TW201518711A - 影像定位方法及裝置 - Google Patents

Abstract

一種影像定位方法及裝置。所述方法包括下列步驟。於不同時間點擷取物體的第一影像、第二影像以及第三影像，其中該物體包含第一透光部與第二透光部。利用第一透光部在第一影像與第二影像中的位置以及第一影像與第二影像的間隔時間，計算該物體的移動速度。利用第一透光部與第二透光部在第一影像或第二影像中的位置，以及利用該物體的移動速度，獲得第三影像中的該物體與設計檔中的該物體兩者之間的第一座標轉換關係。利用設計檔以及第一座標轉換關係，獲得設計檔中的元件於第三影像中的對應位置以定位元件。

Description

影像定位方法及裝置

本揭露是有關於一種影像定位方法及裝置。

在傳統的電路板外觀檢測過程中，大部分都是採取人工目視檢測的方式。然而，人工目視檢測會有個人主觀意識不同、工作疲勞或是其他因素，而造成檢測結果的差異。為了避免上述問題，目前常用光學檢測的方式來取代人工目視檢測。然而，若要使用習知光學檢測設備對電路板進行檢測，必須在電路板為靜止的狀態下，取得靜態的電路板畫面並進行分析。在產線上輸送電路板時，若是需要將電路板停止才能對電路板進行檢測，會降低產能。除此之外，由於大多數電路板的線路佈局十分複雜，若是使用傳統的光學檢測方式，以拍攝電路板正光源影像來進行分析，容易有分析錯誤的可能。

本揭露提供一種影像定位方法及裝置，可在物體為移動的狀態下拍攝所述物體的影像，進而獲得影像中所述物體與設計 檔中所述物體之間的座標轉換關係。

本揭露提出一種影像定位方法。所述方法包括下列步驟。於不同時間點擷取物體的第一影像、第二影像以及第三影像，其中所述物體包含第一透光部與第二透光部。利用第一透光部在第一影像與第二影像中的位置以及第一影像與第二影像的間隔時間，計算所述物體的移動速度。利用第一透光部與第二透光部在第一影像或第二影像中的位置，以及利用所述物體的移動速度，獲得第三影像中的該物體與設計檔中的該物體兩者之間的第一座標轉換關係。利用設計檔以及第一座標轉換關係，獲得設計檔中的元件於第三影像中的對應位置以定位元件。

本揭露提出一種影像定位裝置。所述裝置包括影像擷取單元以及計算單元。影像擷取單元於不同時間點擷取物體的第一影像、第二影像以及第三影像，其中所述物體包含第一透光部與第二透光部。計算單元耦接至影像擷取單元以接收第一影像、第二影像以及第三影像，其中計算單元利用第一透光部在第一影像與第二影像中的位置以及第一影像與第二影像的間隔時間，計算所述物體的移動速度。計算單元利用第一透光部與第二透光部在第一影像或第二影像中的位置，以及利用該物體的移動速度，獲得第三影像中的該物體與設計檔中的該物體兩者之間的第一座標轉換關係。計算單元利用設計檔以及第一座標轉換關係，獲得設計檔中的元件於第三影像中的對應位置以定位元件。

基於上述，本揭露的實施例所提出的影像定位方法及裝 置可利用於不同時間點擷取所述物體的不同影像，例如第一影像、第二影像以及第三影像。第一影像與第二影像可以被用來找出所述物體的第一透光部的位置，以及計算出所述物體的移動速度。利用第一透光部與第二透光部在第一影像或第二影像中的位置，以及利用所述物體的移動速度，可獲得第三影像中的該物體與設計檔中的該物體兩者之間的座標轉換關係。利用設計檔與座標轉換關係，可獲得設計檔中的元件在第三影像中的對應位置以定位元件。

為讓本揭露的上述特徵能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

100‧‧‧影像定位裝置

102‧‧‧影像擷取單元

104‧‧‧計算單元

106、601‧‧‧電路板

108‧‧‧輸送帶

110、112、114‧‧‧發光二極體

116‧‧‧擴散板

118、140‧‧‧背光影像

120‧‧‧正光影像

122‧‧‧第一透光部

124‧‧‧第一推算位置

126‧‧‧第二透光部

128‧‧‧第二推算位置

420‧‧‧第一背光影像

421、422、423、441、442、443、461、462、463‧‧‧透光部位置

440‧‧‧第二背光影像

460‧‧‧正光影像

464‧‧‧小搜尋區域

502‧‧‧元件

504‧‧‧透光部

602‧‧‧第一載具

604‧‧‧第二載具

612、614‧‧‧定位孔

622、624‧‧‧透光部

L1、L2‧‧‧距離

S202~S206、S302~S308、S502~S532‧‧‧步驟

α‧‧‧角度

圖1是依照本揭露一實施例說明一種影像定位裝置的示意圖。

圖2是依照本揭露一實施例說明一種影像定位方法的流程圖。

圖3是依照本揭露再一實施例說明一種影像定位方法的流程圖。

圖4是依照本揭露一實施例說明於不同時間點擷取物體的不同影像的示意圖。

圖5是依照本揭露另一實施例說明一種影像定位方法的流程 圖。

圖6是依照本揭露又一實施例說明一種影像定位方法的示意圖。

圖7是依照本揭露一實施例說明一種擷取影像的情境示意圖。

圖8是依照本揭露一實施例說明一種將電路板配置在具有透光部的載具上的示意圖。

圖9是依照本揭露另一實施例說明一種將電路板配置具有透光部的載具的示意圖。

在本案說明書全文(包括申請專利範圍)中所使用的「耦接」一詞可指任何直接或間接的連接手段。舉例而言，若文中描述第一裝置耦接於第二裝置，則應該被解釋成該第一裝置可以直接連接於該第二裝置，或者該第一裝置可以透過其他裝置或某種連接手段而間接地連接至該第二裝置。另外，凡可能之處，在圖式及實施方式中使用相同標號的元件/構件/步驟代表相同或類似部分。不同實施例中使用相同標號或使用相同用語的元件/構件/步驟可以相互參照相關說明。

