CN102109342A - 贴片产品自动检测方法及*** - Google Patents

Abstract

本发明提出一种贴片产品的自动检测方法及***，其中，该方法包括以下步骤：用户设置贴片产品的检测信息并进行存储；利用至少两个摄像机采集待检测产品的图像；将所述至少两个摄像机采集的图像拼接成一个图像；根据所述检测信息对所述拼接后的图像进行检测；根据所述检测的执行结果判断产品是否符合要求。本发明采用至少两个摄像机进行图像采集，并通过标定和图像拼接使得采集的图像同时满足效果和拍摄面积的要求，大大降低了AOI的开发成本，并满足了贴片产品检测的要求。

Description

贴片产品自动检测方法及***

技术领域

本发明涉及产品检测领域，特别涉及贴片产品自动检测方法及***。

背景技术

随着电子产业的不断发展壮大，电子产品的生产规模也日益扩大，SMT(Surface Mounting Technology，表面贴装技术)产线对于PCB(PrintedCircuit Board，印刷电路板)、FPC(Flexible Printed Circuit，柔性印刷电路板)等贴片产品的的大量生产使得炉后贴片产品的检测工作变得重要而繁琐，巨大的检测量不仅影响生产效率，同时对终端产品的性能产生隐患。

现有的检测方法主要有两种：一种方法是采用AOI(Automated OpticalInspection，自动光学检测)产品，但是，目前普遍使用的AOI产品使用单个摄像机采集图像，为了使采集效果和采集面积达到需求，需通过电器电机控制相机的移动，这大大增加了AOI的成本。

另一种方法是人工目测，产线员工直接在流水线上取产品根据判别标准进行检测，这种方法虽然节约了使用AOI设备的成本，但是，需增加检测岗位员工，仍增加了成本，而且员工将产品拿起-目测-放回的动作破坏了产品的流畅性，并且员工目测判断的主观性强、一致性差，导致误判率大，除此之外，员工目测的检验效率低，影响产线产量。

因此，需要一种方法解决上述问题。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决上述技术缺陷之一，特别是解决AOI开发成本高，以及人工目测的检测效率低和误判率达的问题。

为了实现上述目的，本发明一个实施例提出了一种贴片产品的自动检测方法，该方法包括以下步骤：用户设置贴片产品的检测信息并进行存储；；利用至少两个图像采集模块采集待检测产品的图像；将所述至少两个图像采集模块采集的图像拼接成一个图像；根据所述检测信息对所述拼接后的图像进行检测；根据所述检测的执行结果判断产品是否符合要求。

作为本发明的一个实施例，所述将采集的图像拼接成一个图像的步骤进一步包括：采样至少四个点进行标定；将其中一幅图像根据标定对应关系进行变换，使其与另一幅图像的视角、物象比一致；将所述变换后的图像平移拼接到所述另一幅图像上得到所述一幅完整的图像。

本发明另一方面还提出一种贴片产品的自动检测***包括：光源、至少两个图像采集模块和检测平台。所述光源用于照射待检测的贴片产品；所述至少两个图像采集模块用于采集所述贴片产品的图像；所述检测平台用于根据用户设置的检测信息对所述贴片产品的图像进行检测以确定所述贴片产品是否合格。

作为本发明的一个实施例，所述贴片产品的自动检测***还包括灯箱，所述灯箱用于使得所述光源的发光均匀柔和，无强烈反射，且不受外界环境干扰。

作为本发明的一个实施例，所述检测平台包括：用户设置模块、检测库加载模块、CCD扫描模块、图像拼接模块、检测模块和结果模块。所述用户设置模块用于用户设置贴片产品的检测信息，并生成检测库文件；所述检测库加载模块用于将所述检测库文件加载到内存；所述CCD扫描模块用于将所述至少两个图像采集模块采集的图像扫描显示在图像区域并保存到内存；所述图像拼接模块用于将所述至少两个图像采集模块采集的图像拼接成一幅完整的图像；所述检测模块用于根据所述检测库加载模块中加载的检测信息，对所述贴片产品进行检测；所述结果模块用于根据所述检测模块的执行结果判断产品是否符合要求，显示检测结果并保存检测报告。

