一种基于双目视觉技术的电路板焊点检测系统及检测方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于双目视觉技术的电路板焊点检测系统，其利用重构的三维点云模型，按不同的高程分层提取，成功地将焊点的直接定位转换为通过阴影边缘间接定位焊点的中心点，有效提高了电路板的重构精度和效率；相对于自动光学检测系统，本发明专利技术具有不易受外界环境的影响、广泛的适用范围、不需要直接接触待测电路板、1毫米以内的精度、极高的检测效率等诸多优点；用机器视觉代替了人工目检，有效满足了电路板组装流水线对快速检测焊点、及时反馈元件焊装质量的需求，解决了人工检测效率慢、成本高的问题，大幅提高检测精度和检测效率的同时，促进了高精度的设备制造向自动化方向发展。

【技术实现步骤摘要】
一种基于双目视觉技术的电路板焊点检测系统及检测方法
本专利技术涉及电路板焊接质量检测
，具体涉及一种基于双目视觉技术的电路板焊点检测系统及检测方法。
技术介绍
在第三次科技革命之后，微电子技术取得了极其迅速的发展。为了满足人民对美好生活的需求，各种各样的功能强大的数码产品、家用电器在人们的生活中也越来越常见。而这些产品大多都有一个共同的特点：都有电路板。随着电子产品的功能变得越来越强大，电路的集成度也越来越高，需要组装的元件也越来越多、越来越精密，因此，电路板上的焊点也变得更加复杂和精细。传统的电路板焊点检测都是人工完成的，但人工检测效率低、成本高，无法满足当今的生产需求。因此，需要研发一套全新的、自动化的、高精度的电路板焊点检测系统，用以提高电路板焊点的检测精度和检测速率，并降低其检测成本。
技术实现思路
针对上述技术中存在的不足之处，本专利技术提供了一种基于双目视觉技术的电路板焊点检测系统及检测方法。本专利技术解决其技术问题所采用的一技术方案是：一种基于双目视觉技术的电路板焊点检测系统，包括：结构光投射与采集模块，其包括位于待检测电路板上方的投影仪以及位于投影仪两侧的摄影机A和摄影机B，其中，所述投影仪将编码图案投射到待检测电路板上面，校正而耦合在一起所述摄影机A和所述摄影机B采集待检测电路板上面反射出来的光，并将采集到的信息输出到计算机软件系统进行解码；三维重构模块，其与上述结构光投射与采集模块通信连接以获得所述摄影机A和所述摄影机B输出的解码信息，并通过三角测量的原理，在三维空间重新构建电路板的三维点云模型；焊点检测模块，其与所述三维重构模块通信连接，利用所述三维点云模型，计算出焊点的面积、中心坐标信息，根据精度要求在所述计算机软件中标出有问题的焊点并进行输出及反馈；以及电路板生产线，所述电路板生产线与所述焊点检测模块通信连接以获得所述反馈，并根据所述反馈进行适应性调整。优选的，所述结构光投射与采集模块构成电路板焊点信息硬件采集系统。优选的，所述电路板焊点信息硬件采集系统的功能是利用校正过的耦合在一起的所述摄影机A和所述摄影机B采集待检测电路板上反射的结构光和相移图像。优选的，所述三维重构模块和所述焊点检测模块构成计算机软件分析处理系统。优选的，所述计算机软件分析处理系统的功能是对采集的信息进行分析、处理、匹配，输出焊点检测结果。优选的，所述摄影机A和所述摄影机B结构相同，其对称设置在所述投影仪的两侧。本专利技术解决其技术问题所采用的另一技术方案是：一种基于双目视觉技术的电路板焊点检测方法，包括以下步骤：步骤一，校正摄影机A和摄影机B的空间位置；步骤二，投影仪投射编码图像，即投影仪按时间顺序依次投影Gray编码图像和相移编码图像到待检测电路板上面，为视觉检测提供光源；步骤三，基于双目视觉原理，利用两部经张正有标定法标定后的摄影机A和摄影机B采集待检测电路板上面的反射光并输出至计算机软件系统进行解码；步骤四，结构光解码前的预处理，利用中值滤波法滤除图像中的噪声，利用归一化处理方法去除不同光照带来的误差，确定图像分割阈值并对现有图像进行阈值处理，利用“与”逻辑运算淡化阴影边缘；步骤五，Gray码解码，以图像边缘点为采样点，通过对各个采样点的二进制码值计算进行Gray码解码；步骤六，相移码解码，将相位主值和周期次数进行叠加，获得每个采样点的绝对相位；步骤七，周期较正，通过调节Gray码来消除相位周期码和Gray码之间的周期错位，实现周期校正；步骤八，三维重构，基于三角测量原理，在三维空间重新构建电路板的三维点云模型；步骤九，分层提取，利用三维点云模型具有高差的优势，将不同焊点经行分层提取得出焊点面积和中心点坐标；步骤十，模板匹配，按照实际的精度需求设置容差值，并在CloudCompare软件中进行模板匹配，标记出不满足精度要求的焊点并输出反馈。本专利技术与现有技术相比，其有益效果是：本专利技术的基于双目视觉技术的电路板焊点检测系统基于Gray码与相移结合的编码结构光，能够对焊接组装后的电路板进行自动化的高精度检测，提高印刷电路板的焊点检测精度。本专利技术利用重构的三维点云模型，按不同的高程分层提取，成功的将焊点的直接定位转换为通过阴影边缘间接定位焊点的中心点，有效提高了电路板的重构精度和效率；相对于自动光学检测系统（AOI），本专利技术具有不易受外界环境的影响、广泛的适用范围、不需要直接接触待测电路板、1毫米以内的精度、极高的检测效率等诸多优点；用机器视觉代替了人工目检，有效满足了电路板组装流水线对快速检测焊点、及时反馈元件焊装质量的需求，解决了人工检测效率慢、成本高的问题，大幅提高检测精度和检测效率的同时，促进了高精度的设备制造向自动化方向发展。