CN207923416U - 一种手机触控屏Mark定位非接触式视觉检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种手机触控屏Mark定位非接触式视觉检测装置，分为图像采集模块、运动控制模块、辅助设备模块、气动阀控制模块及上位机模块。图像采集模块由相机、远心镜头、紫色同轴光源和数据采集卡构成；运动控制模块由继电器开关、PLC和位置传感器构成；气动阀控制模块由气动阀、气动阀控制器、气管、气压表和气泵构成；辅助设备模块由托盘、支架和挡板构成；上位机模块由工控机和显示器构成。相机的图像接口采用Gige协议与图像采集卡连接。工控机和PLC采用I/O通讯连接。本实用新型能快速准确地实现手机触控屏Mark定位非接触式视觉检测，比传统的人工测量方式精确、快速、稳定。
Description
技术领域
本实用新型属于电子产品视觉检测技术领域，涉及一种手机触控屏Mark定位非接触式视觉检测装置。
背景技术
随着移动互联网的快速发展，智能手机的软硬件技术都有了飞速的提升，同时智能手机价格也朝着越来越平民化的方向发展，使得智能手机在中国的发展越来越多样化，应用范围也越来越全面，在人们的智能化生活中扮演着极其重要的作用。
手机触控屏作为智能手机的一个重要组成部分，触控屏的生产合格率对手机的生产质量与手机普及起到了非常重要的一环，触控屏的Mark中心点与 Circle圆心相差较大，会导致产品正面出现比较大的曝光问题。传统的触控屏 Mark检测是人工采用检测设备测量的方式，存在由于人工放置不稳定而导致检测工位变化幅度太大的现象，进而导致检测不精确、效益低下的问题发生，且自动化程度与稳定性不够高。
本实用新型的图2是需检测的触控屏示意图，共有4个标志位，分别是 Leftmark、Rightmark、Leftcircle和Rightcircle。需要对这四个标志位进行偏差检测，检测出A区Mark中心点与Circle圆心的偏差距离、B区Mark中心点与Circle圆心的偏差距离，以此判断触控屏合格与否。
实用新型内容
针对上述问题，本实用新型提供了一种基于机器视觉的触控屏Mark定位非接触式视觉检测装置。
本实用新型所采用的技术方案是：
一种手机触控屏Mark定位非接触式视觉检测装置，包括图像采集模块、运动控制模块、辅助设备模块、气动阀控制模块和上位机模块；所述的图像采集模块有两个，均由黑白工业相机、远心镜头、紫色同轴光源以及数据采集卡构成，远心镜头安装在黑白工业相机上，紫色同轴光源安装在远心镜头内部；每个远心镜头距离手机触控屏Mark标志位1090-1100mm；两个黑白工业相机通过 Gige以太网通讯连接安装在工业控制计算机的PCI插槽中数据采集卡；运动控制模块由继电器开关、PLC和位置传感器构成，工业控制计算机与PLC通过I/O 通讯连接；辅助设备模块包括托盘、支架和挡板；气动阀控制模块由气动阀控制器、气动阀、气管、气压表、气泵和托盘组成，气动阀驱动托盘在上、下两个工位上移动，上、下两个工位分别取得Mark和Circle的图像，以便后续处理；上位机模块主要显示检测的触控屏的4个偏差数据、设备的补偿值、两幅Mark 图像以及两幅Circle图像。
两个黑白工业相机相对于检测平面处于同一水平高度，工作距离在 1090-1110mm范围。
两个黑白工业相机的水平距离是75mm。
该手机触控屏共有两个检测区(A区与B区)需要进行Mark非接触式视觉检测，检测位置的分布如图2所示，由于检测Mark中心点与Circle圆心点的偏差需要求得它们的相对坐标，因此考虑要建立一个统一的坐标系，由于本检测装置刚好需要检测两对Mark中心点与Circle圆心点的偏差值，因此需要两个黑白工业相机同时进行拍摄取像。根据要求，需要建立一个平面坐标系，以第一次取像所得到的两个Mark位置的中心点建立坐标系的X轴，过左侧Mark中心点建立垂直于X轴的Y轴，建立完坐标系之后即可以求得两边Circle圆心点的坐标，在触控屏检测的过程中需要将两个黑白工业相机的坐标系归一化到同一个坐标系中，同时需要对两侧的黑白工业相机进行标定，将取像得到的像素坐标转化成实际坐标，并且可以优化镜头畸变对成像效果的影响。考虑到Mark标志检测位置的分布以及远心镜头的大小，以及外接挡板的安装，需要留有10mm 的空间余量。
本实用新型的有益效果：本实用新型结构简单，无需太多的硬件，实现手机触控屏的Mark中心点与Circle圆心点偏差值的快速、准确、自动检测。
附图说明
图1是手机触控屏Mark定位非接触式视觉检测装置简化结构图。
图2是触控屏示意图，包括待检测A区、待检测B区。
图中：1第一黑白工业相机；2第二黑白工业相机；3紫色同轴光源A； 4紫色同轴光源B；5远心镜头A；6远心镜头B；7触控屏； 8用于放置触控屏的托盘；9工业控制计算机；10显示屏； 11PLC；12气动阀控制器。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型装置的具体实施方式做进一步的说明。
实施例1获取图像的过程