本发明采用至少两个摄像机进行图像采集，并通过标定和图像拼接使得采集的图像同时满足效果和拍摄面积的要求，大大降低了AOI的开发成本，并满足了检测的要求。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明一个实施例的贴片产品自动检测方法的流程图；

图2为根据本发明一个实施例的产品定位示意图；

图3为根据本发明一个实施例的图像拼接示意图；

图4为本发明实施例的贴片产品自动检测***的结构图；

图5为根据本发明一个实施例的贴片产品自动检测***的结构示意图；以及

图6为本发明实施例的贴片产品自动检测***的检测平台的结构图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，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。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

如图1所示，为本发明一个实施例的贴片产品自动检测方法的流程图，包括以下步骤：

步骤S101，用户设置贴片产品的检测信息并进行保存。

用户设置产品所要检测的项目和所需的光源、检测算法和标准等检测信息，最终生成一个针对此产品的检测库文件用于后面的检测工作。具体地包括以下步骤：

首先，将包含贴片产品信息的CAD文件加载到内存，并建立产品模型。其中，产品信息包括产品整版的尺寸，产品中模块的数量，每个模块的元件数量，各元件的尺寸、位置、封装类型、引脚数量等。

接着，将拍摄的标准元件的标准图像加载到内存并显示在图像区域。

然后，将前两个步骤中保存的产品模型和标准图像进行定位，输出偏移量，用于在后面的检测工作中对图像进行截取时的定位。

接下来，用户根据元件类型、位置等信息画取所需的区域用于检测，再根据画取的区域选择需要使用的光源和算法。在本发明实施例中，可供选择的光源在方向上分直射光和侧光两种，在颜色上分红绿蓝三种，三色光的强度可单独控制，组合形成各种颜色的光。可供选择的算法包括：百分比、平均值、范围、最值、峰值、长度、分布、半径等。

然后，根据标准图像的检测输出制定合格的判定范围。

最后，将包含检测信息的检测库文件加载到内存。

下面举一个例子进行详细说明。例如，如果要检测产品中是否存在某电阻，则首先根据电阻元件的位置信息画取检测区域，然后利用长度算法计算此区域中两极色差造成的长度，如果算法返回值是100，则可根据经验制定90-110之间为合理误差范围，将这一范围作为标准存储到内存。

步骤S102，利用两个摄像机采集待检测产品的图像，然后将所述图像显示在图像区域并保存到内存。

如图2所示，为采集产品图像时产品定位的示意图。可见，定位主要分两步进行：第一次感应到贴片产品进行减速；以及再次感应到贴片产品确定停止运动进行图像拍摄。

应理解，上述利用两个摄像机采集图像仅为本发明的一个优选实施例，当然也可以根据实际应用情况，采用其他器件或方式进行图像采集以及采用更多的摄像机进行图像采集，这些修改或变化均应包含在本发明的包含范围之内。

步骤S103，将两个摄像机采集的图像拼接成一个图像。

在本发明实施例中，根据标定的方法进行拼接，具体的方案如下，当然本领域技术人员还可根据下述方案进行其他修改或变化，这些修改或变化均应包含在本发明的包含范围之内。

根据四个点确定一个矩形的规则，采样四个或四个以上个点进行标定，将其中一幅图像根据标定对应关系进行变换，使其与另一幅图像的视角、物象比一致，而后进行平移拼接，如图3所示。其中，标定对应关系变换由坐标映射关系计算，具体地，

由四对标定点得到四对坐标 $\left\{\begin{array}{c}(x_1,y_1),(x_2,y_2),(x_3,y_3),(x_4,y_4)\\ ({x_1}^{\′},{y_1}^{\′}),({x_2}^{\′},{y_2}^{\′}),({x_3}^{\′},{y_3}^{\′}),({x_4}^{\′},{y_4}^{\′})\end{array}\right\},$ 分为四个数

    x[4]＝{x₁，x₂，x₃，x₄}；

    y[4]＝{y₁，y₂，y₃，y₄}；                              u＝(Ax+By+C)/(Gx+Hy+I)

