[发明专利]一种泛电子领域自动光学检测设备的标定方法

说明书

泛电子领域自动光学检测设备的标定一般采用Z轴锁定的标定方法，由于轨道平面存在装配误差，无法保证其与相机的焦平面完全平行，因此该标定方法存在Z方向误差，导致整个标定范围内相机的分辨率不一致，降低了设备的检测精度。本发明提出了一种通过Z轴自适应调整的标定方法。首先标定相机的内参，然后将相机移动到指定位置拍照并计算该位置的外参、工作距离和分辨率，通过PID控制调整Z轴位置，来保证该位置的实际分辨率与期望分辨率近似。后续检测定位中，若检测位置在标定的位置，使用标定位置的外参进行坐标映射；若不在标定的位置，使用插值的方式计算出该坐标位置的外参。本发明保证了检测系统中分辨率的一致性，提升了检测精度。

技术领域

本发明涉及相机标定技术领域，尤其涉及泛电子领域内自动光学检测设备的标定方法，保证设备的检测精度。

背景技术

在泛电子领域，随着电子元器件日益微型化、密集化，自动光学检测设备精密检测面临着越来越严苛的挑战。而相机标定的结果直接影响了设备的检测精度，传统自动光学检测设备都是采用Z轴锁定的标定方法，即在整个检测范围内，相机都是固定一个高度拍取标定图像，获得标定图像后，通过算法计算出相机的标定参数（例如：内参和外参）。但是，由于轨道存在装配误差，无法保证整个检测范围内轨道平面与相机的焦平面完全平行，因此该标定方法无法克服检测系统的Z方向误差，从而导致整个标定范围内相机的分辨率不一致，降低了系统的检测精度。本发明提出了一种通过Z轴自适应调整的标定方法，在标定时根据标定位置实时调制Z轴，保证了检测系统在检测范围内分辨率的一致性，有效提高自动光学检测设备的检测精度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服标定时Z方向的误差导致自动光学检测设备检测精度下降，误报增多的问题，提供一种能够通过Z轴自适应调整的标定方法来提高整个检测系统的精度。

本发明通过下述技术方案解决上述技术问题：本方法采用检测设备中的视觉、运动及数据处理装置，包括X，Y，Z轴运动控制平台，轨道，工业面阵相机，环形灯源，标定板及上位机（例如：工控机、FPGA嵌入式平台等），本方法具体如下。

S₁、标定工业相机的内参，调整好工业相机的工作距离。在相机的焦距范围内调整标定板的角度，相机采集n张标定图像到上位机，上位机通过这些标定图像计算出相机的内参。

S₂、在轨道内固定好标定板，调整并输入设备期望的分辨率参数R_x，R_y、标定范围、环形灯源参数、图像预处理参数及标定板参数。

S₃、标定相机的外部参数，运动控制平台控制相机到指定位置拍摄标定板图像。上位机根据收到的图像进行外参计算，同时计算出该位置的工作距离WD_i和分辨率R_xi，R_yi，其中字母i代表了标定位置的索引号。