CN113763322A - 一种Pin脚共面度视觉检测方法与装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种Pin脚共面度视觉检测方法和装置，本发明从采集的图像中识别平台的支撑边缘作为检测基准线，在图像中将检测基准线向上平移一管控距离，再识别并移除图像中与平移后的检测基准线相连的Pin脚，若图像中有剩余的Pin脚即判定Pin脚共面度不合格，否则判定合格，本发明检测方法检测Pin脚共面度的准确性高，检测效率高，成本低，在实现高质量地检测Pin脚共面度不良的同时也很好地控制了成本。
Description
技术领域
本发明涉及Pin脚检测，特别是涉及一种Pin脚共面度视觉检测方法与装置。
背景技术
工业自动化的快速发展，使生产效率大幅提升，从而对待测品检测提出了更高的要求，一方面来说，相比人工，从检测速度、检测精度、客观性、重复性和成本角度考虑，机器视觉都有无可比拟的优势，另一方面，生产测量数据的信息化和数字化趋势也促使机器视觉检测成为主流。机器视觉***是通过机器视觉待测品(即图像摄取装置，分CMOS和CCD两种)将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理***，得到被摄目标的形态信息，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号；图像***对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征。
表面组装元器件例如电子变压器具有多个Pin脚，当各Pin脚之间的垂直高度存在一定的偏差，即最高的Pin脚脚底所在的水平面与最低的Pin脚脚底所在的水平面之间存在一定的垂直距离时，就会导致Pin脚不共面。亟待提供一种能够准确、高效地检测Pin脚共面度的检测方法和装置。
需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于对本申请的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
本发明的主要目的在于克服上述背景技术的缺陷，提供一种Pin脚共面度的检测方法和装置。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种Pin脚共面度视觉检测方法，包括如下步骤：
S1、对置于平台上的待测品进行图像采集；
S2、从采集的图像中识别所述平台的支撑所述待测品的Pin脚的边缘，作为检测基准线；
S3、将所述图像中的所述检测基准线向上平移一管控距离；
S4、识别并移除所述图像中与平移后的所述检测基准线相连的Pin脚；
S5、判断所述图像中是否还有剩余的Pin脚，若有剩余的Pin脚则判定Pin脚共面度不合格，否则判定Pin脚共面度合格。
进一步地：
步骤S2之前还包括：对采集的图像进行灰度阈值分割处理，得到增强对比度的预处理图像；步骤S2中，根据灰度阈值识别出所述平台的所述边缘。
还包括在采集的图像中人工设置平台边缘找寻框和Pin脚检测框；步骤S2中，在所述平台边缘找寻框中识别所述平台的所述边缘；步骤S4中，在所述Pin脚检测框中识别所述Pin脚。
步骤S4之前还包括：对所述待测品的Pin脚以上的区域施加掩模，以形成各个独立的Pin脚。
步骤S3之前还包括：识别并移除所述图像中与平移前的所述检测基准线相连的Pin脚。
所述管控距离为0.2～0.3毫米，优选0.25毫米。
步骤S1中，在待测品的正下方形成向上照射的均匀白色漫射背光，并使用相机分别从待测品的具有Pin脚的两侧进行图像采集。
一种Pin脚共面度视觉检测装置，包括图像采集装置以及处理器，其所述图像采集模块用于对置于平台上的待测品进行图像采集，所述处理器经配置以在执行计算机程序时进行如下处理：从采集的图像中识别所述平台的支撑所述待测品的Pin脚的边缘作为检测基准线；将所述图像中的所述检测基准线向上平移一管控距离；识别并移除所述图像中与平移后的所述检测基准线相连的Pin脚；判断所述图像中是否还有剩余的Pin脚，若有剩余的Pin脚则判定Pin脚共面度不合格，否则判定Pin脚共面度合格。
一种用于Pin脚共面度视觉检测装置的图像采集装置，包括白色点光源、用于放置待测品的平台以及用于拍摄图像的相机，所述平台在待测品的下方区域开设有贯穿槽，所述白色点光源设置于所述贯穿槽的下方，所述贯穿槽内安装有透光漫射材料，所述透光漫射材料在所述白色点光源的照射下形成均匀白色发光块，从而当所述相机对待测品进行拍摄时所述均匀白色发光块为所述待测品提供均匀的白色背光。