组：                            ，再根据坐标映射变换算法

    u[4]＝{x₁′，x₂′，x₃′，x₄′}；                      v＝(Dx+Ey+F)/(Gx+Hy+I)

    v[4]＝{y₁，y₂，y₃，y₄}；

求解系数A～H，I＝1：

[u1]＝[x1 y1 1 0 0 0 -u1*x1 -u1*y1]*[A]

[u2]＝[x2 y2 1 0 0 0 -u2*x2 -u2*y2] [B]

[u3]＝[x3 y3 1 0 0 0 -u3*x3 -u3*y3] [C]

[u1]＝[x4 y4 1 0 0 0 -u4*x4 -u4*y4] [D]

[v1]＝[0 0 0 x1 y1 1 -v1*x1 -v1*y1] [E]

[v2]＝[0 0 0 x2 y2 1 -v2*x2 -v2*y2] [F]

[v3]＝[0 0 0 x3 y3 1 -v3*x3 -v3*y3] [G]

[v4]＝[0 0 0 x4 y4 1 -v4*x4 -v4*y4] [H]

即，M*x＝b；

M′*M*x＝M′*b；

于是，x＝(M′*M)^-1*M′*b，求得系数。

步骤S104，根据检测信息对拼接后的图像进行检测。

对于根据检测信息对拼接后的图像进行检测，本发明实施例提出的检测方案如下，当然本领域技术人员可以根据下述方案提出其他修改或变化，这些修改或变化均应包含在本发明的包含范围之内。

首先，对拼接后的图像进行预处理，如灰度、平滑、滤噪等。

然后，将检测信息载入链表，根据检测信息对预处理后的图像进行裁切，生成便于处理的小图像，加快处理速度。

最后，根据检测信息对裁切后的小图像进行算法调用执行，得到执行结果返回值。

步骤S105，根据检测的执行结果判断产品是否符合要求。

例如，如果步骤S101中制定的标准的范围为[A-δ，A+δ]，产品检测的返回值是B，如果B在[A-δ，A+δ]内，则产品合格，否则不合格。

为实施如上所述的方法，本发明提供了一种贴片产品的自动检测***，图4中显示了本发明实施例的贴片产品自动检测***的结构图，该***包括光源1、至少两个图像采集模块2和检测平台3。光源1用于照射待检测的贴片产品；至少两个图像采集模块2用于采集贴片产品的图像；检测平台3用于根据用户设置的检测信息对贴片产品进行检测以确定贴片产品是否合格。

本发明实施例的贴片产品自动检测***还可包括灯箱3和传感器5(图4中未显示)。灯箱3用于使得光源2的发光均匀柔和，无强烈反射，且不受外界环境的干扰；传感器5用于感应贴片产品并使得贴片产品停止运动。其中，传感器5感应贴片产品并使得贴片产品停止运动包括：第一次感应贴片产品使其开始减速；以及再次感应贴片产品使其停止运动进行图像采集。如图5所示为本发明的一个具体实施例的检测***的结构示意图。

检测平台3包括用户设置模块31、检测库加载模块32、CCD扫描模块33、图像拼接模块34、检测模块35和结果模块36，如图6所示。用户设置模块31用于用户设置贴片产品的检测信息，并生成检测库文件；检测库加载模块32用于将检测库文件加载到内存；CCD扫描模块33用于将至少两个图像采集模块2采集的图像扫描显示在图像区域并保存到内存；图像拼接模块34用于将至少两个图像采集模块2采集的图像拼接成一个图像；检测模块35用于根据检测库加载模块32中加载的检测信息，对贴片产品进行检测；结果模块36用于根据检测模块35的执行结果判断产品是否符合要求，显示检测结果并保存检测报告。

