基于投影过滤的PCB定位装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于投影过滤的PCB定位装置及方法，其中，该装置包括：图像采集模块、角度计算模块、投影模块、峰值提取模块、阈值计算模块和背景过滤模块，图像采集模块用于采集待定位PCB板的灰度图像；角度计算模块用于计算待定位PCB板的倾斜度；投影模块用于将灰度图像按照倾斜度进行转正，并统计X和Y轴方向的投影数组；峰值提取模块用于提取投影数组中的峰值序列；阈值计算模块用于计算投影数组峰值序列过滤阈值；背景过滤模块用于利用过滤阈值和峰值序列对灰度图像进行过滤，得到PCB板区域。该装置无需在PCB上印制标记点和提取图像特征点，仅利用图像的统计信息即可进行像素级别定位，且大幅度降低了计算量。

PCB positioning device and method based on projection filtering

【技术实现步骤摘要】
基于投影过滤的PCB定位装置及方法
本专利技术涉及计算机软件工程
，特别涉及一种新的利用计算机视觉进行印制电路板图像偏转矫正的技术，即基于投影过滤的PCB定位装置及方法。
技术介绍
PCB(PrintedCircuitBoard，印制电路板)图像定位是从PCB生产流水线上采集的包含PCB和背景的图片中识别出PCB的旋转角度和所在区域坐标。精确定位是PCB缺陷检测流程中重要的一步，定位的精度和速度对PCB检测效果影响很大。目前常用的PCB定位方法是根据Mark标记孔或从图像中提取SIFT特征点，计算变换矩阵进行定位。然而，根据标记点定位方法容易受制作精度和定位算法的影响，导致配准出现较大误差。而且不是所有PCB板都有标记点，因此该方法的应用范围非常受限。基于图像特征的定位方法虽然适用范围很广，但由于提取特征的计算量非常大，因此效率很低，会大幅影响算法运行速度。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种基于投影过滤的PCB定位装置。本专利技术的另一个目的在于提出一种基于投影过滤的PCB定位方法，该方法计算量小，速度快，精度高，仅利用图像的统计信息即可进行像素级别的定位。为达到上述目的，本专利技术一方面实施例提出了基于投影过滤的PCB定位装置，包括：图像采集模块，用于采集待定位PCB板的灰度图像；角度计算模块，所述角度计算模块与所述图像采集模块连接，用于估计所述待定位PCB板的倾斜角度；投影模块，所述投影模块与所述角度计算模块连接，用于将所述灰度图像按照所述倾斜角度进行修正，并统计X轴、Y轴方向的投影数组；峰值提取模块，所述峰值提取模块与所述投影模块连接，用于提取所述投影数组中的投影数组峰值序列；阈值计算模块，所述阈值计算模块与所述峰值提取模块连接，用于利用相关阈值算法计算所述投影数组峰值序列，得到过滤阈值；背景过滤模块，所述背景过滤模块分别与所述图像采集模块、所述峰值提取模块和所述阈值计算模块连接，用于利用所述过滤阈值和所述峰值序列对所述灰度图像进行过滤，得到PCB板区域。本专利技术实施例的基于投影过滤的PCB定位装置，利用图像中PCB与背景区域像素特征的不同，在投影数组上对PCB的坐标进行快速且高精度的定位，无需在PCB上印制标记点，也无需提取图像特征点，仅利用图像的统计信息即可进行像素级别的定位，极大的降低了计算量，为后续PCB检测步骤提供重要的前置条件。另外，根据本专利技术上述实施例的基于投影过滤的PCB定位装置还可以具有以下附加的技术特征：进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述投影模块具体用于：根据所述倾斜角度构造仿射变换矩阵；利用所述仿射变换矩阵将所述灰度图像转正，得到转正图像；获取并处理所述转正图像的X轴和Y轴，得到所述投影数组。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述投影数组的每个极大峰点均比相邻左侧和相邻右侧值大。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述背景过滤模块具体用于：处理所述峰值序列得到每个峰值的斜率；将所述每个峰值的斜率与所述过滤阈值进行比较，若当前斜率大于所述过滤阈值，则保留所述当前斜率，以构建峰值斜率序列，若当前斜率小于所述过滤阈值，则删除所述当前斜率；分别求取所述峰值序列和所述峰值斜率序列最大值，得到候选边序列；提取所述候选边序列中最大坐标与最小坐标，所述最大坐标至所述最小坐标为所述PCB板区域。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，利用相关斜率计算公式，如D＝((A[x]-A[x-1])+(A[x]-A[x+1]))/2，计算所述每个峰值的斜率D，其中A为投影数组，x为当前极大峰值。为达到上述目的，本专利技术另一方面实施例提出了基于投影过滤的PCB定位方法，包括以下步骤：采集待定位PCB板的灰度图像；计算所述待定位PCB板的倾斜角度；将所述灰度图像按照所述倾斜角度进行修正，并统计X轴、Y轴方向的投影数组；提取所述投影数组中的投影数组峰值序列；利用相关阈值算法计算所述投影数组峰值序列，得到过滤阈值；利用所述过滤阈值和所述峰值序列对所述灰度图像进行过滤，得到PCB板区域。本专利技术实施例的基于投影过滤的PCB定位方法，利用图像中PCB与背景区域像素特征的不同，在投影数组上对PCB的坐标进行快速且高精度的定位，无需在PCB上印制标记点，也无需提取图像特征点，仅利用图像的统计信息即可进行像素级别的定位，极大的降低了计算量，为后续PCB检测步骤提供重要的前置条件。另外，根据本专利技术上述实施例的基于投影过滤的PCB定位方法还可以具有以下附加的技术特征：进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述将所述灰度图像按照所述倾斜角度进行修正，并统计X轴、Y轴方向的投影数组，进一步包括：根据所述倾斜角度构造仿射变换矩阵；利用所述仿射变换矩阵将所述灰度图像转正，得到转正图像；获取并处理所述转正图像的X轴和Y轴，得到所述投影数组。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述投影数组的每个极大峰点均比相邻左侧和相邻右侧值大。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述利用相关阈值算法计算所述投影数组峰值序列，得到过滤阈值，进一步包括：处理所述峰值序列得到每个峰值的斜率；将所述每个峰值的斜率与所述过滤阈值进行比较，若当前斜率大于所述过滤阈值，则保留所述当前斜率，以构建峰值斜率序列，若当前斜率小于所述过滤阈值，则删除所述当前斜率；分别求取所述峰值序列和所述峰值斜率序列最大值，得到候选边序列；提取所述候选边序列中最大坐标与最小坐标，所述最大坐标至所述最小坐标为所述PCB板区域。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，利用相关斜率计算公式，如D＝((A[x]-A[x-1])+(A[x]-A[x+1]))/2，计算所述每个峰值的斜率D，其中A为投影数组，x为当前极大峰值。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为根据本专利技术一个实施例的基于投影过滤的PCB定位装置结构示意图；图2为根据本专利技术一个具体示例的基于投影过滤的PCB定位装置的执行示意图；图3为根据本专利技术一个实施例的基于投影过滤的PCB定位方法流程图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。下面参照附图描述根据本专利技术实施例提出的基于投影过滤的PCB定位装置及方法，首先将参照附图描述根据本专利技术实施例提出的基于投影过滤的PCB定位装置。图1是本专利技术一个实施例的基于投影过滤的PCB定位装置结构示意图。如图1所示，该装置10包括：图像采集模块101、角度计算模块102、投影模块103、峰值提取模块1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于投影过滤的PCB定位装置，其特征在于，包括：/n图像采集模块，用于采集待定位PCB板的灰度图像；/n角度计算模块，所述角度计算模块与所述图像采集模块连接，用于计算所述待定位PCB板的倾斜角度；/n投影模块，所述投影模块与所述角度计算计模块连接，用于将所述灰度图像按照所述倾斜角度进行修正，并统计X轴、Y轴方向的投影数组；/n峰值提取模块，所述峰值提取模块与所述投影模块连接，用于提取所述投影数组中的投影数组峰值序列；/n阈值计算模块，所述阈值计算模块与所述峰值提取模块连接，用于利用相关阈值算法计算所述投影数组峰值序列，得到过滤阈值；以及/n背景过滤模块，所述背景过滤模块分别与所述图像采集模块、所述峰值提取模块和所述阈值计算模块连接，用于利用所述过滤阈值和所述峰值序列对所述灰度图像进行过滤，得到PCB板区域。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于投影过滤的PCB定位装置，其特征在于，包括：
图像采集模块，用于采集待定位PCB板的灰度图像；
角度计算模块，所述角度计算模块与所述图像采集模块连接，用于计算所述待定位PCB板的倾斜角度；
投影模块，所述投影模块与所述角度计算计模块连接，用于将所述灰度图像按照所述倾斜角度进行修正，并统计X轴、Y轴方向的投影数组；
峰值提取模块，所述峰值提取模块与所述投影模块连接，用于提取所述投影数组中的投影数组峰值序列；
阈值计算模块，所述阈值计算模块与所述峰值提取模块连接，用于利用相关阈值算法计算所述投影数组峰值序列，得到过滤阈值；以及
背景过滤模块，所述背景过滤模块分别与所述图像采集模块、所述峰值提取模块和所述阈值计算模块连接，用于利用所述过滤阈值和所述峰值序列对所述灰度图像进行过滤，得到PCB板区域。


