一种基于图像的板卡工艺检测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种基于图像的板卡工艺检测方法及装置，涉及图像处理技术领域

【技术实现步骤摘要】
一种基于图像的板卡工艺检测方法及装置


[0001]本专利技术涉及图像处理
，具体而言，涉及一种基于图像的板卡工艺检测方法及装置
。

技术介绍

[0002]板卡是印制电路板（简称
PCB
板）的一种，制作时带有插芯，可以插入计算机的主电路板（主板）的插槽中，用来控制硬件的运行，比如显示器
、
采集卡等设备，安装驱动程序后，即可实现相应的硬件功能
。
[0003]在板卡的生产中板卡会经过多道不同的工序来完成生产加工，而每一道工序的质量也会对下一道工序产生影响
。
因而需要对每道工序质量进行严格把控
。
对于板卡工艺来说，焊接工艺和线路的连接工艺是最重要的工艺工序之一，目前对于焊接和线路连接的工艺检测主要还是靠人工在制作工程中或者制作后进行检验，这种方式耗费大量的时间和人力，降低了生产的效率
。
同时，由于人工检测存在人因因素，存在一定的检测误差
。
目前，也有一些利用工装模块来进行检测的方式，但都没有实质性的提高检测的效率和质量
。
[0004]因此，设计一种基于图像的板卡工艺检测方法及装置，通过利用图像数据对板卡的工艺质量进行快速的提取分析，大大提高了工艺检测的效率和准确度，是目前亟待解决的问题
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种基于图像的板卡工艺检测方法，通过利用标准板卡建立起工艺检测内容的标准参考数据，进而为后续进行实时板卡在线检测提供了准确的检测对比参考，同时工艺检测结合板卡的图像特点，从板卡上的元件和线路的位置特征方面进行工艺检测，快速高效的完成对板卡工艺是否合格的判断，一方面充分达到利用简单的特征数据实现对板卡工艺质量点的准确把控，另一方面简化了数据分析的复杂度，提高了工艺检测的效率，进而大大提高板卡的生产效率
。
[0006]本专利技术的目的还在于提供一种基于图像的板卡工艺检测装置，通过标准工艺板卡提供用于进行实时板卡工艺图像数据对比的标准参考数据，并利用图像采集单元对标准板卡的标准对比特征数据进行提取，同时实时获取板卡工艺的实时图像数据，利用工艺检测分析单元来进行实时工艺质量的分析检测
。
三个装置单元线形成紧密的工艺检测系统，为高效且准确的完成板卡工艺检测提供了重要的物质基础
。
[0007]第一方面，本专利技术提供一种基于图像的板卡工艺检测方法，包括获取标准工艺板卡图像数据，并进行基于工艺的板卡元件信息提取，形成工艺元件对比标准信息；获取标准工艺板卡图像数据，并进行基于工艺的板卡电路信息提取，形成工艺电路对比标准信息；获取实时板卡工艺检测图像数据，并根据工艺元件对比标准信息和工艺电路对比标准信息，分别进行板卡元件和板卡电路的合格性分析，形成板卡工艺检测分析结果数据；根据板卡工艺检测分析结果数据，形成板卡工艺检测判断结果
。
[0008]在本专利技术中，该方法通过利用标准板卡建立起工艺检测内容的标准参考数据，进而为后续进行实时板卡在线检测提供了准确的检测对比参考，同时工艺检测结合板卡的图像特点，从板卡上的元件和线路的位置特征方面进行工艺检测，快速高效的完成对板卡工艺是否合格的判断，一方面充分达到利用简单的特征数据实现对板卡工艺质量点的准确把控，另一方面简化了数据分析的复杂度，提高了工艺检测的效率，进而大大提高板卡的生产效率
。
