[发明专利]一种基于视觉的SOP元件定位和缺陷检测方法

摘要

一种基于视觉的SOP元件定位和缺陷检测方法，本发明涉及表面组装技术视觉系统中SOP元件的视觉定位与视觉缺陷检测，本发明是要解决SOP元件在贴片机贴装时出现的精度不够，对外界环境变化敏感的问题，而提出的一种基于视觉的SOP元件定位和缺陷检测方法；该方法按照检查所选区域图像是否符合亮度要求；将所选区域图像进行二值化，得到二值化图像采用canny边缘检测提取法提取第二步得到的二值化图像的外边界轮廓，得到二值化图像的各个外边界点集；由以上得到的数据进行SOP元件引脚缺陷检测等步骤实现的。本发明应用于贴片机视觉领域。

主权项

一种基于视觉的SOP元件定位和缺陷检测方法，其特征在于它按以下步骤实现：一、检查所选区域图像是否符合亮度要求；(1)扫描所有所选区域图像像素点，将图像像素点总个数记为s1，灰度值大于150的像素点个数记为s2；(2)取比值r1＝0.03,r2＝0.90，若s1/s2<r1图像区域太暗，若s1/s2>r2则图像区域太亮，太暗或太亮都停止并返回相应错误码；否则继续进行下一步；二、将所选区域图像进行二值化，得到二值化图像；三、采用canny边缘检测提取法提取第二步得到的二值化图像的外边界轮廓，得到二值化图像的各个外边界点集；且存放于一个二维点容器中，对不同的外边界点集进行随机标号；四、对第三步得到的各个外边界点集进行“灰度值检查”操作，得到符合要求的边界点集；五、将第四步得到的边界点集进行“面积筛选”操作，得到符合面积要求的边界点集；六、寻找第五步符合面积要求的边界点集整体的最小外接矩形，将此最小外接矩形近似为整个SOP元件的最小外接矩形，并且根据此最小外接矩形的旋转角度和中心坐标确定SOP元件的粗略旋转角度α和元件粗略中心坐标(x0,y0)；七、对第六步中得到的SOP元件的粗略旋转角度α进行判断；当|α|>30°时停止并返回“旋转角度过大”的错误码；否则继续进行下一步；八、求取第五步中符合面积要求的各个边界点集的中心坐标；其中，所述求取每一个边界点集中心坐标(x,y)采用质心的原理，理论依据如下：边界点集及其内部包围的点个数为N；用(xi,yi)来表示该边界包含的第i个点，i＝1，2，…，N；mi＝1表示(xi,yi)在边界上，mi＝0表示(xi,yi)在边界内部，(x,y)为所求质心中心坐标；九、在第五步得到的符合面积要求的边界点集中寻找SOP元件引脚足部的边界点集，并且以对应的引脚足部的边界点集中心坐标作为每个引脚足部的中心坐标；其中，所述引脚足部的边界点集包括上部引脚足部边界点集与下部引脚足部边界点集；十、在第五步得到的符合面积要求的边界点集中寻找SOP元件引脚根部的边界点集，并且以对应的引脚根部的边界点集中心坐标作为每个引脚根部的中心坐标；其中，所述引脚根部的边界点集包括上部引脚根部边界点集与下部引脚根部边界点集；十一、将第九步和第十步中得到的上部引脚足部边界点集和上部引脚根部边界点集存储到上部引脚边界点集中，下部引脚足部边界点集和下部引脚根部边界点集存储到下部引脚边界点集中；同时将对应的上部引脚足部边界点集中心和上部引脚根部边界点集中心存储到上部引脚边界点集中心集中，下部引脚足部边界点集中心和下部引脚根部边界点集中心存储到下部引脚边界点集中心集中；十二、将第十一步得到的上下部引脚边界点集按照第六步所得SOP元件的粗略旋转角度α进行仿射变换，旋转中心为步骤六得到的SOP元件粗略中心(x0,y0)，将其“转正”得到“转正元件”，即“转正”上下部引脚边界点集，并且记录“转正”前后各个引脚边界点集的对应关系，同时对每一个对应的边界点集中心进行“转正”操作，得到“转正”引脚中心点集；其中，所述“转正”的理论依据如下：设置仿射变换矩阵为将边界点集中原始点坐标为的点变换到十三、将第十二步得到的“转正”上下部引脚边界点集分别进行引脚类别分类并且标号；十四、根据第十三步得到的引脚类别分类结果以及标号，将第九步和第十步得到的引脚足部边界点集和引脚根部边界点集进行整理，明确每一个“引脚—足部—根部”的对应关系；并且整理得到上部引脚足部边界点集的集合，上部引脚边界点集的集合，下部引脚足部边界点集的集合，下部引脚边界点集的集合这四个边界点集集合，以及上部引脚足部中心点集，上部引脚中心点集，下部引脚足部中心点集，下部引脚边中心点集这四个中心点集合十五、根据第十四步整理得到的四个边界点集集合利用其最小外接矩形求取引脚长度hpin、引脚足部长度hfoot以及引脚数量spin；十六、根据步骤十三将第十二步得到的“转正”上下部引脚边界点集分别进行引脚类别分类的结果及第十四步整理得到的四个中心点集利用整体最小二乘法拟合直线得到引脚拟合直线：包括上部引脚根部拟合直线L‑PIN‑UP、下部引根部脚拟合直线L‑PIN‑DOWN上部引脚足部拟合直线L‑FOOT‑UP与下部引脚足部拟合直线L‑FOOT‑DOWN；十七、利用十六步中得到的引脚拟合直线求取引脚足部宽度wfoot、引脚间距ppin和SOP元件精确中心坐标(xa,ya)、SOP元件精确旋转角度αa、SOP元件精确宽度wbody以及SOP元件精确长度hbody，得到该SOP元件拟合矩形；至此完成SOP元件的视觉定位操作；十八、由以上得到的数据进行SOP元件引脚缺陷检测，至此完成了SOP元件视觉定位与视觉缺陷检测操作。