2.根据权利要求1所述的基于投影过滤的PCB定位装置，其特征在于，所述投影模块具体用于：
根据所述倾斜角度构造仿射变换矩阵；
利用所述仿射变换矩阵将所述灰度图像转正，得到转正图像；
获取并处理所述转正图像的X轴和Y轴，得到所述投影数组。


3.根据权利要求1所述的基于投影过滤的PCB定位装置，其特征在于，所述投影数组的每个极大峰点均比相邻左侧和相邻右侧值大。


4.根据权利要求1所述的基于投影过滤的PCB定位装置，其特征在于，所述背景过滤模块具体用于：
处理所述峰值序列得到每个峰值的斜率；
将所述每个峰值的斜率与所述过滤阈值进行比较，若当前斜率大于所述过滤阈值，则保留所述当前斜率，以构建峰值斜率序列，若当前斜率小于所述过滤阈值，则删除所述当前斜率；
分别求取所述峰值序列和所述峰值斜率序列最大值，得到候选边序列；
提取所述候选边序列中最大坐标与最小坐标，所述最大坐标至所述最小坐标为所述PCB板区域。


5.根据权利要求4所述的基于投影过滤的PCB定位装置，其特征在于，利用相关斜率计算公式D＝((A[x]-A[x-1])...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗贵明，何悦，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11