[发明专利]一种用于球形引脚元件的检测与定位方法

摘要

一种用于球形引脚元件的检测与定位方法，本发明涉及引脚元件的检测与定位方法。本发明是要解决目前定位技术不涉及BGA元件焊球的完好性检查及模板匹配算法对模板精度要求高，方法不够灵活，实时性差及定位精度不高的问题，而提出的一种用于球形引脚元件的检测与定位方法。该方法是通过步骤一获取BGA元件的图像；步骤二得到二值化预处理后的图像；步骤三得到二值化ROI图像；步骤四标记每个连通区域的面积；步骤五检测标记的连通区域；步骤六正交连通区域中心代表球型引脚连通区域检测BGA焊球；步骤七分割出BGA元件外围焊球的四个边界区域；步骤八计算旋转角度和中心点坐标；本发明应用于球形引脚元件检测与定位领域。

主权项

一种用于球形引脚元件的检测与定位方法，其特征在于一种用于球形引脚元件的检测与定位方法具体是按照以下步骤进行的：步骤一、采用光学照明系统获取BGA元件的图像，其中BGA元件为球形引脚元件；步骤二、采用最大类间方差法对BGA元件的图像进行阈值分割，得到二值化预处理后的图像；步骤三、使用标记算法标记出二值化图像的每个连通区域，并将每个连通区域置为前景，从而得到每个BGA元件焊球的二值化ROI图像；步骤四、计算步骤三标记出的每个连通区域的面积，并排除连通区域面积不在BGA元件焊球的面积范围内的BGA元件焊球；步骤五、对步骤四得到的每个连通区域进行特征分析，检测每个连通区域存在的缺陷、检测每个连通区域尺寸和检测每个连通区域形状错误；步骤六、经过步骤五处理后得到每个正交的连通区域的中心来代表每个球形引脚所对应的连通区域，检测BGA焊球是否存在丢失、多余或错位；步骤七、对于焊球没有缺陷的元件，根据步骤六中正交的连通区域的中心分割出BGA元件外围的焊球的四个边界区域；步骤八、根据四个边界区域拟合出的边界，计算出BGA元件精确的旋转角度以及中心点坐标；即完成了一种用于球形引脚元件的检测与定位；所述使用标记算法标记出二值化图像的每个连通区域的具体过程为：连通区域标记算法可以采用两遍扫描法实现：步骤1、将BGA元件焊球的二值化ROI图像进行第一遍扫描，获取二值化ROI图像像素点临时标号：(1)按8邻域连通规则，其中8邻域坐标为(x‑1,y)、(x+1,y)、(x,y‑1)、(x,y+1)、(x‑1,y‑1)、(x‑1,y+1)、(x+1,y‑1)和(x+1,y+1)，标记整幅图像的所有像素点的临时连通域标号，得到二值化ROI图像像素点的临时连通域标号矩阵；设某二值化ROI图像像素点(x,y)，二值化ROI图像像素点临时连通域标号为label(x,y)；(2)从二值化ROI图像左上角开始扫描图像过程为：从储存图像像素的矩阵的0行0列开始扫描，从上到下，每一行从左到右扫描；当扫描到二值化ROI图像像素点为(x,y)时，已完成了(x,y)像素点上边邻接的像素点和(x,y)像素点左边邻接的像素点的扫描，从而确定了label(x‑1,y)、label(x‑1,y‑1)、label(x‑1,y+1)和label(x,y‑1)的值；(3)当坐标为(x,y)的像素点和相邻的像素点的值相同，则这些像素点被认为是连通的；如果像素点(x,y)和(x,y)上边的像素点(x‑1,y)、(x‑1,y‑1)、(x‑1,y+1)和(x,y)左边的像素点(x,y‑1)连通，则label(x,y)等于label(x‑1,y)、label(x‑1,y‑1)、label(x‑1,y+1)和label(x,y‑1)当中最小的；(4)如果像素点(x,y)和(x,y)上边的像素点(x‑1,y)、(x‑1,y‑1)、(x‑1,y+1)和(x,y)左边的像素点(x,y‑1)不连通，且像素点(x,y)的灰度值为255，则增加一个新的临时连通区域；步骤2、将第一遍扫描得到的临时连通域标号label值矩阵进行第二遍扫描，用等价连通区域标号标记第一遍扫描中所属共同连通域的各临时标号；获得临时连通域标号所属的等价连通区域标号；(1)扫描二值化ROI图像像素点的临时连通区域标号矩阵，对于二值化ROI图像像素点的临时连通域标号矩阵中的像素点(x,y)，若在二值化ROI图像像素点(x,y)的灰度值为255，则在像素点(x,y)的上边和左边的像素点(x‑1,y‑1)、(x‑1,y)、(x‑1,y+1)和(x,y‑1)中找到灰度值为255的像素点，并找到灰度值为255的像素点当中最小的等价连通标号，将最小的等价连通标号作为找到灰度值为255的像素点的等价连通区域标号；(2)若像素点(x,y)灰度值为255，且像素点(x,y)和(x,y)上边的像素点、(x,y)左边的像素点不具有连通性质，则增加一个新的等价连通区域标号，并将像素点(x,y)的等价连通区域标号等于这个新的等价连通区域标号；(3)扫描完成后，所有像素点的连通区域标号都正确标记，将次序混乱的等价连通标号重新定序；(4)将具有等价连通域标号的连通区域合并后，矩阵中的像素点(x,y)的等价连通区域标号为最终所得的目标连通区域标号。