本发明专利技术公开了一种基于高斯滤波利用芯片关键点的定位方法与装置，是为了解决现有贴片机定位算法因芯片引脚形变、残缺、密集而导致定位误差大，鲁棒性弱，效率低等问题。本方法通过关键点制作理想模板，利用高斯算法对在线获取的图像进行滤波处理后进行角点提取，接着进行亚像素处理，最后利用理想模板与图像亚像素角点建立函数，利用距离最小法使函数收敛，得到旋转角度与偏移量。该方法对存在形变、残缺、密集的不同封装类型的芯片定位具有很高的鲁棒性，同时该方法选取关键顶点进行定位，相较于传统的全图点集配准计算量小，效率高。效率高。效率高。
【技术实现步骤摘要】
一种基于高斯滤波利用芯片关键点的定位方法与装置
[0001]本专利技术属于图像处理
，尤其涉及一种基于高斯滤波利用芯片关键点的定位方法与装置。
技术介绍
[0002]随着科技产业、芯片技术的发展，芯片的贴装技术得到了极大的关注。虽然计算机视觉定位发展了很长时间，但是关于贴片元件定位问题目前解决算法大多都围绕二值化进行处理。由于芯片的设计越来越复杂，引脚越来越密，芯片引脚的形变、残缺所引入的噪点，降低配准的准确性与效率。
[0003]针对形变、残缺、密集型引脚角点提取噪点较多，给目前芯片定位精度以及效率带来很大影响等问题。本专利技术提出通过芯片关键顶点制作理想模板，利用经过高斯滤波处理后的图像与理想模板进行配准，来对引脚进行精确定位。
技术实现思路
[0004]针对现有技术不足，本专利技术提出了一种基于高斯滤波利用芯片关键点的定位方法与装置。
[0005]为实现上述技术目的，本专利技术的技术方案为：一种基于高斯滤波利用芯片关键点的定位方法，包括以下步骤：
[0006](1)通过芯片设计手册获取芯片的设计参数得到芯片关键点的位置信息；
[0007](2)以芯片元件为中心为模板坐标系的原点，建立模板坐标系；
[0008](3)根据步骤(1)得到的芯片关键点的位置信息，在步骤(2)建立的模板坐标系中标定芯片关键点的位置；
[0009](4)采集待定位元件图片，以待定位元件的中心为原点，建立元件图片坐标系；对待定位元件图片进行高斯滤波，并进行角点检测，得到角点位置；
[0010](5)利用步骤(4)中获得的角点位置，提取亚像素点，获得每个亚像素点位置；
[0011](6)利用步骤(5)中获得的亚像素点位置与步骤(3)中标定的芯片关键点进行配准，计算芯片的旋转角度和平移量，完成芯片关键点的定位。
[0012]进一步地，所述步骤(1)具体为：所述设计参数包括芯片的大小、引脚所在位置；选取芯片每条边最外侧引脚的角点作为关键点，根据芯片的设计手册，获取关键点与芯片竖直方向和水平方向中心对称轴的距离，获取所有关键点的位置信息，建立关键点点集K。
[0013]进一步地，首先输入步骤(1)得到的元件引脚的关键顶点信息；根据步骤(2)建立的模板坐标系，选取坐标系原点为元件中心，将关键点点集K中的一个关键点k与芯片竖直方向中心对称轴的距离l
kx
作为横坐标，该关键点k与芯片水平方向中心对称轴的距离l
ky
作为纵坐标，关键k坐标记为k(l
kx
,l
ky
)；k∈{Ⅰ,Ⅱ,
Ⅲ…
}，将关键点绘制在模板坐标系中，完成元件的关键顶点位置的标定。
[0014]进一步地，所述步骤(4)具体包括以下子步骤：
[0015](4.1)采集待定位元件图片，以待定位元件的中心为原点，建立元件图片坐标系；
[0016](4.2)对步骤(4.1)选取元件图像缩放s倍，再进行高斯滤波；
[0017](4.3)对步骤(4.2)高斯滤波后的图像根据窗口函数进行可能角点的提取；
[0018](4.4)对步骤(4.3)中查找到的可能角点进行筛选，得到角点位置。
[0019]进一步地，所述步骤(4.3)具体为：对高斯滤波后的图像先进行灰度处理，绘制窗口函数，公式如下：
[0020][0021]其中，w(x,y)表示为二元高斯函数，u表示该窗口每次向水平方向移动u个像素，v表示该窗口每次向竖直方向移动v个像素；利用该窗口函数对灰度处理后的图像进行扫描，当窗口函数扫描到点p(x
P
,y
p
)存在E(u,v)大于设定阈值时，则该点p(x
p
,y
p
)为可能角点。
[0022]进一步地，所述步骤(4.4)中筛选过程具体为：创建可能角点点集M，所述点集M包含所有可能角点p的有效信息，包括角点坐标p(x
P
,y
p
)与窗口函数E(u,v)；
[0023]再计算任意两个可能角点之间的距离，公式如下：
[0024][0025]其中，为第一角点横坐标，为第二角点横坐标，为第一角点纵坐标，为第二角点纵坐标。
[0026]若存在该距离l
P
≤2倍引脚宽度，则比较此两个可能角点的E(u,v)，筛除E(u,v)小的可能角点，记筛除后可能角点的点集为准确点集H，得到所有的角点位置。
[0027]进一步地，所述步骤(5)具体为：对于步骤(4)获取的准确点集H中的角点进行亚像素处理：选取准确点集H中的任意一个点p0以p0为中心创建一个n
×
n的窗口，窗口中每一个点为p0的周围点记为p
i
,p
i
点的灰度梯度记为G
i
[d
x
,d
y
]；G
i
转置记该点p
i