其中，用户设置模块31包括CAD数据加载模块400、标准图像加载模块410、定位模块420、区域画取模块430、光源选择模块440、算法选择模块450和标准制定模块460。CAD数据加载模块400用于将包含3产品信息的CAD文件加载到内存，并建立产品模型；标准图像加载模块420用于将标准元件的标准图像加载到内存并显示在图像区域；定位模块430用于将产品模型和标准图像进行定位，输出偏移量；区域画取模块440用于根据产品信息画取所需的区域；光源选择模块450用于根据画取的区域选择使用的光源；算法选择模块用于根据画取的区域选择使用的算法；标准制定模块460用于根据标准图像的检测输出制定合格的判定范围。

其中，检测模块35包括预处理模块500、检测信息读取模块510、图像街区模块520和算法执行模块530。预处理模块530用于对拼接后的图像进行预处理；检测信息读取模块510用于读取检测信息；图像截取模块520用于根据检测信息对预处理后的图像进行裁切，生成便于处理的小图像；算法执行模块530用于根据检测信息对裁切后的小图像进行算法调用执行，得到执行结果返回值。

其中，结果模块46包括结果显示模块600和报告存储模块610。结果显示模块600用于根据检测模块35的执行结果判断产品是否合格并显示检测结果；报告存储模块610用于统计检测结果并生成检测报告进行存储。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (21)