本揭露的下述諸實施例提供影像定位方法及裝置，其可在不同時間點對移動狀態下的物體(例如電路板或其他產品)擷取不同影像(例如背光影像與正光影像)。利用分析物體的背光影 像可以找出所述物體的第一透光部在背光影像中的位置。利用第一透光部在背光影像中的位置以及利用所述物體的移動速度，可獲得正光影像中的物體與設計檔中的該物體兩者之間的座標轉換關係。所述座標轉換關係可以應用於對所述物體的外觀檢測分析或其他生產線檢查程序。

圖1是依照本揭露一實施例說明一種影像定位裝置100的示意圖。影像定位裝置100包括影像擷取單元102以及計算單元104。影像定位裝置100例如是配置在生產線的光學檢測設備，或是其他可以用來檢測處於移動狀態下的產品的系統/裝置。影像擷取單元102可以是攝影機、監視器、數位相機或是任何具有影像擷取功能的裝置。計算單元104耦接影像擷取單元102，計算單元104可以是筆記型電腦、個人電腦、工作站、平板電腦或其他具有計算功能的裝置。

在本實施例中，需要進行檢測的物體被例舉為電路板106，如圖1所示。電路板106會經由輸送帶108進行輸送。電路板106的前方配置有至少一個光源，例如圖1所示發光二極體(light emitting diode,LED)110與112分別選擇性地配置於影像擷取單元102的上方與/或下方。LED 110配置在影像擷取單元102上方，而LED 112配置在影像擷取單元102與電路板106之間。LED 110與LED 112可以選擇性地配置擴散板。LED 110與LED 112用以當作拍攝電路板106的正光影像時所使用的正光源。電路板106的下方配置有至少一個光源，例如圖1所示LED 114。LED 114用以當作拍攝電路板106的背光影像時所使用的背光源。除此之外，在LED 114之上更配置有擴散板116。LED 114的光透過擴散板116後會更加均勻。

當電路板106進行外觀檢測時，藉由控制LED 110、LED 112與/或LED 114的關閉或開啟，影像擷取單元102可於不同時間點分別拍攝處於移動狀態的電路板106的背光影像118以及正光影像120，並儲存於計算單元104中。例如在一些實施例中，在電路板106經由輸送帶108輸送的過程中LED 114會持續的打光，因此在LED 110與LED 112關閉的期間影像擷取單元102可以拍攝電路板106的背光影像118，而在LED 110與LED 112開啟的期間影像擷取單元102可以拍攝電路板106的正光影像120。又例如在另一些實施例中，在LED 110與LED 112關閉的期間LED 114被開啟，因此影像擷取單元102可以拍攝處於移動狀態的電路板106的背光影像118；以及在LED 110與LED 112開啟的期間LED 114被關閉，因此影像擷取單元102可以拍攝處於移動狀態的電路板106的正光影像120。

另一方面，計算單元104可以從儲存媒體中讀入電路板106的設計檔(例如：電路板106的製作規格檔案，又稱fab檔)。電路板106的所述設計檔包含了電路板106在製造程序中的詳細資訊，例如：電路板106上所有的元件的連接關係、元件接點位置、元件規格、元件位置以及/或者元件與電路板106邊界之距離等等資訊。在本實施例中，影像定位裝置100並不侷限只能應用 在電路板106上，也可應用在電子零件或是其他待測的移動物品上。

圖2是依照本揭露一實施例說明一種影像定位方法的流程圖。以下即搭配圖1的各個單元來說明本實施例中的各個步驟。請同時參照圖1及圖2，在步驟S202中，在電路板106經由輸送帶108運送的過程中，影像擷取單元102會在不同的時間點擷取電路板106的背光影像以及正光影像。例如，藉由控制LED 110、LED 112與/或LED 114的關閉或開啟，影像擷取單元102可在第一時間點拍攝由背光源(例如LED 114)所照射的電路板106的背光影像118作為所述背光影像，以及在第二時間點拍攝由正光源(例如LED 110與/或LED 112)所照射的電路板106的正光影像120作為所述正光影像。其中，所述第一時間點可以早於所述第二時間點。在其他實施例中所述第一時間點可以晚於所述第二時間點。

電路板106包含至少一個透光部，例如圖1所示第一透光部122與第二透光部126。第一透光部122與第二透光部126可以是電路板106的透孔(Plating Through Hole)或是電路板上其他可以透光的部份(例如：定位孔、螺絲孔或電性元件的插孔)。背光影像118可以提供高反差(高對比度)影像，使得計算單元104可以容易地分辨識出第一透光部122與第二透光部126在背光影像118中的位置。在其他實施例中，為了讓計算單元104更容易辨識背光影像118中的透光部122與126，計算單元104可對背光 影像118進行二值化處理，以提升影像的對比度。

在一些應用例中，輸送帶108的移動速度可依照使用者的需求進行調整。也就是說，輸送帶108的移動速度(即電路板106的移動速度)可以事先獲知，並將電路板106的移動速度輸入至計算單元104。因此，在步驟S204中，影像定位裝置100可提供電路板106在輸送帶108上的移動速度。在另一些實施例中，當無法預先獲知並提供電路板106的移動速度時，也可藉由其它方式得知電路板106在輸送帶108上的移動速度，詳細方式容後詳述。

接著，在步驟S206中，計算單元104可以利用電路板106的第一透光部122及/或第二透光部126在背光影像(例如圖1所示背光影像118)中的位置，以及利用電路板106的移動速度，獲得正光影像(例如圖1所示正光影像120)中的電路板106與設計檔(例如fab檔)中的電路板106兩者之間的第一座標轉換關係。

