一种自动光学检测方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种自动光学检测方法，特别适用于需要多次局部图像采集组合分析检测的情况，包括以下步骤：（ａ）采集待检测物上的标记点并根据所述标记点及标记点模板计算整体坐标体系；（ｂ）参照整体坐标体系采集检测图像，该检测图像为包括冗余区及待检测区的图像；（ｃ）计算局部坐标体系；（ｄ）使用局部坐标体系对照相应的标准模板对待检测区进行分析检测。本发明专利技术还提供一种对应的系统。本发明专利技术通过增大采集的图像（增加了冗余区），在现有的整体坐标计算的基础上增加了待检测区的二次局部坐标计算，从而避免了图像采集过程中机械运动的影响，增加了检测的准确性，并增加了机械运动允许的误差范围，使得机械精度可降低到原来的１／５或更低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及自动光学检测，特别涉及一种弥补电路板检测中机械精度不足 的自动光学检测方法及系统。
技术介绍
自动光学检测AOI (Auto-Optical-Inspection)系统，即用光学手段获取被测 物影像数据(一般通过摄像装置获得检测物的图像并数字化)，然后以特定方法 与预先建立的模板进行比较、分析、检验和判断。在具体实现时，现有的自动光学检测系统通过以下方式实现比较首先抓 取整个电路板的图像并通过电路板上的两个标记点(Mark)进行图像分析，然 后根据上述分析结果重新计算电路板的坐标体系，然后根据新的坐标体系移动 到每一个预定位置抓取图像后对对所述图像直接进行分析。在这种情况下要求 机械运动的重复精度必须高于所要的测量精度。随着电子产品的小型化和复杂化，自动光学检测已经越来越显示出它的不 可替代性。但同时也对检测系统的精度提出了越来越高的要求。由于在检测中 自动光学检测系统的XY平台要带动图像系统和电路板相互之间移动成百上千 次，因此检测系统的机械运动的定位精度显得尤其重要。如前所述，类似手机和笔记本电脑这样小型而复杂的产品，图像的分辨率 必须在10微米以下，机械运动的重复精度必须小于这个数字，而对于在装配中 的机械精度要求就更要小于这个数字。事实上，机械设备要达到这样的要求是 非常艰难的，而且成本也很高。另外，在使用过程中由于不断的磨损会造成检 测系统的精度急剧下降，故障率会提高，测试的重复性越来越差，很快机器就会报废。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对上述自动光学检测系统中机械精度要 求较高的问题，提供一种可弥补电路板检测中机械精度不足的自动光学检测方 法及系统。本专利技术解决上述技术问题的技术方案包括以下步骤(a) 采集待检测物上的标记点并根据所述标记点及标记点模板计算整体坐标体系；(b) 参照所述整体坐标体系将待检测物和/或图像采集单元移动到预定位 置并采集检测图像，所述检测图像为包括冗余区及待检测区的图像；(c) 在待检测区对应的标准模板上确定一个或一个以上的特征区作为子模 板，并在所述检测图像中分析査找所述子模板所对应的区域并把该区域作为参 照区，然后根据所述参照区计算局部坐标体系；(d) 使用所述局部坐标体系对照相应的标准模板对所述待检测区进行分析检测。在本专利技术所述的自动光学检测方法中，所述检测图像中参照区位于待检测 区中。在本专利技术所述的自动光学检测方法中，所述检测图像中待检测区占据所述 检测图像面积的50%-98%，冗余区占据所述检测图像面积的2%-50%。在本专利技术所述的自动光学检测方法中，所述子模板和参照区为任意平面形状。在本专利技术所述的自动光学检测方法中，还包括建立标记点模板和待检测图 像对应的标准模板，其中所述的标准模板包括有一个或一个以上的子模板。 本专利技术还提供一种自动光学检测系统，包括存储单元，用于存储标记点模板和待检测图像对应的标准模板，其中所述 的标准模板包括有一个或一个以上的子模板；图像采集装置，用于采集图像；机械运动装置，用于移动待检测物和/或图像采集装置；第一计算单元，用于根据图像采集单元采集的待检测物上的标记点及存储单元中的标记点模板计算整体坐标体系；控制单元，用于控制图像采集单元采集待检测物上的标记点以及用于参照 所述整体坐标体系使机械运动装置将待检测物和/或图像采集装置移动到预定 位置后使图像采集装置采集检测图像，所述检测图像为包括冗余区及待检测区 的图像；第二计算单元，用于在所述检测图像中分析査找与标准模板中的子模板所 对应的区域并把该区域作为参照区，然后根据所述参照区计算局部坐标体系；检测分析单元，用于使用所述局部坐标体系参照检测图像的标准模板对所 述检测图像中的待检测区进行检测分析。