优选地，所述贯穿槽的长度大于待测品的侧面长度，宽度小于待测品的宽度一半。
优选地，所述均匀白色发光块突出于所述平台的表面并在待测品的正下方延伸到待测品的Pin脚高度的中间位置。
本发明具有如下有益效果：
本发明提供了一种Pin脚共面度视觉检测方法和装置，本发明从采集的图像中识别平台的支撑边缘作为检测基准线，将检测基准线向上平移一管控距离，再识别并移除图像中与平移后的检测基准线相连的Pin脚，若图像中有剩余的Pin脚即判定Pin脚共面度不合格，否则可判定合格，本发明检测方法检测Pin脚共面度的准确性高，检测效率高，成本低，在实现高质量地检测Pin脚共面度不良的同时也很好地控制了成本。进一步地，本发明还提供了一种用于Pin脚共面度视觉检测的图像采集装置，解决了进行Pin脚共面度视觉检测时缺少合适光源的问题，巧妙地获得了对置于平台上的待测品微小Pin脚区域的背光成像效果，可使待测品的Pin脚轮廓明显显现出来，不受到Pin脚焊锡反光的影响，从而使相机能够对待测品拍摄出高对比度和高质量的图像，利于提高Pin脚共面度视觉检测的准确性。
附图说明
图1是本发明实施例的Pin脚共面度的视觉检测方法的流程概略图；
图2是本发明实施例的Pin脚共面度算法的流程概略图；
图3是本发明实施例的Pin脚共面度的视觉检测装置的结构示意图。
图4a至图4i是本发明实施例的电子变压器Pin脚共面度的视觉检测方法的流程图。
具体实施方式
以下对本发明的实施方式做详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。另外，连接既可以是用于固定作用也可以是用于耦合或连通作用。
需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本发明实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
参阅图1至图4i，本发明实施例提供一种Pin脚共面度视觉检测方法，包括如下步骤：
S1、对置于平台4上的待测品6进行图像采集；
S2、从采集的图像中识别所述平台4的支撑所述待测品6的Pin脚的边缘，作为检测基准线；
S3、将所述图像中的所述检测基准线向上平移一管控距离；
S4、识别并移除所述图像中与平移后的所述检测基准线相连的Pin脚；
S5、判断所述图像中是否还有剩余的Pin脚，若有剩余的Pin脚则判定Pin脚共面度不合格，否则判定Pin脚共面度合格。换言之，当在管控距离之外检测出了未连接到该管控距离上的检测基准线的Pin脚时，可以判定该待测品6的Pin脚共面度是不合格的。
在优选的实施例中，在待测品6的正下方形成向上照射的均匀白色漫射背光，并使用相机1分别从待测品6的具有Pin脚的两侧进行图像采集。
参阅图1至图4i，本发明实施例还提供一种Pin脚共面度视觉检测装置，包括图像采集装置以及处理器，其所述图像采集模块用于对置于平台4上的待测品6进行图像采集，所述处理器经配置以在执行计算机程序时进行如下处理：从采集的图像中识别所述平台4的支撑所述待测品6的Pin脚的边缘作为检测基准线；将所述图像中的所述检测基准线向上平移一管控距离；识别并移除所述图像中与平移后的所述检测基准线相连的Pin脚；判断所述图像中是否还有剩余的Pin脚，若有剩余的Pin脚则判定Pin脚共面度不合格，否则判定Pin脚共面度合格。
本发明对Pin脚共面度的检测准确性高，检测效率高，成本低，在实现高质量地检测Pin脚共面度不良的同时也很好地控制了成本。
参阅图3，本发明实施例还提供一种用于Pin脚共面度视觉检测装置的图像采集装置，包括白色点光源3、用于放置待测品6的平台4以及用于拍摄图像的相机1，所述平台4在待测品6的下方区域开设有贯穿槽，所述白色点光源3设置于所述贯穿槽的下方，所述贯穿槽内安装有透光漫射材料5，所述透光漫射材料5在所述白色点光源3的照射下形成均匀白色发光块，从而当所述相机1对待测品6进行拍摄时所述均匀白色发光块为所述待测品6提供均匀的白色背光。所述透光漫射材料5优选采用亚力克材料，但本发明不限于此。
在优选的实施例中，所述透光漫射材料5即均匀白色发光块突出于所述平台4的表面并在待测品6的正下方延伸到待测品6的Pin脚高度的中间位置，最佳为延伸到Pin脚高度一半左右的位置。除了作为Pin脚检测的背光源之外，所述均匀白色发光块凸出平台4的部分还能够确保将两侧的Pin脚分隔开，防止检测过程的干扰。
在优选的实施例中，所述贯穿槽的长度大于待测品6的侧面长度，宽度小于待测品6的宽度一半，如此可提高检测***的鲁棒性。