以下將詳細說明在步驟S206中，計算單元104如何獲得正光影像(例如圖1所示正光影像120)中的電路板106與設計檔(例如fab檔)中的電路板106兩者之間的第一座標轉換關係。請參考圖1，計算單元104可以利用電路板106的第一透光部122在背光影像118中的位置，以及電路板106的移動速度，推算出電路板106的第一透光部122在正光影像120中的第一推算位置124。以此類推，計算單元104可以利用電路板106的第二透光部126在背光影像118中的位置，以及電路板106的移動速度，推算 出電路板106的第二透光部126在正光影像120中的推算位置128。接著，計算單元104將正光影像120中的第一推算位置124與電路板106的第一透光部122在設計檔中的位置進行比對，以獲得正光影像120中的電路板106與設計檔中的電路板106兩者之間的第二座標轉換關係。在理想狀態下，正光影像120中的第一推算位置124應為電路板106的第一透光部122在正光影像120中的實際位置，因此計算單元104可直接使用所述第二座標轉換關係作為圖2中步驟S206所述的第一座標轉換關係。在實際操作環境中，在電路板106從第一時間點至第二時間點的移動過程中可能會發生變異事件(例如因為輸送帶108的振動而使電路板106發生微幅轉動/移動)，使得正光影像120中的第一推算位置124與電路板106的第一透光部122在正光影像120中的實際位置二者之間可能具有位置誤差。若此位置誤差是在容許範圍內，則計算單元104還是可以直接使用所述第二座標轉換關係作為圖2中步驟S206所述的第一座標轉換關係。

一般而言，電路板106的電路佈局十分複雜，元件之間排列的也十分緊密。計算單元104要由影像擷取單元102所拍攝的正光影像120中，準確地辨識出電路板106的透光部正確位置可能需要花費大量的時間，尤其是當電路板106具有不只一個的透光部時。

因此，當電路板106具有多個透光部時，在本揭露一實施例中，由於計算單元104可在電路板106的設計檔中獲得電路 板106的多個透光部座標。因此，計算單元104藉由使用所述第二座標轉換關係，依據電路板106的多個透光部在設計檔的多個座標位置推算出多個透光部在正光影像120中的多個推算位置。在推算出多個透光部在正光影像120中的多個推算位置之後，計算單元104可依據電路板106的多個透光部在正光影像120中的多個推算位置定義出多個小搜尋區域。接著，計算單元104分別在正光影像120中的多個小搜尋區域內進行實際透光部影像搜尋，以找出電路板106的這些透光部在正光影像120中的實際位置。

由於輸送帶108的振動或是其他因素，計算單元104推算出的多個透光部推算位置不一定是電路板106中多個透光部在正光影像120中的實際位置。無論如何，在正光影像120中這些透光部的推算位置依然是用來找出在正光影像120中這些透光部的實際位置的重要線索。因此，計算單元104可以依據在正光影像120中這些透光部的推算位置分別定義出多個小搜尋區域，以加速找出在正光影像120中這些透光部的實際位置。舉例來說，計算單元104可以在正光影像120中這些透光部的推算位置的其中一個透光部的推算位置當做一個小搜尋區域的圓心，而以所述其中一個透光部的半徑乘以預設倍率(例如10倍)作為所述小搜尋區域的半徑。計算單元104可以在所述小搜尋區域內進行影像分析以搜尋所述其中一個透光部在正光影像120中的實際位置。電路板106的其他透光部亦可以參照所述其中一個透光部的相關 說明來找出在正光影像120中的實際位置。在本實施例中，使用者可依照實際需求調整所述小搜尋區域的範圍。若是在正光影像120的所述多個小搜尋區域內皆無法經由影像處理搜尋到電路板106的透光部的實際位置，則計算單元104可以直接使用所述第二座標轉換關係作為圖2中步驟S206所述的第一座標轉換關係。

另一方面，若是計算單元104在多個小搜尋區域內分別搜尋到電路板106的透光部的實際位置，則計算單元104比對電路板106的這些透光部在正光影像120中的多個實際位置以及電路板106的多個透光部在設計檔中的位置，以獲得正光影像120中的電路板106與設計檔中的電路板106兩者之間的所述第一座標轉換關係。

當電路板106在輸送過程中，因機台的振動或是其他的外力因素而可能造成電路板106在輸送帶108上的方向角發生改變，進而使在背光影像118中電路板106的方向角與在正光影像120中電路板106的方向角二者之間存在誤差。計算單元104可以取得電路板106的第一透光部122與第二透光部126在背光影像118中的位置，接著計算單元104利用第一透光部122與第二透光部126在背光影像118中的位置，以及利用電路板106的移動速度，推算出第一透光部122與第二透光部126在正光影像120中的第一推算位置124與第二推算位置128(請參照步驟S206的相關說明而類推之)。計算單元104比對電路板106的第一透光部122與第二透光部126在正光影像120中的第一推算位置124與第二 推算位置128以及第一透光部122與第二透光部126在設計檔中的位置，以及依據比較結果計算正光影像120中電路板106的位置與方向角，以及進而獲得正光影像120中的電路板106與設計檔中的電路板106兩者之間的所述第一座標轉換關係。

另一方面，計算單元104在獲得第一座標轉換關係後，可利用設計檔中元件之位置資訊(如元件與透光部之相對位置關係、或是元件於設計檔之位置座標)以及上述的第一座標轉換關係，以獲得設計檔中的元件於正光影像120中的對應位置，並定位(例如是以投影的方式)至正光影像120中。