附图说明图1为本专利技术中结构光投射与采集模块的结构图；图2为本专利技术中焊点检测系统的结构图；图3为本专利技术中焊点检测系统的工作流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。如图1—图3所示，本专利技术提供了一种基于双目视觉技术的电路板焊点检测系统，包括：结构光投射与采集模块，包括位于待检测电路板上方的投影仪以及位于投影仪两侧的摄影机A和摄影机B，其中，所述投影仪将编码图案投射到待检测电路板上面，校正而耦合在一起所述摄影机A和所述摄影机B采集待检测电路板上面反射出来的光，并将结构光投射与采集模块，采集到的信息输出到计算机软件系统进行解码；三维重构模块，所述三维重构模块与结构光投射与采集模块通信连接以获得所述摄影机A和所述摄影机B输出的解码信息，并根据三角测量的原理，在三维空间重新构建电路板的三维点云模型；焊点检测模块，所述焊点检测模块与所述三维重构模块通信连接，利用所述三维点云模型，计算出焊点的面积、中心坐标信息，根据精度要求在所述计算机软件中标出有问题的焊点并进行输出及反馈；以及电路板生产线，所述电路板生产线与所述焊点检测模块通信连接以获得所述反馈，并根据所述反馈进行适应性调整。作为本专利技术一实施例，所述摄影机A和所述摄影机B结构相同，其对称设置在所述投影仪的两侧。作为本专利技术一实施例，本专利技术主要包括电路板焊点信息硬件采集系统和计算机软件分析处理系统；其中，硬件采集系统为结构光投射与采集模块，其主要功能是：利用校正过的耦合在一起的所述摄影机A和所述摄影机B采集待检测电路板上反射的结构光和相移图像；计算机软件系统为三维重构模块和焊点检测模块，其主要功能为：对采集的信息进行分析、处理、匹配，输出焊点检测结果。作为本专利技术一实施例，本专利技术还提供了一种基于双目视觉技术的电路板焊点检测方法，包括以下步骤：步骤一，校正摄影机A和摄影机B的空间位置；步骤二，投影仪投射编码图像，即投影仪按时间顺序依次投影Gray编码图像本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于双目视觉技术的电路板焊点检测系统，其特征在于，包括：/n结构光投射与采集模块，其包括位于待检测电路板上方的投影仪以及位于投影仪两侧的摄影机A和摄影机B，其中，所述投影仪将编码图案投射到待检测电路板上面，校正而耦合在一起所述摄影机A和所述摄影机B采集待检测电路板上面反射出来的光，并将采集到的信息输出到计算机软件系统进行解码；/n三维重构模块，其与上述结构光投射与采集模块通信连接，以获得所述摄影机A和所述摄影机B输出的解码信息，并根据三角测量的原理，在三维空间重新构建电路板的三维点云模型；/n焊点检测模块，其与所述三维重构模块通信连接，利用所述三维点云模型，计算出焊点的面积、中心坐标信息，根据精度要求在所述计算机软件中标出有问题的焊点并进行输出及反馈；以及/n电路板生产线，所述电路板生产线与所述焊点检测模块通信连接以获得所述反馈，并根据所述反馈进行适应性调整。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于双目视觉技术的电路板焊点检测系统，其特征在于，包括：
结构光投射与采集模块，其包括位于待检测电路板上方的投影仪以及位于投影仪两侧的摄影机A和摄影机B，其中，所述投影仪将编码图案投射到待检测电路板上面，校正而耦合在一起所述摄影机A和所述摄影机B采集待检测电路板上面反射出来的光，并将采集到的信息输出到计算机软件系统进行解码；
三维重构模块，其与上述结构光投射与采集模块通信连接，以获得所述摄影机A和所述摄影机B输出的解码信息，并根据三角测量的原理，在三维空间重新构建电路板的三维点云模型；
焊点检测模块，其与所述三维重构模块通信连接，利用所述三维点云模型，计算出焊点的面积、中心坐标信息，根据精度要求在所述计算机软件中标出有问题的焊点并进行输出及反馈；以及
电路板生产线，所述电路板生产线与所述焊点检测模块通信连接以获得所述反馈，并根据所述反馈进行适应性调整。


2.如权利要求1所述的基于双目视觉技术的电路板焊点检测系统，其特征在于，所述结构光投射与采集模块构成电路板焊点信息硬件采集系统。


3.如权利要求2所述的基于双目视觉技术的电路板焊点检测系统，其特征在于，所述电路板焊点信息硬件采集系统的功能是利用校正过的耦合在一起的所述摄影机A和所述摄影机B采集待检测电路板上反射的结构光和相移图像。


4.如权利要求1所述的基于双目视觉技术的电路板焊点检测系统，其特征在于，所述三维重构模块和所述焊点检测模块构成计算机软件分析处理系统。


5.如权利要求4所述的基于双目视觉技术的电路板焊点检测系统，其特征在于，所述计算机软件分析处理系统的功能是对采集的信息...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴斌，赵岩，孙丰，
申请(专利权)人：苏州赛腾精密电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32