[发明专利]一种用轮廓重心法定位PCB板Mark点的方法

说明书

技术领域

本发明涉及PCB焊接视觉检测领域，特别是关于一种用轮廓重心法定位PCB板Mark点的方法，使得在定位、校正PCB板时，能够有效的提高补偿精度。

背景技术

随着计算机数字图像处理技术和无损检测技术的发展，现在检测与识别技术日益朝着智能化、高可靠性、高速自动化在线检测方向发展。计算机视觉技术和可靠性技术是现代检测的两大技术基础。机器视觉在工业检测领域已被成功的应用，其中即包括了对PCB(印制电路板)的自动检测，实现对电路板的自动定位以及基准的校正，在生产中对准确安置元器件有着重要的作用，这是因为在焊接PCB板上的元器件时，由于每次放PCB板，板的位置容易发生偏移，所以焊接焊盘时就不能焊准。为了使焊接时能够焊准，必须采取一定措施将PCB板准确定位。

在PCB板设计阶段，设计者通常会制作mark点作为定位基准，有了准确的位置关系，才可以为后续有效的检测做好基础。PCB的Mark点是电路板设计中PCB应用于自动贴片机上的位置识别点，也叫标记点或特征点。

视觉检测PCB板的基本原理是：在图像处理后，根据像素点的统计判断出标识的位置，然后将检测到的标识点与标准定位点进行比较，如果发现误差则予以补偿，提高PCB板的定位精度。

现有对PCB板自动检测的图像处理方法是图像匹配法。但是这个方法只能处理像素级别的，不能处理亚像素级别的。且该方法受外界光照的影响，当外界光源变化较大时，该方法会出现误报的情况。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种用轮廓重心法定位PCB板Mark点的方法。使用该方法能够提高PCB板的定位准确度，提高焊接精度。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种用轮廓重心法定位PCB板Mark点的方法，特征是：以在初始编程时提取的Mark点为基准点，将待检测板的Mark点取轮廓重心，与基准点重心相比较，利用重心之间的偏移来进行PCB板补偿。

取待检测板的Mark点轮廓重心，及与基准Mark点比较、补偿的具体方法如下：

1)用相机拍摄下待检测PCB板含有Mark点的图像，显示在电脑显示屏上，然后用焊锡机器人自带的截图控件在当前视场中截取含有Mark点的区域图像；

2)焊锡机器人对截取的Mark点区域图像进行二值化处理，得到二值化图像；

3)对二值化图像提取Mark点的实际轮廓；

4)对提取的实际轮廓求重心；

5)按照1)～4)步骤，提取另外至少一个检测Mark点轮廓的重心：

6)提取好了所有检测Mark点轮廓重心之后，将基准Mark点的重心和检测Mark点的轮廓重心进行比较，利用比较的偏移量来进行PCB板补偿。

步骤2)中所述的图像二值化处理，就是将图像上的像素点的灰度值只设置为0或255，在焊锡机器人计算软件中设置一个灰度阀值，当截取的Mark点图像中的像素点的灰度值大于或等于灰度阀值时，这些像素点被判定为Mark点像素点，其灰度值用255表示；当截取的Mark点图像中的像素点的灰度值小于灰度阀值时，这些像素点被判定为Mark点以外的像素点，灰度值用0表示。

步骤3)中所述的对二值化图像提取Mark点的实际轮廓，提取的方法有：根据Mark点区域中像素点的总数，求出轮廓的面积，根据面积求出轮廓的半径，、周长、矩形度、圆形度、偏心率、宽长比，以这些来表征轮廓。

步骤4)中对Mark点的实际轮廓求重心的方法是：将轮廓的所有点的X、Y坐标分别加起来求平均值，平均坐标值即为重心。

步骤6)中利用基准Mark点的重心和检测Mark点的重心之间的偏移来进行PCB板补偿的方法是：根据基准的Mark点和检测的Mark点的位置(可以取多个点比较)，求出以基准Mark点为参考点的水平垂直偏移和旋转角度，并根据这个旋转角度求出PCB板的旋转偏移，进而除了可以对PCB板进行水平、垂直偏移补偿外，还可以对PCB板进行旋转补偿。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：

1、本方法是通过提取PCB板上Mark点的轮廓重心，利用基准Mark点和检测Mark点重心之间的偏移来进行PCB板补偿。算法跟Mark点的形状无关，且不受光照强弱的影响，精度在亚像素级别，补偿精度较高，只是补偿的精度跟使用的工业相机有关系，当相机的像元尺寸越小时，补偿的精度越高，当相机的像元尺寸越大时，补偿的精度越低。