綜上所述，在正光影像120中電路板106的定位特徵和周圍區域之間的反差不夠大，因此較不易找出在正光影像120中電路板106的定位特徵。上述實施例利用背光影像118可快速找出電路板106的透光部。再者，若用影像擷取單元102從上視角拍攝整個電路板106影像，有些定位特徵會被鄰近或上方的元件遮蔽而不易找出定位特徵。由於透光部特徵上方通常不存在遮蔽物，因此上述實施例可利用背光影像118快速找出透光部作為定位特徵。當影像定位裝置100可事先獲知電路板106的移動速度時，計算單元104可依據背光影像118中電路板106的透光部的位置而快速地獲得在正光影像120中電路板106的透光部的位置，進而獲得正光影像120中的電路板106與設計檔(例如fab檔)中的電路板106兩者之間的第一座標轉換關係。所述第一座標轉換關係可以應用於對電路板106的外觀檢測分析或其他生產線檢 查程序。所述背光影像118與所述正光影像120可以在不同時間點分別被擷取，因此在電路板106為移動狀態下可以對電路板106進行外觀檢測分析、偵測電路板旋轉角度以及/或者將電路板106的元件資訊投影至正光影像120中。

在另一實施例中，當影像定位裝置100無法事先獲知電路板106的移動速度時，影像定位裝置100可藉由進行圖3所示實施例以計算出電路板106的移動速度。

圖3是依照本揭露再一實施例說明一種影像定位方法的流程圖。圖4是依照本揭露一實施例說明於不同時間點擷取物體的不同影像的示意圖。圖4所示實施例可以參照圖1的相關說明而類推之。請同時參照圖3與圖4，在電路板106經由輸送帶108運送的過程中，影像擷取單元102會在不同的時間點擷取電路板106的第一影像、第二影像以及第三影像(步驟S302)。舉例來說，影像擷取單元102可以在第一時間點與第二時間點分別擷取電路板106的背光影像118與背光影像140作為所述第一影像與所述第二影像，以及在第三時間點擷取電路板106的正光影像120作為所述第三影像。例如，藉由控制LED 110、LED 112與/或LED 114的關閉或開啟，影像擷取單元102可在第一時間點拍攝由背光源(例如LED 114)所照射的電路板106的背光影像118，以及在第二時間點拍攝由背光源(LED 114)所照射的電路板106的背光影像140，以及在第三時間點拍攝由正光源(例如LED 110與/或LED 112)所照射的電路板106的正光影像120。

值得注意的是，在此實施例中，並不侷限第一時間點、第二時間以及第三時間點的先後順序。例如，所述第一時間點可以早於所述第二時間點，而所述第二時間點可以早於所述第三時間點。在另一實施例中，所述第一時間點可以晚於所述第二時間點，而所述第二時間點可以晚於所述第三時間點。在其他實施例中，所述第二時間點可以晚於所述第三時間點，而所述第三時間點可以晚於所述第一時間點。

在步驟S304中，計算單元104可利用電路板106的第一透光部122分別在背光影像118與背光影像140的位置，以及利用背光影像118與背光影像140的間隔時間，計算出電路板106的移動速度。在另一實施例中，計算單元104也可利用電路板106的第二透光部126分別在背光影像118與背光影像140的位置，以及利用背光影像118與背光影像140的間隔時間，計算出電路板106的移動速度。

接著，在步驟S306中，計算單元104利用第一透光部122與第二透光部126各自在背光影像118與背光影像140的位置，以及利用電路板106的移動速度，獲得正光影像120中的電路板106與設計檔(例如fab檔)中的電路板106兩者之間的第一座標轉換關係。最後，在步驟S308中，計算單元104利用設計檔以及第一座標轉換關係，獲得設計檔中的元件於正光影像120中的對應位置以定位元件。舉例來說，計算單元104可利用設計檔中元件之位置資訊(如元件與透光部之相對位置關係、或是元件於設計 檔之位置座標)以及上述的第一座標轉換關係，以獲得設計檔中的元件於正光影像120中的對應位置，並定位(例如是以投影的方式)至正光影像120中。

以下將詳細說明在步驟S306中，計算單元104如何獲得所述第一座標轉換關係。請參考圖4，計算單元104可以利用背光影像140中的第一透光部122與第二透光部126(或可利用背光影像118中的第一透光部122與第二透光部126的位置)，以及電路板106的移動速度，推算出電路板106的第一透光部122與第二透光部126在正光影像120中的第一推算位置124與第二推算位置128。接著，計算單元104將正光影像120中的第一推算位置124以及第二推算位置128與電路板106的第一透光部與第二透光部在設計檔中的位置進行比對，以獲得正光影像120中的電路板106與設計檔中的電路板106兩者之間的第二座標轉換關係。

在理想狀態下，正光影像120中的第一推算位置124與第二推算位置128應為電路板106的第一透光部122與第二透光部126在正光影像120中的實際位置，因此計算單元104可直接使用所述第二座標轉換關係作為圖3中步驟S306所述的第一座標轉換關係。在實際操作環境中，在電路板106從第一時間點至第三時間點的移動過程中可能會發生變異事件(例如，因為輸送帶108的振動而使電路板106發生微幅轉動/移動)，使得正光影像120中的第一推算位置124以及第二推算位置128與電路板106的第一透光部122與第二透光部126在正光影像120中的實際位置二 者之間可能具有位置誤差。若此位置誤差是在容許範圍內，則計算單元104還是可以直接使用所述第二座標轉換關係作為圖3中步驟S306所述的第一座標轉換關係。

