一种PCB检测系统及方法技术方案

一种PCB检测系统，包括，光场相机和至少一个光源，对于PCB的检测过程包括，调节所述光场相机的焦距和/或光圈，获得多张所述PCB元器件的散焦柔光纯色校准板，得到所述PCB元器件的光场白图像；对所述光场白图像进行校准，对所述光场相机微透镜中心进行校准；对所述光场相机进行尺度校准；搭设调整所述光源；通过所述光场相机拍摄被测PCB区域，获得多视角图像及深度图像；根据光场多视角图像及深度图像进行PCB元器件以及待测点的位置识别和定位；最终得到被测所述PCB包括元器件的三维尺寸测量信息及缺陷检测信息。息及缺陷检测信息。息及缺陷检测信息。

【技术实现步骤摘要】
一种PCB检测系统及方法


[0001]本专利技术属于电子加工制造
，特别涉及一种PCB以及电子元器件焊接检测系统及方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着科技和工业水平的飞速增长，日常生活对电子产品的要求越来越高，需求量也越来越大。印刷电路板技术在一定程度上提升了电路板的制作速度，但随着PCB高度集成化，检测要求及难度越加严格，因此PCB检测速度及准确率成为制约该技术生产速度的一大关键因素。PCB(Printed Circuit Board，中文名称为印制电路板，下文简称PCB)三维测量及缺陷检测方法，属于光电检测
PCB尺寸测量包括但不限于PCB待测待测点的加工尺寸，待测电子元器件的安装位置及高度；PCB检测包括但不限于元器件安装错位，焊脚缺焊、少焊、虚焊、连锡，表面异物划伤，丝印错误、错位等。
[0003]三维测量及缺陷检测技术是机器视觉领域和测量领域的一项核心技术。三维测量及缺陷检测指识别物体的三维信息及缺陷。而提高PCB三维尺寸测量及缺陷检测良率一直都是工业外观检测的议题之一。目前工业界对PCB三维尺寸测量及缺陷检测多为二维相机检测后由人工复判，在PCB定位方面虽有优势，但由于缺少高度信息，某一角度讲只能判断相应位置焊锡的有无，对PCB各不同元器件及各种复杂情况下的不良现象的检出更多还是依靠人工复判与抽查，这对电子生产中进行自动化造成了严重制约。
[0004]光场相机的出现为PCB三维尺寸测量及缺陷检测提供了新的解决方向。光场相机在常规相机的传感器和主镜头中间增加了微透镜阵列，进而记录光线的传播方向，形成独特的经过透镜阵列编码的光场图像，对该光场图像进行处理渲染，继而可以得到三维信息。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种PCB检测系统和方法，基于光场相机技术实现了对于PCB以及PCB电子元器件的三维尺寸测量及缺陷检测方法。
[0006]本专利技术实施例之一，一种PCB检测系统，包括，
[0007]光场相机，该光场相机的镜头正对待检测的PCB，用于获取PCB上包括元器件焊接状态的图像；
[0008]至少一个光源，该光源的光线射向所述待测PCB，用于帮助所述光场相机获得所述PCB元器件焊接状态的图像。
[0009]进一步的，所述检测系统对于所述PCB的检测过程包括，
[0010]调节所述光场相机的焦距和/或光圈，获得多张所述PCB元器件的散焦柔光纯色校准板，得到所述PCB元器件的光场白图像；
[0011]对所述光场白图像进行校准，对所述光场相机微透镜中心进行校准；
[0012]对所述光场相机进行尺度校准；
[0013]搭设调整所述光源；
[0014]通过所述光场相机拍摄被测PCB区域，获得多视角图像及深度图像；
[0015]根据光场多视角图像及深度图像进行PCB元器件以及待测点的位置识别和定位；
[0016]最终得到被测所述PCB包括元器件的三维尺寸测量信息及缺陷检测信息。
[0017]本专利技术实施例提供的一种基于光场相机的PCB三维尺寸测量及缺陷检测方法具有的有益效果包括：
[0018]1、可通过一次拍摄得到PCB的多个视角的图像信息，表面出现的异物、撞伤等单视角不易检出的信息有更准确与稳定的检出能力，且多视角能解决传统方案中电子元件的互相遮挡问题。
[0019]2、可通过一次拍摄得到PCB表面的三维坐标信息，对PCB进行三维尺寸的测量，可计算锡球体积，进而辅助判断锡量，从而更稳定的在源头避免因锡量不足或锡量过大造成的焊接不稳定成品。
[0020]3、本专利技术实施例得到的PCB三维尺寸信息为点云数据，可将数据直接导入判断程序，与现有生产方式可以高效的进行接入整合。
[0021]本专利技术能够准确高效地获取PCB三维尺寸测量及缺陷检测信息，有效改善现有设备检查和人工检查存在的问题。
附图说明
[0022]通过参考附图阅读下文的详细描述，本专利技术示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本专利技术的若干实施方式，其中：
[0023]图1是根据本专利技术实施例之一的采用光场相机对PCB三维尺寸及缺陷检测方法流程图。
[0024]图2是根据本专利技术实施例之一的PCB检测系统示意图。