[0009]作为一种可能的实现方式，获取标准工艺板卡图像数据，并进行基于工艺的板卡元件信息提取，形成工艺元件对比标准信息，包括：获取标准工艺板卡图像，并进行灰度处理，形成标准工艺板卡灰度图像；在标准工艺板卡灰度图像上建立将板卡图像信息处于第一象限的参考坐标系；在参考坐标系下，获取元件位置信息，形成板卡元件标准位置信息；在参考坐标系下，获取焊点位置信息，形成板卡焊点标准位置信息；在参考坐标系下，获取元件焊点质量信息，形成板卡焊点标准质量信息；结合板卡元件标准位置信息
、
板卡焊点标准位置信息以及板卡焊点标准质量信息，形成工艺元件对比标准信息
。
[0010]在本专利技术中，工艺元件对比标准信息的提取，主要是获取到板卡上进行焊接的元件的位置信息
、
每个元件对应的焊点位置信息以及焊点的焊接质量信息
。
元件位置信息决定了元件的位置知否处于板卡上预设的安装位置上，元件位置的正确性决定了后期进行引脚焊接的质量以及与电路连接的质量
。
焊点位置信息决定元件引脚的焊点位置是否处于板卡的预设焊接位置上，焊点的正确性能够充分的保证焊接的质量以及焊接的可靠性
。
焊接的质量信息决定了焊点是否满足预设的焊接要求，避免焊点出现虚焊
、
脱焊等焊接缺陷而造成后期板卡的功能和质量存在缺陷的情况
。
[0011]作为一种可能的实现方式，在参考坐标系下，获取元件位置信息，形成板卡元件标准位置信息，包括：根据标准工艺板卡灰度图像上标记的元件点位，确定元件在参考坐标系下的元件标记点坐标；设定元件灰度阶跃阈值，以元件标记点坐标的灰度值为基准，向四周扩展，依次获取相邻的像素灰度值之差，并进行以下判断：若相邻的像素灰度值之差未超过元件灰度阶跃阈值，则继续向周围扩展获取相邻的像素灰度值之差；若相邻的像素灰度值之差超过元件灰度阶跃阈值，则将相邻的像素中离元件标记点最近的像素确定为元件边界像素；获取所有元件边界像素，根据所有元件边界像素的坐标信息，并根据坐标信息建立对应元件的元件边界函数，其中，
n
表示板卡上元件的编号
。
[0012]在本专利技术中，对板卡元件位置信息的提取这里采用基于图像灰度数据表征的方式
。
利用灰度数据在预设的阶跃阈值下进行范围判断，这里首先利用了标准板卡上对元件位置的标记信息，能够快速的进行元件的初步位置锁定，大大降低了基于图像数据进行位置检索的工作量
。
对于元件灰度阶跃阈值来说，其根据不同的元件类型以及位置来进行调整设定，以保证通过孕检灰度阶跃阈值能够准确的确定每个对应的元件位置信息，获取到的元件边界函数即划定了元件的位置区域，也确定了元件的站位大小信息，充分获取到了用于元件工艺位置检验的对比标准数据
。
[0013]作为一种可能的实现方式，在参考坐标系下，获取焊点位置信息，形成板卡焊点标准位置信息，包括：根据标准工艺板卡灰度图像上标记的焊点点位，确定元件焊点在参考坐标系下的焊点标记点坐标；设定焊点边界灰度变化阈值，确定每个元件点位到对应焊点点位的方向，并标定为初始边界获取方向；对元件对应的每个焊点进行以下焊点边界坐标的
分析提取：在初始边界获取方向上，从元件边界函数所确定的坐标点开始，沿元件点位到对应焊点的焊点点位方向依次获取相邻像素的灰度值之差：若灰度值之差不超过焊点边界灰度变化阈值，则继续在初始边界获取方向上获取相邻像素的灰度值之差进行对比；若灰度值之差超过焊点边界灰度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于图像的板卡工艺检测方法，其特征在于，包括：获取标准工艺板卡图像数据，并进行基于工艺的板卡元件信息提取，形成工艺元件对比标准信息；获取所述标准工艺板卡图像数据，并进行基于工艺的板卡电路信息提取，形成工艺电路对比标准信息；获取实时板卡工艺检测图像数据，并根据所述工艺元件对比标准信息和所述工艺电路对比标准信息，分别进行板卡元件和板卡电路的合格性分析，形成板卡工艺检测分析结果数据；根据所述板卡工艺检测分析结果数据，形成板卡工艺检测判断结果
。2.
