理器112作为执行主体来描述，线路板检测方法包括步骤910至步骤950（简写为S910至S950），即：S910，根据本申请于前文所描述的对位方法，得到待检测线路板相对于相应Gerber图像的水平偏移量、竖直偏移量和偏转角；S920，根据水平偏移量和竖直偏移量，生成相应的补偿指令并发送至相机120，该补偿指令用于指导相机120利用水平偏移量和竖直偏移量对自身的运动进行补偿；S930，向相机120发送拍摄指令，并获取相机120响应于拍摄指令所拍摄的待检测线路板的实际图像；S940，参照偏转角对实际图像进行相应的旋转，并将旋转后的实际图像与Gerber图像进行模板匹配；S950，依据模板匹配的结果判断待检测线路板是否存在线路缺陷。从S910至S950中可以看出，在对待检测线路板进行检测时，不仅需要利用对位过程中所得的水平偏移量和竖直偏移量去补偿相机120的运动，还需要利用对位过程中所得的偏转角去旋转相机120所拍摄的待检测线路板的实际图像，也就是说，本申请同时考虑了待检测线路板相对于Gerber图像的移动和转动，可提升线路板检测的准确性和效率。

以上实施例仅作为本申请的优选实现，它们并非是对线路板检测方法及对位方法相关内容的唯一限定；对此，本领域技术人员可以在以上实施例的基础上，根据实际应用场景进行灵活设定。可以理解的是，通过本申请上述实施例的实施，利用相机120先后拍摄待检测线路板左上角的第一区域图像和右下角的第二区域图像，并获取了与待检测线路板相应的Gerber图像，同时还需参照第一区域图像从Gerber图像中截取出相应的参考图像，随后可依据第一区域图像与参考图像之间的图像匹配得到待检测线路板相对于Gerber图像的偏移量（即水平偏移量和竖直偏移量），最后还可依据相机120从待检测线路板左上角移动至右下角的移动距离（即水平移动距离和竖直移动距离）、参考图像中两个圆形的圆心坐标、第一区域图像中一个圆形的圆心坐标及第二区域图像中另一圆形的圆心坐标，计算出待检测线路板相对于Gerber图像的偏转角。可以理解的是，在对待检测线路板与相应的Gerber图像进行对位时，本申请不仅考虑了待检测线路板相对于Gerber图像的移动（即偏移量），还考虑了待检测线路板相对于Gerber图像的转动（即偏转角），这相较传统方案可提升线路板检测的准确性和效率；而且，本申请仅需依据三个图像（即第一区域图像、第二区域图像和参考图像）及其中的几个特定的圆形，即可实现待检测线路板与相应Gerber图像之间的对位，对于大幅面的线路板而言，无需像传统方案那样逐像素地进行待检测线路板与相应Gerber图像的匹配，更加有利于大幅面线路板检测效率的提高。简言之，本申请将水平偏移量和竖直偏移量作为相机120运动的补偿量，可以较为准确地拍摄到待检测线路板对应位置的图像，从而为后续线路板检测过程中的模板匹配降低运算量，提高检测效率；之后，本申请还依据偏转角对相机120所拍摄的待检测线路板的实际图像进行旋转，然后再进行模板匹配，可以有效地应对线路板检测过程中所存在的偏转情况，由此即可大幅度提升线路板检测的准确率和效率。

结合本文中所公开的实施例所描述的方法或算法的步骤，其可以直接用硬件、处理器执行的软件模块来实施，或者利用二者的结合来实施；其中，软件模块可以设置在随机存储器（RAM）、内存、只读存储器（ROM）、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM或本技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

在上述实施例中，可以全部或部分通过软件、硬件、固件或者它们的任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分以计算机程序产品的形式实现，计算机程序产品包括一个或多个计算机指令，在计算机上加载和执行该计算机指令时，全部或部分地产生本申请所述的流程或功能，而计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或者数据中心通过有线（如同轴电缆、光纤、数字用户线等）或无线（如红外、无线、微波等）方式向另一个网站站点、计算机、服务器或者数据中心进行传输。计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是由一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。可用介质可以是磁性介质（如软盘、硬盘、磁带）、光介质（如DVD）或者半导体介质（如固态硬盘Solid State Disk）等。

需要说明的是，本申请于上文中示出的若干个实施例采用递进的方式来描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似的部分互相参见即可；此外，对于产品类实施例而言，其与方法类实施例相似，两者描述中所存在的不足之处相互参见即可。还需要说明的是，在本申请的文字描述中，诸如第一、第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或操作与另一个实体或操作区分开来，而并非一定要求或暗示这些实体或操作之间存在这种实际的关系或顺序。进一步地，术语“包括”、“包含”或者相应的其它任何变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或设备不仅包括这些要素，还可以包括没有明确列出的其它要素，或者还可以包括这种过程、方法、物品或设备所固有的要素；而且，在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或设备中还存在另外的相同要素。

此外，通过实施本申请于上文中示出的若干个实施例，本领域的专业技术人员可实现或使用本申请。对于本申请于上文中示出的若干个实施例，其多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本申请中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在未展示出的其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于前文所示出的若干个实施例，而是要符合与本申请所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种线路板与Gerber图的对位方法，其特征在于，包括：

获取相机先后拍摄的待检测线路板左上角的第一区域图像和右下角的第二区域图像，并记录所述相机从所述待检测线路板左上角移动至右下角的水平移动距离和竖直移动距离；

获取与所述待检测线路板相应的Gerber图像，并参照所述第一区域图像从所述Gerber图像中截取出相应的参考图像；

对所述第一区域图像和所述参考图像进行图像匹配，得到所述待检测线路板相对于所述Gerber图像的水平偏移量和竖直偏移量；

根据所述Gerber图像中第一圆形和第二圆形的圆心坐标，计算出所述第一圆形与所述第二圆形的圆心之间的连线在水平方向上的第一夹角；其中，所述第一圆形的圆心坐标在所述Gerber图像上的所有圆形中最大，所述第二圆形的圆心坐标在所述Gerber图像上的所有圆形中最小；