或者，在其他實施例中，圖3中步驟S306可以包括下述子步驟。藉由使用該第二座標轉換關係，計算單元104可以依據電路板106的多個透光部在該設計檔內的座標而推算出電路板106的這些透光部在正光影像120中的多個推算位置。依據電路板106的這些透光部在正光影像120中的所述多個推算位置，計算單元104可以定義多個小搜尋區域。計算單元104可以分別在正光影像120中的所述多個小搜尋區域內進行「透光部影像搜尋」，以找出電路板106的這些透光部在正光影像120中的多個實際位置。計算單元104可以比對電路板106的這些透光部在正光影像120中的所述多個實際位置以及電路板106的這些透光部在該設計檔中的位置，以獲得圖3中步驟S306所述的第一座標轉換關係。此處所述找出透光部在正光影像120中的實際位置，可以參照圖6的相關說明而類推之。

圖5是依照本揭露另一實施例說明一種影像定位方法的流程圖。圖5所示步驟S202、步驟S204與步驟S206可以參照圖2所示實施例的相關說明而類推之。於圖5所示實施例中，步驟S202包括子步驟S502、S504、S506、S508與S520，步驟S204包括子步驟S510、S512、S514、S516與S518，而步驟S206包括子步驟S522、S524、S526、S528與S530。另外，圖5所示步驟 S202、步驟S204與步驟S206亦可以分別參照圖3所示步驟S302、步驟S304與步驟S306的相關說明而類推之。圖5可以視為圖3所示流程圖的諸多實施方式中一個詳細實施示例。

圖6是依照本發明又一實施例說明一種影像定位方法的示意圖。圖6所示第一背光影像420、第二背光影像440與正光影像460可以參照圖4所示背光影像118、背光影像140與正光影像120的相關說明而類推之。請同時參考圖4、圖5與圖6，在本實施例中，待測物體可以是電路板106，或是電路板106與其載具之總成。在步驟S502中，影像擷取單元102在第一時間點擷取電路板106的第一影像(例如：圖4所示電路板106的第一背光影像118或圖6所示第二背光影像420)，並將第一背光影像420傳輸至計算單元104。在步驟S504中，計算單元104可以將第一背光影像420進行二值化處理，使得影像的對比更加清楚。接著，計算單元104可以在步驟S506中從經二值化的背光影像找出電路板106的透光部的位置，並判斷在第一背光影像420所找出的透光部的數量。若是計算單元104在步驟S506中無法找到兩個以上的透光部，則回到步驟S502，也就是影像擷取單元102重新擷取電路板106的第一背光影像420。

若是計算單元104在經過二值化的第一背光影像420中找到兩個以上的透光部(例如：圖6所示421、422以及423分別表示在第一背光影像420中電路板106的第一透光部、第二透光部與第三透光部的位置)，則計算單元104會進行步驟S508。在步 驟S508中，計算單元104將在第一背光影像420中第一透光部的位置421、第二透光部的位置422與/或第三透光部的位置423比對於設計檔(例如fab檔)中的電路板106的第一透光部、第二透光部與/或第三透光部的位置，以獲得第一背光影像420中的電路板106與設計檔中的電路板106兩者之間的第三座標轉換關係。例如，第一背光影像420中第一透光部的位置421與第二透光部的位置422之間的距離L1可以作為電路板106的定位特徵，以及/或者第一透光部的位置421與第三透光部的位置423之間的距離L2可以作為電路板106的定位特徵，以及/或者藉由第一透光部的位置421、第二透光部的位置422與第三透光部的位置423間的夾角α可以作為電路板106的定位特徵。計算單元104可以在電路板106設計檔中找出符合上述定位特徵的透光部位置，以獲得第一背光影像420中的電路板106與設計檔中的電路板106兩者之間的第三座標轉換關係。

在步驟S510中，影像擷取單元102在第二時間點擷取電路板106的第二影像(例如：圖4所示電路板106的第二背光影像140或圖6所示第二背光影像440)，並將第二背光影像440傳輸至計算單元104。在步驟S512中，計算單元104可以將第二背光影像440進行二值化處理。接著，計算單元104可以在步驟S514中，經由二值化的第二背光影像440找出電路板106的透光部的位置，並判斷在第二背光影像440所找出的透光部的數量。若是計算單元104在步驟S514中無法找到兩個以上的透光部，則回到 步驟S502，也就是影像擷取單元102重新擷取電路板106的第一背光影像420與第二背光影像440。若是計算單元104在經過二值化的第二背光影像440中找到兩個以上的透光部(例如：圖6所示441、442以及443分別表示在第二背光影像440中電路板106的第一透光部、第二透光部與第三透光部的位置)，則計算單元104會進行步驟S516。

在步驟S516中，計算單元104將在第二背光影像440中電路板106的第一透光部的位置441、第二透光部的位置442以及/或者第三透光部的位置443比對於設計檔(例如fab檔)中電路板106的第一透光部、第二透光部與/或第三透光部的位置，以獲得第二背光影像440中的電路板106與設計檔中的電路板106兩者之間的第四座標轉換關係。例如，第二背光影像440中第一透光部的位置441與第二透光部的位置442之間的距離L1可以作為電路板106的定位特徵，以及/或者第一透光部的位置441與第三透光部的位置443之間的距離L2可以作為電路板106的定位特徵，以及/或者藉由第一透光部的位置441、第二透光部的位置442與第三透光部的位置443間的夾角α可以作為電路板106的定位特徵。計算單元104可以在電路板106設計檔中找出符合上述定位特徵的透光部位置，以獲得第二背光影像440中的電路板106與設計檔中的電路板106兩者之間的第四座標轉換關係。

另一方面，由於電路板106在輸送帶108上的輸送過程中可能會發生偏移或振動。在步驟S508與步驟S516中，計算單 元104分別對第一背光影像420與第二背光影像440都進行了與設計檔的座標轉換，以確定第一背光影像420中的多個透光部與第二背光影像440中的多個透光部之間的對應關係(例如，確定第一背光影像420中位置421處的透光部是否相同於第二背光影像440中位置441處的透光部)，以增加計算單元104計算電路板106的移動速度的準確性。

