一种基于增强现实技术的印制电路板信息指示方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种基于增强现实技术的印制电路板信息指示方法及装置，该方法步骤包括：1)采集目标印制电路板的实景图像；2)获取目标印制电路板的理论设计模型，计算理论设计模型与实景图像之间的图像映射关系；3)获取目标印制电路板上指定部件的理论设计坐标位置，计算指定部件在实景图像中的图像坐标位置；4)将指定部件对应的指示信息投影显示至投影位置处，投影位置为目标印制电路板上与指定部件的图像坐标位置所对应的位置；该装置包括对应的图像采集模块、图像映射关系计算模块、图像位置计算模块以及指示信息显示模块。本发明专利技术具有实现方法简单、能够将印制电路板的信息直接显示在对应位置上，便于部件的快速查找及辨识等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电路板
，尤其涉及一种基于增强现实技术的印制电路板信息指示方法及装置。
技术介绍
印制电路板(以下简称电路板)是各类电子设备的核心部件，因而随着人类社会科技的发展，电路板数量巨大，而且电路结构日趋复杂，最为具体的表现就是电路板上的元器件数量越来越多，而元器件的体积则越来越小。在电路板的手工装焊阶段、研发调试阶段和发生故障的返修阶段，经常需要工作人员在电路板上反复寻找某个指定元器件、管脚和焊盘等，而目前只能通过工作人员用人眼在电路板实物与电路板设计图纸之间反复查找对应关系，这种费时费力的操作大大降低了电路板的装焊和调试等效率。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本专利技术提供一种实现方法简单、能够将印制电路板的信息直接显示在对应位置，实现部件的快速查找及辨识的基于增强现实技术的印制电路板信息指示方法及装置。为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：一种基于增强现实技术的印制电路板信息指示方法，步骤包括：1)图像采集：采集目标印制电路板的实景图像；2)图像映射关系计算：获取目标印制电路板的理论设计模型，计算所述理论设计模型与所述实景图像之间的图像映射关系；3)图像位置计算：获取目标印制电路板上指定部件的理论设计坐标位置，根据所述图像映射关系计算所述指定部件在所述实景图像中的图像坐标位置；4)指示信息显示：将所述指定部件对应的指示信息投影显示至对应的投影位置处，所述投影位置为所述目标印制电路板上与指定部件的所述图像坐标位置所对应的位置。作为本专利技术方法的进一步改进，所述步骤2)中的具体实施步骤为：2.1)对采集到的实景图像进行图像处理，获取目标印制电路板的平面外轮廓，得到实体外轮廓图形；所述平面外轮廓由四周边缘线段连接构成，且所述四周边缘线段通过角点连接；2.2)获取目标印制电路板的理论设计模型中理论外轮廓图形，分别提取所述理论外轮廓图形、实体外轮廓图形的角点坐标，其中理论外轮廓图形的理论角点坐标分别为(Xi,Yi)，实体外轮廓图形的实体角点坐标为(X’i,Y’i)，其中i＝0、1、2、3；2.3)计算理论设计模型与实景图像之间的映射矩阵Q，使实体角点坐标与理论角点坐标满足(X’i,Y’i)＝(Xi,Yi)Q，得到理论设计模型与实景图像之间的图像映射关系。作为本专利技术方法的进一步改进，所述步骤2.1)中获取目标印制电路板的平面外轮廓的具体实施步骤为：2.11)将采集到的实景图像进行二值化处理，得到二值化处理后图像；2.12)提取所述二值化处理后图像中的四周边缘数据，并从所述四周边缘数据中检测四周边缘线段；2.13)将检测到的所述四周边缘线段连接起来，得到目标印制电路板的平面外轮廓。作为本专利技术方法的进一步改进，所述步骤3)中图像坐标位置的计算公式为：U’(xu’,yu’)＝U(xu,yu)Q其中，U(xu,yu)为指定部件U的理论设计坐标位置，U’(xu’,yu’)为指定部件U在实景图像中的图像坐标位置，Q为理论设计模型与实景图像之间的映射矩阵。作为本专利技术方法的进一步改进：所述步骤4)中投影位置具体按照下式计算得到；U”(xu”,yu”)＝U’(xu’,yu’)P其中，U’(xu’,yu’)为指定部件U在实景图像中的图像坐标位置，U”(xu”,yu”)为投影位置，P为目标印制电路板的实景图像与投影场景空间之间的映射矩阵。作为本专利技术方法的进一步改进，所述步骤1)前还包括预先计算目标印制电路板的实景图像与投影场景空间之间的映射矩阵步骤，具体实施步骤为：1.1)布置安装图像采集装置以及投影装置；1.2)绘制一幅由4条等长直线段组成的方格图像并通过所述投影装置进行投射，得到一副投影图像，所述方格图像的四个原始顶点坐标为(xi,yi)，其中i＝0、1、2、3；1.3)通过所述图像采集装置采集所述投影图像，并获取采集到的图像中的顶点坐标，得到四个投影顶点坐标(x’i,y’i)，其中i＝0、1、2、3；1.4)根据原始顶点坐标(xi,yi)、投影顶点坐标(x’i,y’i)的对应关系计算映射矩阵P’，使(x’i,y’i)＝(xi,yi)P’，并将计算得到的映射矩阵P’作为目标印制电路板的实景图像与投影场景空间之间的映射矩阵。作为本专利技术方法的进一步改进，所述步骤1.3)中获取采集到的图像中的顶点坐标具体采用角点提取算法。