[发明专利]一种基于积分求取体积的焊锡缺陷检测方法和系统

权利要求书

1.一种基于积分求取体积的焊锡缺陷检测方法，其特征在于，所述缺陷检测方法包括如下步骤：

步骤一、缺陷检测产线中的可编程逻辑控制器PLC发出PCB板缺陷检测需求，控制三维点云线扫描相机扫描需要检测是否存在缺陷及缺陷程度的工件得到所述工件的三维点云数据并将数据保存于计算机上；

步骤二、对步骤一中获得的待测工件的三维点云数据进行过滤和去噪；

步骤三、在三维点云数据上对感兴趣区域进行初步粗定位；所述感兴趣的区域是指拥有单引脚PIN的区域；

步骤四、在三维点云数据上对感兴趣区域进行精定位；

步骤五、积分求取步骤四获得的感兴趣区域的体积；

步骤六、对求得的感兴趣区域的体积进行阈值判断，判断PCB板的焊锡是否存在缺陷。

2.如权利要求1所述的缺陷检测方法，其特征在于，步骤一中，所述三维点云数据是通过控制三维点云线扫描相机进行获取的npy文件，包括PCB工件正面成像的三维点云数据以及对这工件旋转获得扫描侧面三维点云数据，包括X、Y、Z三个坐标的数据。

3.如权利要求1所述的缺陷检测方法，其特征在于，步骤一中，所述控制三维点云线扫描相机是指在Ubuntu操作系统上运行基于第三方相机给定的二次开发用的动态链接库DLL和文档资料进行二次开发的相机控制程序，实现包括控制相机扫描、相机内存清空、相机数据多种格式保存在内的功能。

4.如权利要求1所述的缺陷检测方法，其特征在于，步骤二中，所述过滤和去噪采用了基于三维点云数据的数据过滤无效点算法和基于统计半径的离散点去除算法，对数据中由于光线或者相机本身原因产生的噪音点云数据进行去除。

5.如权利要求4所述的缺陷检测方法，其特征在于，所述数据过滤无效点算法是通过判断Z方向坐标数值大小，统一去除由于待测工件上部分区域光线无法反射，对应区域生成的Z方向坐标极大的数据实现的；所述离散点去除算法是指给点云中的每个点画一个半径为预设值的球体，如果在这个球体中其他的点的数量小于预设的点云数目阈值，则将这个点判断为特例并删除。

6.如权利要求1所述的缺陷检测方法，其特征在于，步骤三中，所述初步粗定位能够获得拥有单引脚PIN的大致区域；所述初步粗定位基于PCB工件的设计图和点云数据，通过点云数据的水平、竖直、高度坐标，进行水平和竖直面的位置定位。

7.如权利要求1所述的缺陷检测方法，其特征在于，步骤四中，所述精定位是指，通过切割式跳变面查询的方式，找到PCB板的基准面，在后续的求取体积过程中，基准面的高度数据即不规则引脚PIN的底面，从而将粗定位的感兴趣区域转化为只含有包含引脚PIN的焊锡区域，所述精定位的数据就是只包含引脚PIN基准面和高于基准面的焊锡点云数据；

所述切割式跳变面查询是指在垂直方向上，在根据实际情况设定的区间内，不断计算当前高度的点云数目，然后用当前高度的点云数目减去上一次计算出来的点云数目得到点云数目差，当这个点云数目差突然跳变，比之前的点云数目差相差100倍，则这个跳变的平面就是PCB的基准面。

8.如权利要求1所述的缺陷检测方法，其特征在于，步骤五中，体积求取是基于点云数据特性，将积分求体积的过程转化为点云高度求和进行的。

9.如权利要求1所述的缺陷检测方法，其特征在于，步骤六中，所述阈值判断是基于焊锡总量和经验知识给出的阈值判断工件是否有缺陷；所述阈值为通过大量无缺陷的工件样本计算出来的体积，当检测后超过所述阈值为缺陷工件，反之则为正常工件；判断结束后通过写内存DB块的方式与产线PLC进行通信。

10.一种实现如权利要求1-9之任一项所述缺陷检测方法的缺陷检测系统，其特征在于，所述缺陷检测系统包括：三维点云线扫装置、计算机、产线PLC；

所述三维点云线扫装置包括工艺装备、三维点云线扫描相机；所述工艺装备上设置有工件台，用于安装所需检测的工件；所述三维点云线扫描相机用于线扫PCB板获取工件的高度数据和亮度数据；

所述计算机用于检测方法中用到的算法的部署、相机数据的获取，以及和三维点云线扫描相机、产线PLC的通信；

所述产线PLC能够发出对PCB板缺陷的检测需求。