計算單元104在步驟S518中利用電路板106的透光部在第一背光影像420中的位置、該同一個透光部在第二背光影像440中的位置、以及拍攝第一背光影像420與拍攝第二背光影像440的間隔時間，計算電路板106的移動速度。

接著，在步驟S520中，影像擷取單元102在第三時間點擷取電路板106的第三影像(例如：圖4所示電路板106的正光影像120或圖6所示正光影像460)。圖5所示實施例中拍攝電路板106影像的順序依序為第一影像(例如圖6所示第一背光影像420)、第二影像(例如圖6所示第二背光影像440)、第三影像(例如圖6所示正光影像460)，然而在其他實施例中拍攝電路板106影像的順序不限於此。例如，在另一些實施例中，拍攝電路板106影像的順序可能依序為第一影像(例如圖6所示第一背光影像420)、第三影像(例如圖6所示正光影像460)、第二影像(例如圖6所示第二背光影像440)。又例如，在其他實施例中，拍攝電路板106影像的順序可能依序為第三影像(例如圖6所示正光影像460)、第一影像(例如圖6所示第一背光影像420)、第二影像 (例如圖6所示第二背光影像440)。

在步驟S522中，計算單元104可利用電路板106的至少二個透光部在第一背光影像420(或第二背光影像440)中的位置，以及利用在步驟S518所計算出的電路板106的移動速度，推算出所述至少二個透光部在正光影像460中的位置。例如，藉由利用步驟S518所計算出的電路板106的移動速度，計算單元104可以依據在第二背光影像440中電路板106的第一透光部的位置441、第二透光部的位置442與第三透光部的位置443而推算出在正光影像460中電路板106的第一透光部、第二透光部與第三透光部的推算位置。

接著，計算單元104在步驟S522中比對在正光影像460中電路板106的透光部的推算位置以及在設計檔中透光部的位置，以及依據比對結果計算在正光影像460中電路板106的位置以及方向角，以及進而獲得正光影像460中的電路板106與設計檔中的電路板106兩者之間的第二座標轉換關係。例如，計算單元104將在正光影像460中電路板106的第一透光部的位置461與第二透光部的位置462比對於在設計檔中電路板106的第一透光部與第二透光部的位置，以計算在正光影像460中電路板106的位置以及方向角，以及進而獲得正光影像460中的電路板106與設計檔中的電路板106兩者之間的第二座標轉換關係。

由於在步驟S522中，計算單元104推算出的多個透光部推算位置可能與實際透光部的位置不符。無論如何，在正光影像 460中這些透光部的推算位置依然是用來找出在正光影像460中這些透光部的實際位置的重要線索。因此，在步驟S524中，計算單元104藉由使用第二座標轉換關係，依據電路板106的多個透光部在設計檔內的位置推算出電路板106的多個透光部在正光影像460中的多個推算位置。接著，計算單元104在步驟S522中依據電路板106的多個透光部在正光影像460中的所述多個推算位置定義出多個小搜尋區域，並分別在正光影像460中的所述多個小搜尋區域內進行透光部影像搜尋，以找出電路板106的所述多個透光部在正光影像460中的多個實際位置。

例如，計算單元104可以在正光影像460中第三透光部的推算位置當做一個小搜尋區域464的圓心，而以所述第三透光部的半徑乘以預設倍率(例如10倍)作為所述小搜尋區域464的半徑。計算單元104可以在所述小搜尋區域464內進行影像分析以搜尋所述第三透光部在正光影像460中的實際位置463。電路板106的其他透光部亦可以參照所述第三透光部的相關說明來找出在正光影像460中的實際位置。

在步驟S526中，計算單元104可以判斷步驟S524所找到的在正光影像460中電路板106的透光部的數量。若是計算單元104判斷在步驟S524所找到的透光部的數量少於兩個，則計算單元104進行步驟S528。在步驟S528中，計算單元104直接使用步驟S522所獲得的第二座標轉換關係作為應用轉換關係(即圖2中步驟S206所述第一座標轉換關係)。另一方面，若是計算單元 104在步驟S526判斷在正光影像460中被找到的透光部的數量大於等於2，則計算單元104進行步驟S530。在步驟S530中，計算單元104比對電路板106的多個透光部在正光影像460中的多個實際位置(例如圖6所示位置461、462與463)以及電路板106的多個透光部在設計檔中的位置，以獲得正光影像460中的電路板106與設計檔中的電路板106兩者之間的座標轉換關係(即圖2中步驟S206所述第一座標轉換關係)。

接著，在步驟S532中，計算單元104可利用設計檔中一元件之位置資訊(如元件與透光部之相對位置關係、或是元件於設計檔之位置座標)以及該應用轉換關係(即圖2中步驟S206所述第一座標轉換關係)以獲得設計檔中的該元件於正光影像460中的對應位置，並定位(例如是以投影的方式)至正光影像460中。藉由對照電路板106的正光影像460與電路板106設計檔中的元件資訊，便可進行電路板106的外觀檢測，並進行各種分析/檢查。舉例來說，計算單元104可依照設計檔來檢查/分析正光影像460的對應位置的局部影像，進而得知電路板106上的元件是否遺漏，或是元件接腳是否連接錯誤，或是接腳焊點是否空焊。另一方面，由於本實施例所提出的影像定位方法及裝置是在電路板106輸送的過程中，就可進行檢測。因此，檢測過程並不會對產線輸送有任何的影響，改善了傳統檢測方法在檢測過程中必須將電路板106靜止而造成產線輸送延遲的問題。