本发明提供的图像采集装置有效的解决了在进行Pin脚共面度视觉检测时，传统的光源难以提供适当的光源布置的问题，该图像采集装置能够巧妙地实现对置于平台上的待测品微小Pin脚区域的背光成像效果，可使待测品的Pin脚轮廓明显显现出来，不受到Pin脚焊锡反光的影响，从而使相机能够对待测品拍摄出高对比度和高质量的图像，有利于图像的处理和分析判定，利于提高Pin脚共面度视觉检测的准确性。
以下进一步描述本发明具体实施例，以电子变压器的Pin脚共面度检测为例。
如图3所示，图像采集装置对待测品6两个侧面的Pin脚进行图像采集。对待测品6两个侧面Pin脚进行图像采集时，可使用500万像素的工业相机1搭配0.238倍的远心镜头2，该工业相机1与远心镜头2位于待测品6的两个侧面，远心镜头2与待测品6侧面Pin脚之间的工作距离为138毫米(具体要求根据选取镜头的技术规格)，使用白色点光源3在待测品6正下方对其向上竖直照射，照射光线透过上方设置的透光漫射材料5(可采用亚克力块)发生漫射，使后者形成均匀白色发光块。点光源3顶端与平台4底部距离为80毫米，平台4中心且平行于Pin脚排列方向加工贯穿槽以镶嵌白透光漫射材料5，贯穿槽的长度为12毫米，宽度为2毫米，透光漫射材料5形成的均匀白色发光块凸出平台4的高度为2毫米(大约待测品6Pin脚设计高度一半为佳)，均匀白色发光块除了作为Pin脚检测背光源之外，其凸出平台的部分还能够将两侧Pin脚分隔开，防止检测过程的干扰。以上点光源的布置距离根据安装空间确定，原则上尽可能接近亚克力块。较佳地，贯穿槽的加工长度大于待测品侧面长度，宽度小于待测品宽度一半，如此可提高检测***的鲁棒性。
对置于平台上的待测品进行图像采集之后，接下来对采集的图像进行处理，实现Pin脚共面度检测。
可在采集的图像中设置平台边缘找寻框和Pin脚检测框。平台边缘找寻框和Pin脚检测框均可手动在图像中框选，设置边缘找寻框作用是更高效地确定平台边缘线，Pin脚检测框是更高效地对待测品6的Pin脚存在性进行检测，以上两个检测框在图像中初次设定后，在检测装置结构位置不变动的情况下，后续无需改变。具体步骤如下：
步骤A1：对采集图像进行阈值分割处理，得到对比度明显的预处理图像(图4a至图4b)。
步骤A2：识别位于平台边缘找寻框区域内的平台边缘作为检测基准线(图4c至图4d)。经步骤A1图像预处理后，预处理图像中平台边缘灰度阈值会有明显突变，基于该原理在边缘找寻框区域内拟合出边缘线位置，这里的检测基准线实际上是侧视待测品，与待测品6的Pin脚接触的平台4平面形成的线段，当待测品某只Pin脚翘起，图像中显示为该Pin脚与该检测基准线有一定间隙高度。
步骤A3：对预处理图像中待测品6的Pin脚以上区域增加掩模，使各个Pin脚部分成为独立区域(图4e至图4f)，以便于后续处理。
步骤A4：移除预处理图像中平台区域及与平台区域相连接的Pin脚部分区域(图4g)。平台区域与待测品6的Pin脚区域连接，说明该Pin脚与平台接触，该Pin脚符合待测品标准要求。
步骤A5：向上平移检测基准线，平移距离为检测Pin脚翘起的管控数值，在步骤A4处理得到的图像中移除与平移线相连Pin脚区域部分(图4h)，从而排除掉符合待测品标准要求的Pin脚。
步骤A6：判断Pin脚检测框内是否有剩余Pin脚个体(图4i)，若有则说明该Pin脚的翘起高度超出待测品的标准规格，Pin脚共面度不合格，为不良品，若没有则共面度是合格的，为良品。
本实施例的电子变压器Pin脚共面度的视觉检测方式及装置，在实际应用过程中，将待测品6置于平台4上，工业相机1和远心镜头2对待测品6进行图像采集。通过对工业相机1、远心镜头2、测试平台4和光源3的相互配合进行优化，尤其是光源3、透光漫射材料5与平台4的配合结构和布置，巧妙达成背光成像效果，使其可拍摄出高对比度和高质量的图像。图像中设置位置固定的平台边缘找寻框和Pin脚检测框，实现高效准确检出，同时对平台边缘基准的变动有一定的容许度，有效提升了对待测品的Pin脚检测的准确性，配合本发明优化的Pin共面度检测算法，能够高效地达成对不良品的准确检出效果。
图像采集装置的具体参数，相机选型：可选用500万像素的工业相机1，理论精度＝视野max/分辨率max＝24/2592＝0.0092mm/pixel；
镜头选型：可选用0.238倍的远心镜头2，兼容尺寸为2/3；可以在视野范围内完整检测待测品6的Pin脚，同时支持更大尺寸待测品6的换型。
光源选型：可经过使用不同种类对透过平台4和白色透光的亚克力块的待测品6的Pin脚打光效果测试。实验结果表明该光源设计的效果最佳，可使待测品6的Pin脚轮廓明显显现出来，不受到Pin脚焊锡反光的影响，有利于图像的处理和分析判定。
