[发明专利]基于机器视觉的LED检测装置及其检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及机器视觉技术领域，更具体地，涉及一种基于机器视觉的LED检测装置及其检测方法。

背景技术

机器视觉，顾名思义就是使机器具有像人一样的视觉功能，从而实现各种检测、判断、识别、测量等功能。机器视觉系统一般由摄像机、图像采集卡、计算机、光源等组成，其工作原理是：在一定光照条件下，用摄像机把三维场景的被摄取目标图像采集到计算机内部形成原始图像；然后，运用图像处理技术对原始图像进行预处理以改善图像质量，分割图形，提取特征要素，构成对图像的描述；最后，采用模式识别技术进行特征分类，并根据预设条件输出结果。

机器视觉具有与被观测的对象无接触、对被摄物体无损伤、观测过程客观、判别结果可靠性高等的特点；同时机器视觉拓宽了人类视觉范围，在许多人类视觉无法感知的场合，如工业环境下高危险场景的感知等，机器视觉更具优势；而且机器视觉可以快速获取大量信息，易于自动处理，也易于实现信息集成，是实现计算机集成制造的基础技术。

现有的基于机器视觉的LED检测设备一般有两种，一种是使用颜色传感器进行检测，如分光仪；另一种是通过测量LED导通压降进行检测。但是，利用传感器进行检测的成本高，不支持多LED同时检测，具有检测效率低等缺点，这种利用传感器进行检测的途径一般适用于实验室测试，不适用于生产线的大批量应用；而通过LED导通压降进行检测的方式是一种间接测量途径，不能真正测量到LED的典型特征，如颜色、亮度等。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题。

本发明的首要目的是提供一种基于机器视觉的LED检测装置，该装置能以较低的成本完成快速高效稳定地检测LED，并适用于任何需要大量检测电子线路板LED的应用环境。

本发明的进一步目的是提供一种采用上述基于机器视觉的LED检测装置的检测方法，使用该方法能够快速高效地同时完成数十个LED的检测，操作简单、方便快捷。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

提供一种基于机器视觉的LED检测装置，包括用于放置待测LED的载板夹具、暗箱以及工控机，所述暗箱内设有与所述工控机连接的工业相机，所述工业相机上设有定焦镜头，所述暗箱内还设有安置于所述定焦镜头前端的聚光板，所述聚光板平面上设置有至少两个定位灯，通过所述定位灯构成的坐标系平面内设置通孔，所述载板夹具通过传导光纤与所述通孔连接。

进一步地，所述聚光板平面上设有三个颜色不同的定位灯，该三个定位灯分别布置于所述聚光板平面四个角中的任意三个角上。定位灯的准确性直接关系着待测LED的位置识别。

优选地，所述三个定位灯分别选取红、绿、蓝三种颜色，以便后续使用时可通过三基色原理识别出所述三个彩色定位灯的位置坐标。

优选地，所述通孔设有若干个，若干个所述通孔形成矩阵式通孔。通孔除了采用矩阵式的布局，还可以采用线性布局，但为了达到较佳的效果，采用矩阵式通孔的设计，可以有效利用工业相机的传感器面积，也方便了定位算法的设计，而且降低了对定位灯的精度要求，从而达到更好的稳定性。

更进一步地，所述载板夹具上设有夹具接口界面，所述夹具接口界面上设有光纤传导模块，所述传导光纤的一端与所述光纤传导模块连接、另一端与所述通孔连接。

本发明还提供一种采用如上述基于机器视觉的LED检测装置的检测方法，包括以下步骤：

S1. 待测LED点亮发光，通过传导光纤将LED光传导至暗箱内的聚光板上；

S2. 工业相机采集聚光板上的原始图像并通过千兆网卡传至工控机；

S3. 所述工控机对采集到的原始图像进行预处理，并首先识别出定位灯；

S4. 所述工控机获取定位灯后计算感兴趣区域，并将此区域映射到原始图像上，进一步识别出定位灯的位置坐标；

S5. 通过步骤S4的位置坐标调整图像方向，重绘坐标系，并以此坐标系为依据进一步识别其他待测LED；

S6. 依据事先设计的M*N矩阵模板，通过步骤S5的坐标系计算出矩阵中的每一个LED的坐标位置，并依据各个LED的坐标位置确定其感兴趣区域；

S7. 将步骤S6获取的各个感兴趣区域映射到原始图像上，通过逐个分析单个区域内的成分而识别出单个区域内的LED特征值；

S8. 根据预设的判断标准与步骤S7获取的LED特征值进行对比，如一致则视为通过，否则视为不良；

S9. 如果通过步骤S8判为不良，所述工控机则保存不良原始图像以供失效分析依据。