特別值得注意的是，當影像擷取裝置102在擷取電路板 106的影像後，計算單元104可以取具有完整透光部面積的透光部來進行定位。因此，假設在影像擷取的過程中，有部份透光部被電路板106上的其他元件所遮蔽，也不會影響定位結果。舉例來說，圖7是依照本揭露一實施例說明一種擷取影像的示意圖。在圖7中，當影像擷取裝置102在擷取電路板106的影像時，電路板106上的透光部504被附近的元件502(例如：電容、電阻或電路板106上其他零件)部份遮蔽。此時，計算單元104可以判斷透光部504不具有完整透光部面積，使得透光部504不會被計算單元104當作透光部來進行定位。

在另一實施例中，當需要檢測的電路板不具有透光部時，所述要檢測的電路板可以配置在具有透光部的載具上。例如，圖8是依照本揭露一實施例說明一種將電路板配置在具有透光部的載具上的示意圖。在圖8中，待測的物體包括電路板601與載具602。電路板601為透光度不足或是不具有透光部的電路板。電路板601載於該載具602上。載具602具有至少一個定位孔(例如圖8所示定位孔612與614)作為所述待測物體的透光部。因此，圖8所示待測物體(電路板601與載具602)可以適用圖1至圖7的相關說明。

圖9是依照本揭露另一實施例說明一種將電路板配置在具有透光部的載具上的示意圖。在圖9中，待測的物體包括電路板601與載具604。電路板601載於該載具604上。載具602配置有至少一個透光部(例如圖8所示透光部622與624)。電路板601 可不疊置於透光部622上或可部份疊置於透光部622上。因此，圖9所示待測物體(電路板601與載具604)可以適用圖1至圖7的相關說明。

綜上所述，本揭露的諸實施例所提出的影像定位方法及裝置可利用擷取電路板的背光影像以及正光影像，在電路板為移動狀態下對電路板進行外觀檢測分析、偵測電路板旋轉角度以及定位電路板正光影像中的元件資訊。電路板在輸送帶上移動，會因為輸送帶振動而造成電路板微小的轉動。本揭露的諸實施例利用透光部進行定位，可偵測電路板的位置與旋轉角度，進而修正電路板因外力因素而造成的偏移。另一方面，本揭露的諸實施例利用背光影像的透光部與設計檔(例如fab檔)的零件位置，定位電路板的正光影像，以有效的解決電路板正光影像太過複雜而分析不易之問題。

雖然本揭露已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本揭露，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本揭露的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本揭露的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

S302~S308‧‧‧步驟

Claims (19)