图像中使用平台边缘找寻框对基准线进行拟合，待测品6使用Pin脚检测框框取Pin脚测试区域，并通过Pin共面度算法对待测品6的Pin共面度进行判定，对成像进行分割阈值(86～98)处理，在阈值在86～98区间时，Pin脚轮廓与背景形成鲜明对比，便于视觉软件的分析和处理。
实际距离＝像素精度*像素距离，该公式中像素精度为上述相机选型中的理论精度即0.0092mm/pixel，则设置平移像素数值为27.17pixel。
将软件检测结果可通过界面显示出来。
本发明的背景部分可以包含关于本发明的问题或环境的背景信息，而不一定是描述现有技术。因此，在背景技术部分中包含的内容并不是申请人对现有技术的承认。
以上内容是结合具体/优选的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施方式做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应当视为属于本发明的保护范围。在本说明书的描述中，参考术语“一种实施例”、“一些实施例”、“优选实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。尽管已经详细描述了本发明的实施例及其优点，但应当理解，在不脱离专利申请的保护范围的情况下，可以在本文中进行各种改变、替换和变更。
Claims (10)
1.一种Pin脚共面度视觉检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、对置于平台上的待测品进行图像采集；
S2、从采集的图像中识别所述平台的支撑所述待测品的Pin脚的边缘，作为检测基准线；
S3、将所述图像中的所述检测基准线向上平移一管控距离；
S4、识别并移除所述图像中与平移后的所述检测基准线相连的Pin脚；
S5、判断所述图像中是否还有剩余的Pin脚，若有剩余的Pin脚则判定Pin脚共面度不合格，否则判定Pin脚共面度合格。
2.如权利要求1所述的Pin脚共面度视觉检测方法，其特征在于，步骤S2之前还包括：对采集的图像进行灰度阈值分割处理，得到增强对比度的预处理图像；步骤S2中，根据灰度阈值识别出所述平台的所述边缘。
3.如权利要求1或2所述的Pin脚共面度视觉检测方法，其特征在于，还包括在采集的图像中人工设置平台边缘找寻框和Pin脚检测框；步骤S2中，在所述平台边缘找寻框中识别所述平台的所述边缘；步骤S4中，在所述Pin脚检测框中识别所述Pin脚。
4.如权利要求1或2所述的Pin脚共面度视觉检测方法，其特征在于，步骤S4之前还包括：对所述待测品的Pin脚以上的区域施加掩模，以形成各个独立的Pin脚。
5.如权利要求1或2所述的Pin脚共面度视觉检测方法，其特征在于，步骤S3之前还包括：识别并移除所述图像中与平移前的所述检测基准线相连的Pin脚。
6.如权利要求1或2所述的Pin脚共面度视觉检测方法，其特征在于，所述管控距离为0.2～0.3毫米，优选0.25毫米。
7.如权利要求1至6任一项所述的Pin脚共面度视觉检测方法，其特征在于，步骤S1中，在待测品的正下方形成向上照射的均匀白色漫射背光，并使用相机分别从待测品的具有Pin脚的两侧进行图像采集。
8.一种Pin脚共面度视觉检测装置，包括图像采集装置以及处理器，其特征在于，所述图像采集模块用于对置于平台上的待测品进行图像采集，所述处理器经配置以在执行计算机程序时进行如下处理：从采集的图像中识别所述平台的支撑所述待测品的Pin脚的边缘作为检测基准线；将所述图像中的所述检测基准线向上平移一管控距离；识别并移除所述图像中与平移后的所述检测基准线相连的Pin脚；判断所述图像中是否还有剩余的Pin脚，若有剩余的Pin脚则判定Pin脚共面度不合格，否则判定Pin脚共面度合格。
9.一种用于Pin脚共面度视觉检测装置的图像采集装置，其特征在于，包括白色点光源、用于放置待测品的平台以及用于拍摄图像的相机，所述平台在待测品的下方区域开设有贯穿槽，所述白色点光源设置于所述贯穿槽的下方，所述贯穿槽内安装有透光漫射材料，所述透光漫射材料在所述白色点光源的照射下形成均匀白色发光块，从而当所述相机对待测品进行拍摄时所述均匀白色发光块为所述待测品提供均匀的白色背光；优选地，所述贯穿槽的长度大于待测品的侧面长度，宽度小于待测品的宽度一半。
10.如权利要求9所述的图像采集装置，其特征在于，所述均匀白色发光块突出于所述平台的表面并在待测品的正下方延伸到待测品的Pin脚高度的中间位置。
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