[0025]图3是根据本专利技术实施例之一的PCB检测系统示意图。
[0026]其中，10——光场相机，21——第一电源，22——第二电源，23——第三电源，30——PCB。
具体实施方式
[0027]根据一个或者多个实施例，如图2所示，一种PCB检测系统，包括光场相机，该光场相机的镜头正对待检测的PCB，用于获取PCB上包括元器件焊接状态的图像；二个光源，这二个光源的光线射向所述待测PCB，用于帮助所述光场相机获得所述PCB元器件焊接状态的图像。
[0028]根据一个或者多个实施例，如图1所示，对于PCB检测系统对于PCB的检测过程包括，
[0029]调节所述光场相机的焦距和/或光圈，获得多张所述PCB元器件的散焦柔光纯色校准板，得到所述PCB元器件的光场白图像；
[0030]对所述光场白图像进行校准，对所述光场相机微透镜中心进行校准；
[0031]对所述光场相机进行尺度校准；
[0032]搭设调整所述光源；
[0033]通过所述光场相机拍摄被测PCB区域，获得多视角图像及深度图像；
[0034]根据光场多视角图像及深度图像进行PCB元器件以及待测点的位置识别和定位；
[0035]最终得到被测所述PCB包括元器件的三维尺寸测量信息及缺陷检测信息。
[0036]优选的，对光场白图像进行校准的方法是，根据光场白图像计算得到去渐晕矩阵。对光场相机微透镜中心进行校准的方法是根据光场白图像计算得到光场相机微透镜亚像素级中心坐标矩阵。对光场相机进行尺度校准的方法是，光场相机拍摄多张已知空间三维位置的圆点校准板，并建立从三维坐标到视差之间的光场数学模型，完成光场相机尺度校准。
[0037]根据一个或者多个实施例，一种基于光场相机的PCB三维尺寸测量及缺陷检测方法，包含如下步骤：
[0038]A1，根据PCB测量区域大小和测量深度范围，选择适合焦距和放大倍率的光学镜头。调节镜头光圈至光场相机光圈匹配，即微透镜光圈和主镜头光圈匹配，具体表现为光场相机拍摄散焦柔光纯色校准板图像，该图像中微透镜阵列恰好或接近于相切状态。调节完毕后，拍摄多张位于光场相机散焦处的光强较为均匀的纯色背景板，即散焦柔光纯色校准板。对多张光场白图像进行平均化及归一化处理后得到去渐晕矩阵后续拍摄的全部光场原始图像均需要点除以该去渐晕矩阵，从而完成光场白图像校准。
[0039]完成光场包图像校准步骤后，对光场白图像使用滤波器进行处理，去除光场白图像噪声，并对滤波后的光场图像进行非极大值抑制；进而根据处理后的图像取局部最大值，该最大值恰好为光场相机微透镜本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种PCB检测系统，其特征在于，该检测系统包括，光场相机，该光场相机的镜头正对待检测的PCB，用于获取PCB上包括元器件焊接状态的图像；至少一个光源，该光源的光线射向所述待测PCB，用于帮助所述光场相机获得所述PCB元器件焊接状态的图像。2.根据权利要求1所述的PCB检测系统，其特征在于，所述检测系统对于所述PCB的检测过程包括，调节所述光场相机的焦距和/或光圈，获得多张所述PCB元器件的散焦柔光纯色校准板，得到所述PCB元器件的光场白图像；对所述光场白图像进行校准，对所述光场相机微透镜中心进行校准；对所述光场相机进行尺度校准；搭设调整所述光源；通过所述光场相机拍摄被测PCB区域，获得多视角图像及深度图像；根据光场多视角图像及深度图像进行PCB元器件以及待测点的位置识别和定位；最终得到被测所述PCB包括元器件的三维尺寸测量信息及缺陷检测信息。3.根据权利要求2所述的PCB检测系统，其特征在于，所述对所述光场白图像进行校准的方法是，根据光场白图像计算得到去渐晕矩阵，所述对所述光场相机微透镜中心进行校准的方法是根据光场白图像计算得到光场相机微透镜亚像素级中心坐标矩阵。4.根据权利要求2所述的PCB检测系统，其特征在于，所述对所述光场相机进行尺度校准的方法是，所述光场相机拍摄多张已知空间三维位置的圆点校准板，并建立从三维坐标到视差之间的光场数学模型，完成光场相机尺度校准。5.一种PCB检测方法，采用如权利要求1所述的PCB检测系统，其特征在于，所述检测方法包括以下步骤：A1，调节光场相机镜头至适合焦距和光圈，使用镜头光圈匹配后的光场相机拍摄多张散焦柔光纯色校准板，获取光场白图像；根据光场相机白图像计算得到去渐晕矩阵和光场相机微透镜亚像素级中心坐标矩阵；A2，使用所述光场相机拍摄多张已知空间三维位置的圆点校准板，并建立从三维坐标到视差之间的光场数学模型，完成光场相机尺度校准；A3，搭配合适的光源照射被测PCB，以至于PCB能被相机良好成像；A4，光场相机拍摄被测PCB区域并进行光场多视角渲染及深度计算，获得被测PCB区域光场多视角图像...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁俊飞，李浩天，
申请(专利权)人：奕目上海科技有限公司，
类型：发明
国别省市：