1. 一種影像定位方法，該方法包括下列步驟：於不同時間點擷取一物體的一第一影像、一第二影像以及一第三影像，其中該物體包含一第一透光部與一第二透光部；利用該第一透光部在該第一影像與該第二影像中的位置以及該第一影像與該第二影像的一間隔時間，計算該物體的一移動速度；利用該第一透光部與該第二透光部在該第一影像或該第二影像中的位置，以及利用該物體的該移動速度，獲得該第三影像中的該物體與一設計檔中的該物體兩者之間的一第一座標轉換關係；以及利用該設計檔以及該第一座標轉換關係，獲得該設計檔中的一元件於該第三影像中的對應位置以定位該元件。
2. 如申請專利範圍第1項所述的影像定位方法，其中於不同時間點擷取該物體的該第一影像、該第二影像以及該第三影像的步驟包括：於一第一時間點與一第二時間點分別拍攝由一背光源照射的該物體的影像作為該第一影像與該第二影像，並將該第一影像與該第二影像進行二值化處理；以及於一第三時間點拍攝由一正光源照射的該物體的影像作為該第三影像。
3. 如申請專利範圍第1項所述的影像定位方法，其中所述獲 得該第三影像中的該物體與該設計檔中的該物體兩者之間的該第一座標轉換關係的步驟包括：利用該第一透光部與該第二透光部在該第一影像或該第二影像中的位置，以及利用該物體的該移動速度，推算該第一透光部與該第二透光部在該第三影像中的一第一推算位置與一第二推算位置；以及比對該第一透光部與該第二透光部在該第三影像中的該第一推算位置與該第二推算位置以及該第一透光部與該第二透光部在該設計檔中的位置，以獲得該第三影像中的該物體與該設計檔中的該物體兩者之間的一第二座標轉換關係。
4. 如申請專利範圍第3項所述的影像定位方法，其中所述獲得該第三影像中的該物體與該設計檔中的該物體兩者之間的該第一座標轉換關係的步驟更包括：直接使用該第二座標轉換關係作為該第一座標轉換關係。
5. 如申請專利範圍第3項所述的影像定位方法，其中所述獲得該第三影像中的該物體與該設計檔中的該物體兩者之間的該第一座標轉換關係的步驟更包括：藉由使用該第二座標轉換關係，依據該物體的多個透光部在該設計檔內的座標推算出該物體的該些透光部在該第三影像中的多個推算位置；依據該物體的該些透光部在該第三影像中的所述多個推算位置定義多個小搜尋區域； 分別在該第三影像中的所述多個小搜尋區域內進行一透光部影像搜尋，以找出該物體的該些透光部在該第三影像中的多個實際位置；以及比對該物體的該些透光部在該第三影像中的所述多個實際位置以及該物體的該些透光部在該設計檔中的位置，以獲得該第三影像中的該物體與該設計檔中的該物體兩者之間的該第一座標轉換關係。
6. 如申請專利範圍第1項所述的影像定位方法，其中所述獲得該第三影像中的該物體與該設計檔中的該物體兩者之間的該第一座標轉換關係的步驟包括：利用該第一透光部在該第一影像或該第二影像中的位置以及該物體的該移動速度，推算該第一透光部在該第三影像中的一第一推算位置；利用該第二透光部在該第一影像或該第二影像中的位置以及該物體的該移動速度，推算該第二透光部在該第三影像中的一第二推算位置；以及比對該第一透光部與該第二透光部在該第三影像中的該第一推算位置與該第二推算位置以及該第一透光部與該第二透光部在該設計檔中的位置，以計算在該第三影像中該物體的位置以及方向角，以及進而獲得該第三影像中的該物體與該設計檔中的該物體兩者之間的該第一座標轉換關係。
7. 如申請專利範圍第1項所述的影像定位方法，其中更包括： 比對該第一透光部與該第二透光部在該第一影像中的位置以及該第一透光部與該第二透光部在該物體的該設計檔中的位置，以獲得該第一影像中的該物體與該設計檔中的該物體兩者之間的一第三座標轉換關係；以及比對該第一透光部與該第二透光部在該第二影像中的位置以及該第一透光部與該第二透光部在該物體的該設計檔中的位置，以獲得該第二影像中的該物體與該設計檔中的該物體兩者之間的一第四座標轉換關係。
8. 如申請專利範圍第1項所述的影像定位方法，更包括：依照該第一座標轉換關係將該設計檔中的元件資訊投影至該第三影像中。
9. 一種影像定位裝置，包括：一影像擷取單元，於不同時間點擷取一物體的一第一影像、一第二影像以及一第三影像，其中該物體包含一第一透光部與一第二透光部；以及一計算單元，耦接至該影像擷取單元以接收該第一影像、該第二影像以及該第三影像，其中該計算單元利用該第一透光部在該第一影像與該第二影像中的位置以及該第一影像與該第二影像的一間隔時間而計算該物體的一移動速度；並利用該第一透光部與該第二透光部在該第一影像或該第二影像中的位置；並利用該物體的該移動速度而獲得該第三影像中的該物體與一設計檔中的該物體兩者之間的一第一座標轉換關係；以及利用該設計檔以及 該第一座標轉換關係，獲得該設計檔中的一元件於該第三影像中的對應位置以定位該元件。
10. 如申請專利範圍第9項所述的影像定位裝置，其中該影像擷取單元於一第一時間點與一第二時間點分別拍攝由一背光源照射的該物體的影像作為該第一影像與該第二影像，並於一第三時間點拍攝由一正光源照射的該物體的影像作為該第三影像；以及其中該計算單元將該第二影像與該第一影像進行二值化處理。
11. 如申請專利範圍第9項所述的影像定位裝置，其中該計算單元利用該第一透光部與該第二透光部在該第一影像或該第二影像中的位置，以及利用該物體的該移動速度，推算該第一透光部與該第二透光部在該第三影像中的一第一推算位置與一第二推算位置；以及該計算單元比對該第一透光部與該第二透光部在該第三影像中的該第一推算位置與該第二推算位置以及該第一透光部與該第二透光部在該設計檔中的位置，以獲得該第三影像中的該物體與該設計檔中的該物體兩者之間的一第二座標轉換關係。
12. 如申請專利範圍第11項所述的影像定位裝置，其中該計算單元直接使用該第二座標轉換關係作為該第一座標轉換關係。
13. 如申請專利範圍第11項所述的影像定位裝置，其中該計算單元藉由使用該第二座標轉換關係，依據該物體的多個透光部在該設計檔內的座標推算出該物體的該些透光部在該第三影像中的多個推算位置；該計算單元依據該物體的該些透光部在該第三影像中的所述多個推算位置定義多個小搜尋區域；該計算單元分 別在該第三影像中的所述多個小搜尋區域內進行一透光部影像搜尋，以找出該物體的該些透光部在該第三影像中的多個實際位置；以及該計算單元比對該物體的該些透光部在該第三影像中的所述多個實際位置以及該物體的該些透光部在該設計檔中的位置，以獲得該第三影像中的該物體與該設計檔中的該物體兩者之間的該第一座標轉換關係。
14. 如申請專利範圍第9項所述的影像定位裝置，其中該計算單元利用該第一透光部在該第一影像或該第二影像中的位置以及該物體的該移動速度，推算該第一透光部在該第三影像中的一第一推算位置；該計算單元利用該第二透光部在該第一影像或該第二影像中的位置以及該物體的該移動速度，推算該第二透光部在該第三影像中的一第二推算位置；以及該計算單元比對該第一透光部與該第二透光部在該第三影像中的該第一推算位置與該第二推算位置以及該第一透光部與該第二透光部在該設計檔中的位置，以計算在該第三影像中該物體的位置以及方向角，以及進而獲得該第三影像中的該物體與該設計檔中的該物體兩者之間的該第一座標轉換關係。
15. 如申請專利範圍第9項所述的影像定位裝置，其中該計算單元比對該第一透光部與該第二透光部在該第一影像中的位置以及該第一透光部與該第二透光部在該物體的該設計檔中的位置，以獲得該第一影像中的該物體與該設計檔中的該物體兩者之間的一第三座標轉換關係；以及該計算單元比對該第一透光部與 該第二透光部在該第二影像中的位置以及該第一透光部與該第二透光部在該物體的該設計檔中的位置，以獲得該第二影像中的該物體與該設計檔中的該物體兩者之間的一第四座標轉換關係。
16. 如申請專利範圍第9項所述的影像定位裝置，其中該計算單元依照該第一座標轉換關係將該設計檔中的元件資訊投影至該第三影像中。
17. 如申請專利範圍第9項所述的影像定位裝置，其中該物體包括一電路板，該第一透光部與該第二透光部為該電路板的一第一透孔與一第二透孔。
18. 如申請專利範圍第9項所述的影像定位裝置，其中該物體包括一電路板與一載具，該電路板載於該載具上，該第一透光部與該第二透光部為該載具的一第一定位孔與一第二定位孔。
19. 如申請專利範圍第9項所述的影像定位裝置，其中該物體包括一電路板與一載具，該電路板載於該載具上，該第一透光部與該第二透光部配置於該載具，且該電路板部份疊置或不疊置於該第一透光部與該第二透光部。