[发明专利]一种具有重复元件的大幅面PCB面板精确定位方法

权利要求书

1.一种具有重复元件的大幅面PCB面板精确定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：利用工业相机和标定板通过九点标定法获取具有重复元件的大幅面PCB面板上Mark点的初始像素坐标和初始脉冲坐标，并获取脉冲坐标系和像素坐标系之间的单应性矩阵，以及左上和右下两个Mark点之间的初始斜率和初始角度；

S2：获取PCB面板的DXF图像数据，并在DXF图像数据中设置若干个拍照位，将单应性矩阵输入工业相机并初始化其所有参数；

S3：对在各个拍照位拍摄得到的PCB图像数据进行预处理，对预处理后的PCB图像数据中左上和右下的两个Mark点分别进行粗定位和精定位，获取左上和右下两个Mark点在像素坐标系下的像素坐标；

S4：利用单应性矩阵将左上和右下两个Mark点在像素坐标系下的像素坐标转换为脉冲坐标并再次计算左上和右下两Mark点之间的斜率和角度，以DXF坐标系中心为旋转中心将预处理后的DXF图像数据进行旋转，使得左上和右下两个Mark点之间的斜率和初始斜率相同，完成坐标系的对齐；

S5：根据预设的拍照位利用初始化后的工业相机进行点集拍摄，在每个拍照位设置若干个视场，每拍完一个视场便输出该视场中的点的脉冲坐标，并将该视场中的点从DXF图像数据中的总点集中剔除；

遍历DXF图像数据中的总点集后，获取所有点的脉冲坐标，并利用单应性矩阵将每个点的脉冲坐标转化为像素坐标；

S6：利用KNN算法对DXF图像数据总点集遍历过程中的重复点进行去重，将去重后的所有点的像素坐标保存并输出，完成所有元件的精确定位。

2.根据权利要求1所述的一种具有重复元件的大幅面PCB面板精确定位方法，其特征在于，所述步骤S1中，利用工业相机和标定板通过九点标定法获取具有重复元件的大幅面PCB面板上Mark点在脉冲坐标系下的初始像素坐标和初始脉冲坐标，并获取初始脉冲坐标和初始像素坐标之间的单应性矩阵，具体方法为：

将工业相机固定在AOI工业检测设备上，工业相机的高度与具有重复元件的大幅面PCB面板处于同一高度；将标定板设置在相机下面，位置区域与机台的工业相机扫描PCB面板的工作区域一致；

设置工业相机焦距后进行拍照，对拍摄的图像进行灰度处理，采用轮廓找圆方法识别所有Mark点的初始像素坐标，根据输入标定板Mark点的间距距离和第一个Mark点的位置信息生成标定板上所有Mark点的初始脉冲坐标，根据得到Mark点的初始像素坐标与之对应的初始脉冲坐标计算获取单应性矩阵，并记录当前拍照位的脉冲坐标。

3.根据权利要求2所述的一种具有重复元件的大幅面PCB面板精确定位方法，其特征在于，所述单应性矩阵包括旋转矩阵和平移矩阵，具体为：

其中，(x_c,y_c)为初始像素坐标，(x_t,y_t)为初始脉冲坐标，R为旋转矩阵，满足M为平移矩阵，满足

根据得到Mark点的初始像素坐标与之对应的初始脉冲坐标，利用以下公式计算单应性矩阵：

其中，(x_c1,y_c1),(x_c2,y_c2),(x_c3,y_c3)分别为第一、第二和第三个Mark的初始像素坐标；(x_t1,y_t1),(x_t2,y_t2),(x_t3,y_t3)分别为第一、第二和第三个Mark的初始脉冲坐标；

将九个Mark点的初始像素坐标和初始脉冲坐标均分为三组，根据以上公式计算三次后取均值作为最终的单应性矩阵。

4.根据权利要求1所述的一种具有重复元件的大幅面PCB面板精确定位方法，其特征在于，所述步骤S2中，将单应性矩阵输入工业相机并初始化其所有参数的具体方法为：

将单应性矩阵输入工业相机并初始化工业相机的焦距、主距、畸变系数、相邻像素距离，以及单个视场在DXF图像数据中的实际范围。