1.一种贴片产品的自动检测方法，包括以下步骤：

A.用户设置贴片产品的检测信息并进行存储；

B.利用至少两个图像采集模块采集待检测产品的图像；

C.将所述至少两个图像采集模块采集的图像拼接成一个图像；

D.根据所述检测信息对所述拼接后的图像进行检测；以及

E.根据所述检测的执行结果判断产品是否符合要求。

2.一种贴片产品的自动检测方法，其中，所述步骤A进一步包括：

A1、用户设置贴片产品的检测信息并生成检测库文件；以及

A2、将所述检测库文件加载到内存。

3.根据权利要求2所述的贴片产品的自动检测方法，其特征在于，所述步骤A1进一步包括：

将包含贴片产品信息的CAD文件加载到内存，建立产品模型；

将标准元件的标准图像加载到内存并显示在图像区域；

将所述产品模型和所述标准图像进行定位，输出偏移量；

根据所述产品信息画取所需的区域；

根据所述画取的区域选择使用的光源；

根据所述画取的区域选择使用的算法；以及

根据所述标准元件的检测输出制定合格的判定范围。

4.根据权利要求1至3任一项所述的贴片产品的自动检测方法，其特征在于，所述检测信息包括以下至少之一：使用的算法、算法对应的参数、返回值的上限、下限和使用的光源。

5.根据权利要求3或4所述的贴片产品的自动检测方法，其特征在于，所述光源包括直射光和侧光，且所述光源的颜色设置成适于获取贴片产品的图像。

6.根据权利要求1所述的贴片产品的自动检测方法，其特征在于，所述图像采集模块的个数为两个。

7.根据权利要求1或6所述的贴片产品的自动检测方法，其特征在于，所述步骤B进一步包括：

B1.对所述贴片产品进行定位；以及

B2.对所述定位后的贴片产品进行图像采集。

8.根据权利要求7所述的贴片产品的自动检测方法，其特征在于，所述步骤B1进一步包括：

第一次对所述贴片产品进行感应并使得所述贴片产品开始减速；以及

再次对所述贴片产品进行感应以确认所述贴片产品停止运动。

9.根据权利要求1或6所述的贴片产品的自动检测方法，其特征在于，所述步骤C进一步包括：

采样至少四个点进行标定；

将其中一幅图像根据标定对应关系进行变换，使其与另一幅图像的视角、物象比一致；以及

将所述变换后的图像平移拼接到所述另一幅图像上得到所述一个图像。

10.根据权利要求1所述的贴片产品的自动检测方法，其特征在于，所述步骤D进一步包括：

对所述拼接图像进行预处理；

读取所述检测信息；

根据所述检测信息对所述预处理后的图像进行裁切，生成便于处理的小图像；以及

根据所述检测信息对所述裁切后的小图像进行算法调用执行，得到执行结果返回值。

11.一种贴片产品的自动检测***，其特征在于，包括：

光源，用于照射待检测的贴片产品；

至少两个图像采集模块，用于采集所述贴片产品的图像；以及

检测平台，用于根据用户设置的检测信息对所述贴片产品的图像进行检测以确定所述贴片产品是否合格。

12.根据权利要求11所述的贴片产品的自动检测***，其特征在于，还包括灯箱，所述灯箱用于使得所述光源的发光均匀柔和，无强烈反射，且不受外界环境干扰。

13.根据权利要求11所述的贴片产品的自动检测***，其特征在于，所述图像采集模块的个数为两个。

14.根据权利要求11所述的贴片产品的自动检测***，其特征在于，还包括感应器，所述感应器用于感应所述贴片产品并使得所述贴片产品停止运动。

15.根据权利要求14所述的贴片产品的自动检测***，其特征在于，所述感应器感应所述贴片产品并使所述贴片产品停止运动，进一步包括：

第一次对所述贴片产品进行感应并使得所述贴片产品开始减速；以及

再次对所述贴片产品进行感应以确认所述贴片产品停止运动。

16.据权利要求11所述的贴片产品的自动检测***，其特征在于，所述光源包括直射光和侧光，且所述光源的颜色设置成适于采集所述贴片产品的图像。

17.根据权利要求11所述的贴片产品的自动检测***，其特征在于，所述检测平台，包括：

用户设置模块，用于用户设置贴片产品的检测信息，并生成检测库文件；

检测库加载模块，用于将所述检测库文件加载到内存；

CCD扫描模块，用于将所述至少两个图像采集模块采集图像扫描显示在图像区域并保存到内存；

图像拼接模块，用于将所述至少两个图像采集模块采集的图像拼接成一幅完整的图像；

检测模块，用于根据所述检测库加载模块中加载的检测信息，对所述贴片产品进行检测；以及

结果模块，用于根据所述检测模块的执行结果判断产品是否符合要求，显示检测结果并保存检测报告。

18.根据权利要求17所述的贴片产品的自动检测***，其特征在于，所述用户设置模块，包括：

CAD数据加载模块，用于将包含贴片产品信息的CAD文件加载到内存，并建立产品模型；

标准图像加载模块，用于将标准元件的标准图像加载到内存并显示在图像区域；

定位模块，用于将所述产品模型和所述标准图像进行定位，输出偏移量；

区域画取模块，用于根据所述产品信息画取所需的区域；

光源选择模块，用于根据所述画取的区域选择使用的光源；

算法选择模块，用于根据所述画取的区域选择使用的算法；以及

标准制定模块，根据所述标准元件的检测输出制定合格的判定范围。

19.根据权利要求17所述的贴片产品的自动检测***，其特征在于，所述图像拼接模块将所述图像采集模块采集的图像拼接成一个图像，包括以下步骤：

采样至少四个点进行标定；

将其中一幅图像根据标定对应关系进行变换，使其与另一幅图像的视角、物象比一致；以及

将所述变换后的图像平移拼接到所述另一幅图像上得到所述一幅完整的图像。

20.根据权利要求17所述的贴片产品的自动检测***，其特征在于，所述检测模块，包括：

预处理模块，用于对所述拼接图像进行预处理；

检测信息读取模块，用于读取所述检测信息；

图像截取模块，用于根据所述检测信息对所述预处理后的图像进行裁切，生成便于处理的小图像；以及

算法执行模块，用于根据所述检测信息对所述裁切后的小图像进行算法调用执行，得到执行结果返回值。

21.根据权利要求17所述的贴片产品的自动检测***，其特征在于，所述结果模块，包括：

结果显示模块，用于根据所述检测模块的执行结果判断产品是否合格并显示所述检测结果；以及

报告存储模块，用于统计所述检测结果并生成检测报告进行存储。

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