根据所述水平移动距离、所述竖直移动距离、所述第一区域图像中第三圆形的圆心坐标及所述第二区域图像中第四圆形的圆心坐标，计算出所述第三圆形与所述第四圆形的圆心之间的连线在水平方向上的第二夹角；其中，所述第三圆形为所述第一区域图像中位于左上角的圆形，所述第四圆形为所述第二区域图像中位于右下角的圆形；

根据所述第一夹角和所述第二夹角，计算出所述待检测线路板相对于所述Gerber图像的偏转角。

2.根据权利要求1所述的对位方法，其特征在于，所述根据所述Gerber图像中第一圆形和第二圆形的圆心坐标，计算出所述第一圆形与所述第二圆形的圆心之间的连线在水平方向上的第一夹角，包括：

根据所述Gerber图像中第一圆形和第二圆形的圆心坐标，计算出所述第一圆形与所述第二圆形的圆心坐标之间的第一圆心坐标差值；

基于三角函数原理，并根据所述第一圆心坐标差值计算出所述第一圆形与所述第二圆形的圆心之间的连线在水平方向上的第一夹角。

3.根据权利要求2所述的对位方法，其特征在于，所述第一圆心坐标差值的计算公式为：Sp_x=SP2_x-SP1_x，Sp_y=SP2_y-SP1_y；其中，所述第一圆形的圆心坐标为(SP1_x，SP1_y)，所述第二圆形的圆心坐标为(SP2_x，SP2_y)，所述第一圆心坐标差值为(SP_x，SP_y)；

所述第一夹角的计算公式为：α=arctan(Sp_y/Sp_x)；其中，α表示所述第一夹角，arctan(Sp_y/Sp_x)表示对Sp_y/Sp_x进行反正切运算。

4.根据权利要求1所述的对位方法，其特征在于，所述根据所述水平移动距离、所述竖直移动距离、所述第一区域图像中第三圆形的圆心坐标及所述第二区域图像中第四圆形的圆心坐标，计算出所述第三圆形与所述第四圆形的圆心之间的连线在水平方向上的第二夹角，包括：

依据所述相机的像素精度，将所述水平移动距离转换为相应的水平像素距离、及将所述竖直移动距离转换为相应的竖直像素距离；

根据所述水平像素距离、所述竖直像素距离、所述第一区域图像中第三圆形的圆心坐标及所述第二区域图像中第四圆形的圆心坐标，计算出所述第三圆形与所述第四圆形的圆心坐标之间的第二圆心坐标差值；

基于三角函数原理，并根据所述第二圆心坐标差值计算出所述第三圆形与所述第四圆形的圆心之间的连线在水平方向上的第二夹角。

5.根据权利要求4所述的对位方法，其特征在于，所述水平像素距离和所述竖直像素距离的计算公式分别为Im_Sx=Sx÷pix_precision和Im_Sy=Sy÷pix_precision，Im_Sx为所述水平像素距离，Im_Sy为所述竖直像素距离，Sx为所述水平移动距离，Sy为所述竖直移动距离，pix_precision为所述相机的像素精度；所述第二圆心坐标差值的计算公式为IP_x=IP2_x+Im_Sx-IP1_x和IP_y=IP2_y+Im_Sy-IP1_y，所述第三圆形的圆心坐标为(IP1_x，IP1_y)，所述第四圆形的圆心坐标为(IP2_x，IP2_y)，所述第二圆心坐标差值为(IP_x，IP_y)；所述第二夹角的计算公式为β=arctan(IP_y/IP_x)，arctan(IP_y/IP_x)表示对IP_y/IP_x进行反正切运算，β表示所述第二夹角。

6.根据权利要求1所述的对位方法，其特征在于，所述偏转角的计算公式为：γ=α-β；其中，γ为所述偏转角，α为所述第一夹角，β为所述第二夹角。

7.根据权利要求1所述的对位方法，其特征在于，所述参考图像的尺寸大于所述第一区域图像的尺寸。

8.一种线路板检测方法，其特征在于，包括：

根据权利要求1至7中任意一项所述的对位方法，得到待检测线路板相对于相应Gerber图像的水平偏移量、竖直偏移量和偏转角；

根据所述水平偏移量和所述竖直偏移量，生成相应的补偿指令并发送至相机；其中，所述补偿指令用于指导所述相机利用所述水平偏移量和所述竖直偏移量对自身的运动进行补偿；

向所述相机发送拍摄指令，并获取所述相机响应于所述拍摄指令所拍摄的所述待检测线路板的实际图像；

参照所述偏转角对所述实际图像进行相应的旋转，并将旋转后的所述实际图像与所述Gerber图像进行模板匹配；

依据所述模板匹配的结果，判断所述待检测线路板是否存在线路缺陷。

9.一种线路板检测设备，其特征在于，包括：

相机，用于拍摄待检测线路板的图像；

电子设备，与所述相机通讯连接，用于：获取所述待检测线路板的图像及相应的Gerber图像，并根据权利要求1至7中任意一项所述的对位方法，实现所述待检测线路板与所述Gerber图像之间的对位；或，根据权利要求8所述的线路板检测方法，检测出所述待检测线路板是否存在线路缺陷。

10.一种电子设备，其特征在于，包括：

存储器，所述存储器上存储有至少一段计算机指令；

处理器，所述处理器通讯连接于所述存储器，用于调用所述至少一段计算机指令以实现权利要求1至7中任意一项所述的对位方法，或实现权利要求8所述的线路板检测方法。