的亚像素角点为q,亚像素角点关于像素角点的方向向量与像素角点的灰度向量内积＝0，为引入高斯权重修正后利用最小二乘法求解即可得到亚像素角点q坐标，所有亚像素角点构成点集Q，
[0028]进一步地，所述步骤(6)具体包括以下子步骤：
[0029](6.1)获取步骤(3)建立的关键点点集K的中心与步骤(5)亚像素角点构成的点集Q的中心计算平移矩阵为T，公式如下：
[0030][0031]则平移矩阵为
[0032]式中，为关键点点集K的中心点，为关键点点集K中任意一个点，n为关键点点集K中点的数量；
[0033]式中，为亚像素角点点集Q的中心点，为亚像素角点点集Q中任意一个点，m为亚像素角点点集Q中点的数量；
[0034](6.2)分别将关键点点集K和亚像素角点构成的点集Q平移至中心点处：点点集K和亚像素角点构成的点集Q平移至中心点处：目标函数可转化为欧式距离可转化为欧式距离
[0035](6.3)亚像素点集Q经过旋转矩阵变换后变换后计算此时解出旋转角度θ。
[0036]本专利技术提出了一种基于高斯滤波利用芯片关键点的定位装置，包括一个或多个处理器，用于实现上述的基于高斯滤波利用芯片关键点的定位方法。
[0037]本专利技术提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时，用于实现上述的基于高斯滤波利用芯片关键点的定位方法。
[0038]本专利技术的有益效果为：本专利技术方法对存在形变、残缺、密集的不同封装类型的芯片定位具有很高的鲁棒性，特别地，对于存在大量引脚残缺的芯片，利用目前市场上常用的模板匹配方法，在制作模板时，大量残缺的引脚会极大的影响模板创建成功率和准确度。采用本方法，残缺引脚对制作模板影响极小，能有效的利用模板匹配方法实现芯片的位姿配准。同时该方法选取关键顶点进行定位，相较于传统的全图点集配准计算量小，效率高。
附图说明
[0039]图1为本专利技术方法的流程图本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于高斯滤波利用芯片关键点的定位方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)通过芯片设计手册获取芯片的设计参数，得到芯片关键点的位置信息；(2)以芯片元件的中心为模板坐标系的原点，建立模板坐标系；(3)根据步骤(1)得到的芯片关键点的位置信息，在步骤(2)建立的模板坐标系中标定芯片关键点的位置；(4)采集待定位元件图片，以待定位元件的中心为原点，建立元件图片坐标系；对待定位元件图片进行高斯滤波，并进行角点检测，得到角点位置；(5)利用步骤(4)中获得的角点位置，提取亚像素点，获得每个亚像素点位置；(6)利用步骤(5)中获得的亚像素点位置与步骤(3)中标定的芯片关键点进行配准，计算芯片的旋转角度和平移量，完成芯片关键点的定位。2.根据权利要求1所述的基于高斯滤波利用芯片关键点的定位方法，其特征在于，所述步骤(1)具体为：所述设计参数包括芯片的大小、引脚所在位置；选取芯片每条边最外侧引脚的角点作为关键点，根据芯片的设计手册，获取关键点与芯片竖直方向和水平方向中心对称轴的距离，获取所有关键点的位置信息，建立关键点点集K。3.根据权利要求1所述的基于高斯滤波利用芯片关键点的定位方法，其特征在于，首先输入步骤(1)得到的元件引脚的关键顶点信息；根据步骤(2)建立的模板坐标系，选取坐标系原点为元件中心，将关键点点集K中的一个关键点k与芯片竖直方向中心对称轴的距离l
kx
作为横坐标，该关键点k与芯片水平方向中心对称轴的距离l
ky
作为纵坐标，关键k坐标记为k(l
kx
，l
ky
)；k∈{I，II，
Ⅲ…
}，将关键点绘制在模板坐标系中，完成元件的关键顶点位置的标定。4.根据权利要求1所述的基于高斯滤波利用芯片关键点的定位方法，其特征在于，所述步骤(4)具体包括以下子步骤：(4.1)采集待定位元件图片，以待定位元件的中心为原点，建立元件图片坐标系；(4.2)对步骤(4.1)选取元件图像缩放s倍，再进行高斯滤波；(4.3)对步骤(4.2)高斯滤波后的图像根据窗口函数进行可能角点的提取；(4.4)对步骤(4.3)中查找到的可能角点进行筛选，得到角点位置。5.根据权利要求4所述的基于高斯滤波利用芯片关键点的定位方法，其特征在于，所述步骤(4.3)具体为：对高斯滤波后的图像先进行灰度处理，绘制窗口函数，公式如下：其中，w(x，y)表示为二元高斯函数，u表示该窗口每次向水平方向移动u个像素，v表示该窗口每次向竖直方向移动v个像素；利用该窗口函数对灰度处理后的图像进行扫描，当窗口函数扫描到点p(x
P
，y
p
)存在E(u，v)大于设定阈值时，则该点p(x
P
，y
...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡松钰，刘元浩，傅建中，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：
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