根据权利要求1所述的一种基于图像的板卡工艺检测方法，其特征在于，所述获取标准工艺板卡图像数据，并进行基于工艺的板卡元件信息提取，形成工艺元件对比标准信息，包括：获取所述标准工艺板卡图像，并进行灰度处理，形成标准工艺板卡灰度图像；在所述标准工艺板卡灰度图像上建立将板卡图像信息处于第一象限的参考坐标系；在所述参考坐标系下，获取元件位置信息，形成板卡元件标准位置信息；在所述参考坐标系下，获取焊点位置信息，形成板卡焊点标准位置信息；在所述参考坐标系下，获取元件焊点质量信息，形成板卡焊点标准质量信息；结合所述板卡元件标准位置信息
、
板卡焊点标准位置信息以及所述板卡焊点标准质量信息，形成所述工艺元件对比标准信息
。3.
根据权利要求2所述的一种基于图像的板卡工艺检测方法，其特征在于，所述在所述参考坐标系下，获取元件位置信息，形成板卡元件标准位置信息，包括：根据所述标准工艺板卡灰度图像上标记的元件点位，确定元件在所述参考坐标系下的元件标记点坐标；设定元件灰度阶跃阈值，以所述元件标记点坐标的灰度值为基准，向四周扩展，依次获取相邻的像素灰度值之差，并进行以下判断：若相邻的像素灰度值之差未超过所述元件灰度阶跃阈值，则继续向周围扩展获取相邻的像素灰度值之差；若相邻的像素灰度值之差超过所述元件灰度阶跃阈值，则将相邻的像素中离所述元件标记点最近的像素确定为元件边界像素；获取所有所述元件边界像素，根据所有所述元件边界像素的坐标信息，并根据坐标信息建立对应元件的元件边界函数，其中，
n
表示板卡上元件的编号
。4.
根据权利要求3所述的一种基于图像的板卡工艺检测方法，其特征在于，所述在所述参考坐标系下，获取焊点位置信息，形成板卡焊点标准位置信息，包括：根据所述标准工艺板卡灰度图像上标记的焊点点位，确定元件焊点在所述参考坐标系下的焊点标记点坐标；设定焊点边界灰度变化阈值，确定每个元件点位到对应焊点点位的方向，并标定为初始边界获取方向；对元件对应的每个焊点进行以下焊点边界坐标的分析提取：
在所述初始边界获取方向上，从元件边界函数所确定的坐标点开始，沿所述元件点位到对应焊点的所述焊点点位方向依次获取相邻像素的灰度值之差：若灰度值之差不超过所述焊点边界灰度变化阈值，则继续在所述初始边界获取方向上获取相邻像素的灰度值之差进行对比；若灰度值之差超过所述焊点边界灰度变化阈值，则将对应的相邻像素中靠近所述焊点点位的像素确定为初始焊点边界像素；以所述初始焊点边界像素为起始像素，以与垂直所述初始边界获取方向的方向为初始搜索方向，依次获取新的像素进行相邻像素的灰度值之差的对比：若灰度值之差不超过所述焊点边界灰度变化阈值，则调整搜索方向继续获取新的像素进行相邻像素的灰度值之差的对比；若灰度值之差超过所述焊点边界灰度变化阈值，则标定相邻的像素中在前获取的像素为焊点边界像素，并继续沿搜索方向继续获取新的像素进行相邻像素的灰度值之差的对比；获取所述初始焊点边界像素和所有所述焊点边界像素的坐标信息，并根据坐标信息建立元件对应的每个焊点的焊点边界函数，其中，
i
表示编号为
n
的元件对应的焊点的编号
。5.
根据权利要求4所述的一种基于图像的板卡工艺检测方法，其特征在于，所述在所述参考坐标系下，获取元件焊点质量信息，形成板卡焊点标准质量信息，包括：设定质量评定角度步长
α
，以每个焊点的焊点标记点坐标为基础点，以所述参考坐标系的第一坐标轴为角度起始轴，根据所述质量评定角度步长
α
确定绕所述焊点标记点坐标的分角线；在所述焊点边界函数所划定的范围内，获取每条所述分角线上的平均灰度变化值，其中，
k
表示编号为
n
的元件对应的编号为
i
的焊点上编号为
k
的所述分角线对应的平...

【专利技术属性】
技术研发人员：符士华，陈卫强，孙晓蓉，
申请(专利权)人：威海天拓合创电子工程有限公司，
类型：发明
国别省市：