[发明专利]一种快速精确获得元件中心和偏转角度的检测及纠偏方法

权利要求书

1.一种快速精确获得元件中心和偏转角度的检测及纠偏方法，通过获取元件中心和偏转角度来纠正元件贴装的偏差，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：贴片元件的图像分割和区域特征的提取：对多元件图像进行图像分割，获得二值图像，再以面积和矩形度作为区域特征对目标的二值图像进行区域特征提取，剔除背景和噪声；

步骤二：二值形态学和图像约化相结合的边缘区域自动提取：通过二值形态学的腐蚀方法获得多个元件的内边界，再对内边界进行膨胀，获得元件边缘区域的二值图像，再从元件原灰度图像中选取出特定的区域，对图像进行约化；

步骤三：元件亚像素级边缘快速提取：用Canny算子获取元件像素级边缘，再基于像素级边缘的方向，利用高斯曲线拟合法或一维的三次多项式最小二乘曲线拟合法，获取亚像素边缘；

步骤四：元件亚像素边缘拟合与元件贴装的纠偏：利用片状元件对边相互平行、邻边相互垂直的约束条件，基于直线海森范式和Tukey权重函数的最小二乘矩形拟合法对提取的元件亚像素边缘进行拟合，获得元件的拟合矩形，最后通过矩形四个角的坐标计算获得元件中心坐标和偏转角度，判断元件是否发生偏转，并通过电机控制吸嘴向顺时针方向或逆时针方向补偿，纠正元件贴装的偏差。

2.根据权利要求1所述的一种快速精确获得元件中心和偏转角度的检测及纠偏方法，其特征在于：步骤二中图像约化包括以下步骤：

(1)通过二值形态学的膨胀处理后，记录膨胀区域像素点坐标；

(2)在原灰度图像中选取相应的坐标点，摒弃其他无用的区域，获得我们感兴趣的元件边缘所在的细小区域。

3.根据权利要求1所述的一种快速精确获得元件中心和偏转角度的检测及纠偏方法，其特征在于：步骤三中利用一维的三次多项式最小二乘曲线拟合法，获取亚像素边缘，具体方法为：

假设在边缘点梯度方向上建立坐标系GCS，像素级边缘点坐标为(x_i,y_i)(i＝1，2，…，N)，三次多项式形式为：

要令目标函数I的值最小，根据多元函数极值的必要条件有：

上式写成关于参数a的正规方程组，令a＝(a0，a1，a2，a3)T，Y＝(y1，y2，…，yN)，则用矩阵形式表示如下：A^TAa＝A^TY

得出参数向量a的最小二乘解为：a＝(A^TA)^-1A^TY

令即可求得其在GCS坐标系的坐标为该坐标加上像素级边缘点的坐标，即为亚像素点在图像坐标系的坐标，通过坐标获取亚像素边缘。