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专利号: 2021106235725
申请人: 重庆理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2025-03-12
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.PCBA零部件尺寸及间隙高精度视觉测量方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、进行系统标定得到坐标系的精准映射;

S2、使用Canny算子对PCBA电路板的零部件进行像素级边缘粗提取;

S3、对完成边缘粗提取的PCBA零部件使用改进Zernike矩方法,得到高精度的PCBA电路板零部件亚像素边缘图像;

S4、通过坐标系的转换关系,得到每个像素所表示的长度,利用像素计数的原理可以计算得到PCBA电路板中零部件的实际尺寸及间隙大小。

2.根据权利要求1所述的PCBA零部件尺寸及间隙高精度视觉测量方法,其特征在于,其中,进行系统标定得到坐标系的精准映射,主要包括:以PCBA电路板左上角点作为整个坐标系的原点,记为Ow,原点向右平行于手机电路板作为纵轴,记为Yw,原点水平向下平行于手机电路板作为横轴,记为Xw。

3.根据权利要求1所述的PCBA零部件尺寸及间隙高精度视觉测量方法,其特征在于,其中,对完成边缘粗提取的PCBA零部件使用改进Zernike矩方法,主要包括:获取PCBA电路板的零部件像素级边缘粗提取图像;

对亚像素边缘点公式进行改进,计算出亚像素坐标位置;

以背景像素和边缘像素最大分割阈值为原则,在不同区域下动态计算灰度门限值的值;

计算出可将背景像素与边缘像素进行分割的灰度门限值;

比较模型参数与阈值参数,如果灰度差值≥灰度门限值且垂直距离≤垂直距离限值,则判定为边缘点。

4.如权利要求3所述的PCBA零部件尺寸及间隙高精度视觉测量方法,其特征在于,其中,得到高精度的PCBA电路板零部件亚像素边缘图像,包括如下步骤:对于圆形特征:

任意采样点到达对应描述圆方程中的点的距离最短,圆的半径表示为R,圆心坐标记为

2 2 2

(A,B),圆的方程为(x‑A) +(y‑B) =R;

圆心坐标A,B与半径可以表示 其中,a、b、c为三个未知解;

选取点(xi,yi)到(A,B)距离的二次方到半径的差值记为 将a,b,c三个未知解写为函数的形式:

通过求解三元方程组,得到F最小值,min(F)求解得到a、b、c的记为所需要的解;

对于矩形特征:

计算得到任意三个角点的坐标即可计算矩形元器件的长和宽,随机选取矩形零部件边缘上的一条边,利用边缘的梯度相邻性以边缘任意点作为种子像素,求得该梯度方向上的两个终点分别记为Pi(xi1,yi1)和Pi(xi2,yi2),以该边两个终点中任意梯度拐点记为为Pi(xi3,yi3);

计算得到二元组所在直线的长度和宽度,分别以wi,hi表示:

5.如权利要求1所述的PCBA零部件尺寸及间隙高精度视觉测量方法,其特征在于,其中,利用像素计数的原理可以计算得到PCBA电路板中零部件的实际尺寸及间隙大小,包括如下步骤:

以PCBA电路板左上角点作为整个坐标系的原点,记为Ow,原点向右平行于手机电路板作为纵轴,记为Yw,原点水平向下平行于手机电路板作为横轴,记为Xw;

圆形与圆形亚像素间隙测量:找到两个圆心并计算两个圆的半径即可得到两个圆形零部件的像素距离,然后乘以相机标准参数给出的实际像元大小即可得到真实的物理距离;

2 2

圆形与矩形亚像素间隙测量:圆形的一般方程形式为:a1(x +y)+a2x+a3y+a4=0,矩形角点为(x2,y2),记矩形角点为(x2,y2) ,则圆形与矩形亚像素间隙距离矩形与矩形亚像素间隙测量:矩形间关系分为两种,一种为平行坐标相交时的位置关系,另一种是水平和垂直坐标不相交时的位置关系;

当为平行坐标相交时的位置关系时,其间隙为L1部分,取两个矩形相近边的某个角点作为已知点,记为P2(x2,y2),P2点的横坐标不变,带入间隔矩形,即可得到纵坐标y1的坐标位置,其间距计算表达式为L1=y2‑f(x1);

当为水平和垂直坐标不相交时的位置关系时,其最短间距在其相邻方向的两个角点,两个角点坐标均已知,分别记为(x1,y1),(x2,y2),则两矩形之间的最短间隙计算公式为