[发明专利]通过灰度图像测量锡球高度的方法

说明书

本发明公开了一种通过灰度图像测量锡球高度的方法，通过主动三维传感器获取PCB板表面的高度数据，再将获取的高度数据转化为灰度值，得到灰度图像；再利用阈值分割的方法从所述灰度图像中提取锡球的区域；然后确定锡球的质心坐标，并根据锡球的质心坐标反推锡球的高度数据。本发明通过将高度数据转换为灰度图像，降低了分析和处理数据的难度，直观地将高度数据以图像的形式表现出来，极大地提高了锡球高度数据测量的效率；且本发明的测高方法可以应用于表面不规则的物体，且不受噪声干扰的影响，检测精度更高。

技术领域

本发明属于机器视觉检测技术领域，具体是一种通过灰度图像测量锡球高度的方法。

背景技术

物体高度测量方式大体上可分为接触式和非接触式，传统的接触式测量方法发展已有几十年历史，其机械结构及电子系统已经相当成熟。三坐标测量机和接触式粗糙轮廓仪是接触式三维测量的典型代表，其原理是用采样头的探针接触模型表面，采集相邻的轮廓点数据，最后构筑整个表面的线框模型。接触式测量方法具有较高的准确性和可靠性，但也存在以下缺点：

(1)测量时测量头与被测物之间有接触压力，它不适合测量柔性物体，而且对测量头无法触及的表面没有很好的测量效果；另外不当的操作容易损伤被测物体的表面，特别是高精度表面，同时也会使测量头磨损；

(2)测量头本身的半径以及接触测量时被测物体受到测量头挤压发生局部形变会影响测量的精度；

(3)接触式测量是以逐点扫描的方式进行测量的，所以测量速度慢，尤其在测量较大物体时，非常耗时；

(4)由于测量机的机械结构复杂，对工作环境要求很高，必须防震、防灰、恒温等，使其应用范围收到一些限制。

非接触测量方法主要是指光学测量方法。随着光电子技术、微电子技术的发展，各种新型器件不断出现，如电荷耦合器件、数字投影仪等。非接触式光学测量技术得到快速发展、并开始在一些领域中得到广泛应用。非接触式光学测量方法由于其高灵敏度、高速度、无损坏、获取数据多等优点而被公认为最有前途的三维面形测量。

目前，光学三维视觉测量方法的种类主要分为：摄影测量法、飞行时间法、三角法、投影条纹法、成像面定位法、干涉测量法等。而获取宏观物体的三维信息的基本方法可以分成两大类，被动三维传感和主动三维传感：

被动三维传感采用非结构光(自然光)照明方式，从一个或多个摄像系统获取的二维图像中确定的距离信息，形成三维面形数据。被动三维传感需要进行大量的相关匹配运算，当被测目标的结构信息过于简单或过于复杂，或者被测物体上各点的反射率没有明显差异时，这种相关匹配运算将变得十分复杂和困难。

主动三维传感启用结构光照明方式，这是由于物体三维表面对结构光场的空间或时间调制，观察到的变形光场包含了物体三维面形的信息，对变形光场进行解调，便可以获得三维面形数据。主动三维传感具有非接触、高自动化、高灵敏度、高精度等优点，因此，大多数以三维精细面形测量为目的的系统都采用主动三维测量方式。

虽然主动三维传感有效的解决了物体测高的问题，但是不能完全的适应工业生产中的流水线作业，大多主动三维传感因为没有有效的测量手段仍然采取的是离线作业的方式在线下测量，线下测量意味只能进行抽检，这样的做法不仅浪费人力也保证不了产品的质量，同时也降低了生产效率。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种将主动三维传感获取的高度数据转换为灰度图像的方法测量锡球的高度，转换灰度图像的优势在于将数据用图像的方式表现出来，目前图像处理技术在工业应用上已经是一种相当成熟的技术，通过图像处理后可以自动识别出图像中的锡球，解决了从繁琐的数据中查找目标数据的难点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种通过灰度图像测量锡球高度的方法，包括以下步骤：