一种基于增强现实技术的印制电路板信息指示装置，包括：图像采集模块，用于采集目标印制电路板的实景图像；图像映射关系计算模块，用于获取目标印制电路板的理论设计模型，计算所述理论设计模型与所述实景图像之间的图像映射关系；图像位置计算模块，用于获取目标印制电路板上指定部件的理论设计坐标位置，根据所述图像映射关系计算所述指定部件在所述实景图像中的图像坐标位置；指示信息显示模块，用于将所述指定部件对应的指示信息投影显示至目标印制电路板上对应的投影位置处，所述投影位置为所述目标印制电路板上与所述图像坐标位置对应的位置。作为本专利技术装置的进一步改进：还包括指示指令输入模块，所述指示指令输入模块连接所述图像位置计算模块；所述指示指令输入模块用于接收对指定部件的指定指令，输出至所述图像位置计算模块。作为本专利技术装置的进一步改进：所述指示指令输入模块采用语音采集及识别部件。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：1)本专利技术通过采集印制电路板的实景图像，获取实景图像与理论设计模型之间的映射关系，从而在获取到指定部件的理论设计坐标位置后，根据映射关系可计算得到指定部件在实景图像中的位置，也即是指定部件在真实世界的实际位置，再根据该实际位置投影显示对应的指示信息，能够将印制电路板的信息直接显示在对应位置，从而实现部件的快速查找及辨识，有效提高查找及辨识效率。2)本专利技术进一步通过对实景图像的图像处理获取得到印制电路板的实体外轮廓，由实体外轮廓图像与理论外轮廓图形角点之间的坐标映射关系得到理论设计模型与实景图像之间的映射矩阵，实现方法简单，有效表征了理论设计模型与实景图像之间的关系，同时避免了复杂的图像处理及计算过程。3)本专利技术进一步通过图像坐标位置与投影位置之间的映射关系，将指定部件在实景图像中的图像坐标位置转换映射为对应的投影位置，从而在获取得到指定部件的理论设计坐标后，能够准确的查找指示信息的投影位置，确保指示信息准确的显示在印制电路板的指定部件上。附图说明图1是本实施例基于增强现实技术的印制电路板信息指示方法的实现流程示意图。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于增强现实技术的印制电路板信息指示方法，其特征在于步骤包括：1)图像采集：采集目标印制电路板的实景图像；2)图像映射关系计算：获取目标印制电路板的理论设计模型，计算所述理论设计模型与所述实景图像之间的图像映射关系；3)图像位置计算：获取目标印制电路板上指定部件的理论设计坐标位置，根据所述图像映射关系计算所述指定部件在所述实景图像中的图像坐标位置；4)指示信息显示：将所述指定部件对应的指示信息投影显示至对应的投影位置处，所述投影位置为所述目标印制电路板上与指定部件的所述图像坐标位置所对应的位置。

【技术特征摘要】
1.一种基于增强现实技术的印制电路板信息指示方法，其特征在于步骤包括：
1)图像采集：采集目标印制电路板的实景图像；
2)图像映射关系计算：获取目标印制电路板的理论设计模型，计算所述理论设计模型与
所述实景图像之间的图像映射关系；
3)图像位置计算：获取目标印制电路板上指定部件的理论设计坐标位置，根据所述图像
映射关系计算所述指定部件在所述实景图像中的图像坐标位置；
4)指示信息显示：将所述指定部件对应的指示信息投影显示至对应的投影位置处，所述
投影位置为所述目标印制电路板上与指定部件的所述图像坐标位置所对应的位置。
2.根据权利要求1所述的基于增强现实技术的印制电路板信息指示方法，其特征在于，
所述步骤2)的具体实施步骤为：
2.1)对采集到的实景图像进行图像处理，获取目标印制电路板的平面外轮廓，得到实体
外轮廓图形；所述平面外轮廓由四周边缘线段连接构成，且所述四周边缘线段通过角点连接；
2.2)获取目标印制电路板的理论设计模型中理论外轮廓图形，分别提取所述理论外轮廓
图形、实体外轮廓图形的角点坐标，其中理论外轮廓图形的理论角点坐标分别为(Xi,Yi)，实
体外轮廓图形的实体角点坐标为(X’i,Y’i)，其中i＝0、1、2、3；
2.3)计算理论设计模型与实景图像之间的映射矩阵Q，使实体角点坐标与理论角点坐标
满足(X’i,Y’i)＝(Xi,Yi)Q，得到理论设计模型与实景图像之间的图像映射关系。
3.根据权利要求2所述的基于增强现实技术的印制电路板信息指示方法，其特征在于，
所述步骤2.1)中获取目标印制电路板的平面外轮廓的具体实施步骤为：
2.11)将采集到的实景图像进行二值化处理，得到二值化处理后图像；
2.12)提取所述二值化处理后图像中的四周边缘数据，并从所述四周边缘数据中检测四
周边缘线段；
2.13)将检测到的所述四周边缘线段连接起来，得到目标印制电路板的平面外轮廓。
4.根据权利要求1或2或3所述的基于增强现实技术的印制电路板信息指示方法，其特
征在于，所述步骤3)中指定部件在所述实景图像中的图像坐标位置的计算公式为：
U’(xu’,yu’)＝U(xu,yu)Q
其中，U(xu,yu)为指定部件U的理论设计坐标位置，U’(xu’,yu’)为指定部件U在实景图
像中的图像坐标位置，Q为理论设计模型与实景图像之间的映射矩阵。
5.根据权利要求4所述的基于增强现实技术的印制电路板信息指示方法，其特征在于，
所述步骤4)中投影位置具体按...

【专利技术属性】
技术研发人员：扈啸，陈跃跃，郭阳，刘仲，粟毅，黄俊杰，高凤茹，卢灵敏，刘秋香，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科学技术大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43