[发明专利]基于快速几何对准的PCB表面缺陷检测方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于快速几何对准的PCB表面缺陷检测方法，采用机器视觉检测PCB表面缺陷，图像采集系统对待测PCB进行待测图像采集，基于快速几何对准方法进行PCB图像定位后进行缺陷识别。本发明提供一种能满足中小企业生产线检测效率要求的整机焊接检测系统平台方案设计，以低成本完成高质量焊接检测，适合中小企业检测。采用运动误差先验作为约束条件，进行快速特征点几何定位，降低误匹配和多区域分时检测，实现大面积PCB元件焊接检测。

技术领域

本发明涉及PCB焊接缺陷检测领域，尤其涉及一种基于快速几何对准的PCB表面缺陷检测方法及装置。

背景技术

PCB(印制电路板)作为电子产品的基础部件，是各种电器元器件的信息载体，在现代电子设备中占重要的地位。随着时代变迁，电子设备的日益普及，国内外的PCB行业都在应势发展，从生产加工到产品检修，每个环节都成为提升效率、质量，降低成本的着眼点。

AOI(Automatic Optic Inspection)的全称是自动光学检测，是基于光学原理来对焊接生产中遇到的常见缺陷进行检测的设备。通过摄像头自动扫描PCB，采集图像，测试的焊点与数据库中的合格的参数进行比较，经过图像处理，检查出PCB上缺陷，并通过显示器或自动标志把缺陷显示/标示出来，供维修人员修整。AOI是新兴起的一种新型测试技术，但发展迅速，逐步成为自动生产线中PCB检测的核心技术。但目前高端的AOI设备主要由国外公司垄断且价格昂贵；多数小规模电子产品生产企业基于成本考虑，依然采用传统、落后的人工目检方式进行PCB检测。另一方面，AOI中定位算法、定位方式还存在局限性——算法计算的复杂度高、速度较慢、鲁棒性上还需要优化，检测特征点匹配可靠性差，如SURF特征点匹配算法，在用于大面积PCB焊接缺陷检测，速度较慢，且精度不高。

发明内容

本发明的目的针对中小企业研发一种低成本、高效率、高精准的基于快速几何对准的PCB表面缺陷检测方法及装置。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案是：一种基于快速几何对准的PCB表面缺陷检测方法，采用机器视觉检测PCB表面缺陷，包括如下步骤：

步骤一，运动平台将待测PCB5运送至待检测区域，图像采集系统对待测PCB进行待测图像采集，并将待测图像传输至上位机；

步骤二，上位机对待测图像进行预处理，采用K近邻均值滤波法进行图像平滑滤波；用加权平均法进行图像灰度化；采用直方图均衡化方法增强图像对比度，强化图像边缘，突出图像细节；

步骤三，PCB图像定位

三-1，从标准图像中通过SURF算法提取标准特征点；

三-2，通过标定将运动平台的机械误差转换为像素误差，根据机械误差的阙值范围确定像素误差阙值范围；

三-3，从待测图像中通过SURF算法提取待测特征点；

三-4，通过SURF算法对标准特征点与待测特征点进行匹配，得到匹配的特征点对；

三-5，计算三-4中特征点对的欧氏距离；

三-6，通过三-2中像素误差对三-5中各特征点对的欧氏距离进行判定，欧氏距离不满足像素误差阙值范围的特征点对为无效匹配，满足像素误差阙值范围的特征点对为有效匹配；

三＝7，将筛选出的有效匹配的特征点对采用最小二乘法计算待测图像相对标准图像的变换矩阵H：

三-8，提取变换矩阵H的h₂、h₅确定待测图像与标准图像的相对坐标位置关系；完成待测图像中PCB的定位；

步骤四，上位机用BP神经网络算法进行缺陷识别；