一种手机触控屏Mark定位非接触式视觉检测装置，包括图像采集模块、运动控制模块、辅助设备模块、气动阀控制模块和上位机模块；所述的图像采集模块有两个，均由黑白工业相机、远心镜头、紫色同轴光源以及数据采集卡构成，远心镜头安装在黑白工业相机上，紫色同轴光源安装在远心镜头内部；每个远心镜头距离手机触控屏Mark标志位1090-1100mm；两个黑白工业相机通过 Gige以太网通讯连接安装在工业控制计算机的PCI插槽中数据采集卡；运动控制模块由继电器开关、PLC和位置传感器构成，工业控制计算机与PLC通过I/O 通讯连接；辅助设备模块包括托盘、支架和挡板；气动阀控制模块由气动阀控制器、气动阀、气管、气压表、气泵和托盘组成，气动阀驱动托盘在上、下两个工位上移动，上、下两个工位分别取得Mark和Circle的图像，以便后续处理；上位机模块主要显示检测的触控屏的4个偏差数据、设备的补偿值、两幅Mark 图像以及两幅Circle图像。
开始检测时，首先将手机触控屏放置在托盘上，调节第一黑白工业相机1、第二黑白工业相机2的位置并连接IP地址，使得所拍图片位于显示屏10图像窗口显示的正中央，并且需要保证黑白工业相机所拍的图像与对应的图像窗口一致性，PLC11通过气动阀控制器12运载产品至Mark检测位置。当到达位置后， PLC11通过I/O通讯发送到位信号给显示屏10，显示屏10触发第一黑白工业相机1和第二黑白工业相机2拍照，获得图像后，根据图像的清晰程度，适当调节两个黑白工业相机的焦距，直至能拍得到清晰的图像，否则会影响后期圆心的寻找。具体的步骤为首先采用视觉软件分别载入第一黑白工业相机1和第二黑白工业相机2的地址、型号，然后调节黑白工业相机的上下左右四个方位，以保证所拍摄的的图像位于上位机显示的正中央，当达到要求后，调节黑白工业相机的焦距，尽可能使所拍的Mark图像足够清晰。
实施例2获得图像后处理
(1)校准与标定黑白工业相机图像，选用网格0.5mm*0.5mm的棋盘格标定板，采用非线性校正模式，校正透视畸变、径向畸变及平面线性畸变；具体步骤是反向放置标定板，打开视觉软件，分别打开两个黑白工业相机的实时图像模块来对该台设备做取像标定，完成后生成第一黑白工业相机1和第二黑白工业相机2的标定文件，将标定文件分别载入到对应的上位机模块中；
(2)采集图像并搜索得模板后定位，采用定位函数离线训练产品粗定位的图像特征，并通过特征匹配算法找到该图像特征的坐标，根据该图像特征与拟合圆搜索区域的坐标对应关系计算出拟合圆搜索区域的位置信息；
(3)图像处理，在相应的拟合直线搜索区域采用最小二乘法拟合触控屏两端 Mark的4条边界，可以求得两个交点的坐标(X1,Y1)、(X2,Y2)，Mark的中心点的坐标通过以下公式计算：
求得Mark中心点对应的坐标；同时在相应的拟合圆搜索区域采用最小二乘法拟合触控屏两端的Circle图像，求得Circle的圆心c和Circle的圆心d，过中心点a、b做直线，作为坐标的X轴，做中心点a关于X轴的垂直线为Y轴，将A区Mark标志和B区Mark标志统一在一个坐标系内，求得四个点的坐标，以便后续求得Mark点与Circle的相对偏差位置；
由于非接触式检测设备存在一部分的人为偏差，所以在第一轮测试中需要求得该台设备的补偿值，将补偿值输入到上位机之中以保证后续测量数据的准确性。上位机可以实时显示检测的数据偏差结果以及取像的结果，将检测的数据生成报表记录在上位机中并给出检测完成信号到PLC，PLC通过气动阀控制器运载产品到另一个工位，即检测Circle的标志位圆心，取像完成之后气动阀控制器驱动托盘回到原先位置，准备下一个工件的检测。
Claims (3)
1.一种手机触控屏Mark定位非接触式视觉检测装置，其特征在于，所述的手机触控屏Mark定位非接触式视觉检测装置包括图像采集模块、运动控制模块、辅助设备模块、气动阀控制模块和上位机模块；所述的图像采集模块有两个，均由黑白工业相机、远心镜头、紫色同轴光源以及数据采集卡构成，远心镜头安装在黑白工业相机上，紫色同轴光源安装在远心镜头内部；每个远心镜头距离手机触控屏Mark标志位1090-1100mm；两个黑白工业相机通过Gige以太网通讯连接安装在工业控制计算机的PCI插槽中数据采集卡；运动控制模块由继电器开关、PLC和位置传感器构成，工业控制计算机与PLC通过I/O通讯连接；辅助设备模块包括托盘、支架和挡板；气动阀控制模块由气动阀控制器、气动阀、气管、气压表、气泵和托盘组成，气动阀驱动托盘在上、下两个工位上移动，上、下两个工位分别取得Mark和Circle的图像，以便后续处理；上位机模块主要显示检测的触控屏的4个偏差数据、设备的补偿值、两幅Mark图像以及两幅Circle图像。
2.根据权利要求1所述的一种手机触控屏Mark定位非接触式视觉检测装置，特征在于，两个黑白工业相机相对于检测平面处于同一水平高度，工作距离在1090-1110mm范围。
3.根据权利要求1或2所述的一种手机触控屏Mark定位非接触式视觉检测装置，特征在于，两个黑白工业相机的水平距离是75mm。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN112172338A (zh) * | 2020-09-24 | 2021-01-05 | 山西潞安太阳能科技有限责任公司 | 一种丝网印刷Mark点自动定位*** |
| TWI719571B (zh) * | 2019-08-05 | 2021-02-21 | 伊斯酷軟體科技股份有限公司 | 測試觸控式行動裝置之測試裝置、測試系統及其電腦程式產品 |
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