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时间:2018-07-07
《电子元件焊接质量识别中图像定位算法研究》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、电子元件焊接质量识别中图像定位算法研究摘要:针对电子元件焊接质量自动检测系统中PCB图像的定位问题进行研究。为了解决传统定位算法定位精度低、运算时间长的缺点,改进传统的定位圆检测和定位算法,采用改进的快速Hough变换提高检测精度和缩短检测时间。通过实际PCB电路板的检测实验对比发现,该算法能提高定位圆圆心检测的精度,可以有效缩短计算时间,对于实际电子元件缺陷的自动检测算法的改进有一定的参考意义。中国8/vie 关键词:焊接质量;霍夫变换;图像定位;自动检测 中图分类号:TN081?34文献标识码:A:1004?373X(201
2、7)05?0042?03 Abstract:ThePCBimagelocalizationproblemisstudiedfortheaticdetectionsystemoftheelectronicponents.Inordertoimprovetheloeofthetraditionallocalizationalgorithm,thetraditionalsettingcircledetectionandlocalizationalgorithmproved,andtheimprovedfastHoughtransform
3、provethedetectionprecisionandshortenthetestingtime.Thetestexperimentofthealgorithmcanimprovetheaccuracyofthecirclecenterdetectionofthesettingcircleandshortentheputationtimeeffectively,andhasacertainreferencesignificancefortheimprovementofthedefectautomaticdetectionalgo
4、rithmofthepracticalelectronicponents. Key;imagelocation;automaticdetection 随着现代电子技术的发展和功能的增加,电路板的体积越来越小,贴片元件的应用越来越广泛。为了保证产品的性能,需要在组装前检验电子元件的焊接质量,当前主要的检测方法是利用自动光学检测系统(AOI),该系统检测的基本原理是通过ccd摄像头获取被检测的PCB电路板的图像,然后和数据库中的标准图像对比,从而检测、发现质量缺陷,在检测过程中图像的定位是重要的一步,如果图像定位不准确,对比出来的缺
5、陷是没有意义的。 1图像定位 基于数字图像处理的电子元件焊接质量检测过程中,需要获得电子元件的精确位置,后续才能检测电子元件的焊接缺陷。一般在PCB的制造设计阶段,在PCB板的边缘设置基点(定位圆),为后续光学检测定位提供基准。定位孔一般用于机械定位,如图1所示。 要将定位圆孔从PCB图像中识别出来,必须合理提取其圆形特征,常用的检测算法有:维纳滤波法、曲线拟合法、模板匹配法、Hough(霍夫)变换法等。维纳滤波是基于最小方差理论,视采集图像为退化图像,运算时间较长;曲线拟合法和模板匹配法采集的图像要求较高,一旦原始图像存在瑕
6、疵,难以保证结果;Hough变换检测定位圆孔的精度高,但存在计算量大的缺点,在速度上不能满足实时检测的要求,为此必须对Hough算法进行改进。 2Hough变换圆检测算法的基本原理及性能分析 2.1Hough变换圆检测算法的基本原理 Hough变换主要利用图像空间和参数空间点线的对偶关系,实现对点、线、圆的检测。 设Hough变换用的解析函数的基本方程为: [f(x,a)=0](1) 式中:[x]和[a]分别表示图像空间和参数空间的矢量点,目标圆的方程可以表示为: [(x-a)2+(y-b)2=r2](2) 该方程在
7、参数空间中表示三维圆锥面,如图2所示。在检测过程中,将目标圆上的每一个点都映射到参数空间,对参数空间的每一个[(a,b,r),]对应图像空间的一个圆,若边界点[(x,y)]在圆上,则累加器加1,累加器峰值即为圆的半径和圆心的信息。由于圆变换三�S参数空间为三维锥面,所以只是在理论上可行,实时检测过程中因计算量太大,几乎不可能实现。 2.2Hough圆检测算法的性能分析 为了克服Hough变换圆检测计算量大、无法实时检测的缺点,从减少选取点的数目和累加数组的维数出发,提出了几种圆检测的改进算法: (1)利用边缘梯度 在进行数据
8、累加时,利用图像边缘点的梯度值大大降低获取圆心的计算量。在实际应用中,因图像质量的下降,提取的图像边缘点会出现偏差,使得最后确定的圆心误差较大。 (2)快速Hough变换 为减少计算量,采用几何方法对三维参数空间进行降级分解,利用
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