[发明专利]一种用于片式元件视觉定位的检测方法

摘要

一种用于片式元件视觉定位的检测方法。本发明涉及片式元件的视觉定位检测领域。本发明是为了解决传统片式元件检测方法检测精度和鲁棒性差，对吸嘴吸取元件的精度要求高。本发明主要技术为采用光学照明系统获取元件图像，进行阀值分割得到二值化预处理后的图像，找到元件的等效椭圆对元件定位并得到元件旋转角度，标记连通区域，对元件的边缘点拟合分类，计算元件的中心坐标和旋转角度。本发明用于片式元件的视觉定位检测。

主权项

一种用于片式元件视觉定位的检测方法，其特征在于：它包括下述步骤：步骤一、采用光学照明系统获取片式元件的图像；步骤二、将步骤一得到的图像采用最大类间方差法进行阈值分割，得到二值化预处理后的图像；步骤三、通过使等效椭圆和二值图像的一阶矩和二阶矩相等，找到等效椭圆的长轴、短轴以及圆心的横纵坐标和等效椭圆长轴相对于X轴的旋转角度，继而画出等效椭圆的最大内接矩形，得出包围元件的矩形的参数中心点X,Y坐标，矩形长边的长度，矩形短边的长度以及矩形长边与X轴的角度；数字图像中p+q阶矩的定义为：mpq=ΣxΣyxpyqf(x,y)]]>其中，f(x,y)为坐标为(x,y)的二维图像的像素，p,q＝0,1,2…等效椭圆的参数与一阶矩、二阶矩之间的关系为：x0=m10m00]]>y0=m01m00]]>a=(m20+m02+(m20-m02)2+4×m112)×m00π×[(m20+m02)2-((m20-m02)2+4×m112)]]]>b=(m20+m02-(m20-m02)2+4×m112)×m00π×[(m20+m02)2-((m20-m02)2+4×m112)]]]>θ=tan-1(2×m11m20-m02)2]]>其中，x0，y0为等效椭圆的中心坐标，a为等效椭圆的长轴，b为等效椭圆的短轴，θ为等效椭圆的旋转角度；步骤四、通过矩形长边与X轴的角度进一步判断片式元件的旋转角度是否在[0°，40°]或[180°，220°]，如果是，继续执行步骤五，否则，对该元件检测结束；步骤五、对步骤四中在检测范围的片式元件通过Hough变换求解矩形四条边的直线方程的参数，进一步求出矩形四个拐点的坐标；根据四个拐点的像素值加上一定的偏置值，得到图像的感兴趣区域ROI，作为检测图像的区域；步骤六、对步骤五得到的图像采用最大连通区域标记算法确定其中的片式元件，对图像进行滤波，保留滤波后图像中最大的连通区域，删去其它区域，得到片式元件的基本轮廓；所述的连通区域标记算法采用两遍扫描法实现；步骤七、对步骤五中获得的感兴趣区域ROI进行Canny边缘检测或亚像素边缘检测，得到片式元件的带有干扰点的边缘图像，亚像素插值点的计算公式是：Xe=x+R-1-R+1R-1-2*R0+R+1W2cos(θ)]]>Ye=y+R-1-R+1R-1-2*R0+R+1W2sin(θ)]]>其中，设边缘上某点坐标为(x,y)，该点及其梯度方向上相邻两点的灰度梯度的幅值为R‑1，R0，R+1，W为相邻像素到边缘点的距离，θ为边缘点的梯度与X正向的夹角，亚像素点坐标为(Xe,Ye)；将步骤六获得的连通区域标记的结果与Canny边缘检测或亚像素边缘检测得到的结果进行与操作，从而滤去干扰点；步骤八、对步骤七中得到的滤去干扰点的图像的上下左右四个部分进行Hough变换，根据Canny检测出的边缘点到Hough变换拟合出的4条直线的距离，到哪条近，就归为哪边，然后，对分类后的边缘点进行最小二乘法直线拟合，得到片式元件的定位矩形；其中最小二乘法的算法是：f(x)=a0+a1x+a2x2+...=Σk=0nakxk]]> δi＝|f(xi)‑yi|s(a0,a1,...an)=Σi=1N(δi)2=Σi=1N|f(xi)-yi|2=min]]>∂s∂ak=Σi=1N2kxik[f(xi)-yi]=0,k=0,1,2,...,n]]>其中：(xi,yi)，1≤i≤N为给定的采样数据点，f(x)为多项式拟合公式，δi为每个数据点的残差，s(a0,a1,...,an)为误差平方和，s(a0,a1,...,an)对ak求偏导得到的值为拟合直线方程f(x)的系数；步骤九、通过计算质心得到元件的中心坐标为：旋转角度为其中：和分别为片式元件中心的横坐标和纵坐标，θ为元件的旋转角度，g(x，y)为元件进行阈值分割后二值图像的灰度值；当g(x，y)为1时，代表感兴趣区域，即元件图像；当g(x，y)为0时，代表背景区域；步骤十、将检测后得到的片式元件中心的横坐标和纵坐标和片式元件的旋转角度输出。