在本专利技术所述的自动光学检测系统中，所述检测图像中参照区位于待检测 区中。在本专利技术所述的自动光学检测系统中，所述检测图像中待检测区占据所述 检测图像面积的50%-98%，冗余区占据所述检测图像面积的2%-50%。在本专利技术所述的自动光学检测系统中，所述子模板和参照区为任意平面形状。在本专利技术所述的自动光学检测系统中，还包括模板创建单元，用于建立标 记点模板和待检测图像对应的标准模板，其中所述的标准模板包括有一个或一 个以上的子模板并将所述模板存储到存储单元。本专利技术通过增大采集的图像(即增加了冗余区)，并在现有的整体坐标计算 的基础上增加了待检测区的二次局部坐标计算，从而避免了图像采集过程中机 械运动的影响，增加了检测的准确性。本专利技术增加了机械运动允许的误差范围， 使得机械精度可降低到原来的1/5或更低。本专利技术的自动光学检测方法及系统，通过二次定位，使得机械精度可降低 到原来的1/5或更低。此外，本专利技术不仅降低了对机械部件的要求，而且机械部件的成本也同时降低，简化了装配和调试过程。本专利技术的自动光学检测系统的 检测成功率高，整个系统的制造成本可以是原来的一半或以下。在系统使用过 程中，由于不用担心磨损造成精度不够，可靠性和使用寿命会大大提高，同时 由于机械磨损所造成的故障率会极大地下降。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中图1是本专利技术自动光学检测系统采集的检测图像的示意图；图2是所述检测图像对应的标准模板的示意图；图3是本专利技术自动光学检测系统实施例的结构示意图；图4是本专利技术自动光学检测方法实施例的流程示意图；图5是本专利技术自动光学检测系统中机械运动装置的结构示意图。具体实施方式本专利技术的自动光学检测方法及系统，在对待检测区的图像进行分析前，先 对该图像做二次定位分析，从而降低了机械运动造成的偏差，提高了分析精度 及准确率。如图3所示，是本专利技术自动光学检测系统实施例的示意图。在本实施例中， 系统包括机械运动单元31、图像采集单元32、第一计算单元33、第二计算单元 34、控制单元35、检测分析单元36以及存储单元37，其中控制单元35用于控 制机械运动单元31的机械运动及图像采集单元32的图像采集过程。在本专利技术 的系统中还可包括现有装置中的其他结构，例如设备底座、照射到待检测物的 光源等。存储单元37用于存储模板，例如特定待检测物上用于标记位置的标记点模 板或待检测物上特定区域的检测图像的标准模板(如图2所示)。在本实施例中， 检测图像的标准模板上除了包括待检测区的标准图像21外，还包括有用于定位的一个或多个子模板22(图2中仅示出两个)。通常参照区越多，检测精度越大，但相应的计算量也越大。上述子模板22 —般为为标准模板上特征明显的部分，例如电路板基板上的空白区域等。在该存储单元37中，检测图像的标准模板的数量与需检测的区域的数量相同，例如可以是一个、二个或更多。图像采集装置32用于采集图像，即采集位于该图像采集装置32前方物体的图像。在本实施例中，图像采集装置32为CCD或者具有类似图像感应功能的摄像头等。该图像采集装置32可通过变焦方式实现不同范围物体的采集。机械运动装置31用于移动待检测物和/或图像采集装置31。如图5所示，在本实施例中，机械运动装置31包括分别由电机驱动的纵向导轨51和横向导轨52，其中横向导轨52位于纵向导轨51的上方并与纵向导轨51垂直，待检测物(例如电路板)固定在纵向导轨51上，图像采集装置32固定在横向导轨5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动光学检测方法，其特征在于，包括以下步骤：　（ａ）采集待检测物上的标记点并根据所述标记点及标记点模板计算整体坐标体系；　（ｂ）参照所述整体坐标体系将待检测物和／或图像采集单元移动到预定位置并采集检测图像，所述检测图像为包括 冗余区及待检测区的图像；　（ｃ）在待检测区对应的标准模板上确定一个或一个以上的特征区作为子模板，并在采集的检测图像中分析查找所述子模板所对应的区域并把该区域作为参照区，然后根据所述参照区计算局部坐标体系；　（ｄ）使用所述局部坐标 体系对照相应的标准模板对所述待检测区进行分析检测。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王占良，
申请(专利权)人：深圳市美威数控技术有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]