一种基于边缘拟合的片式电子元件位置误差视觉检测方法

摘要

本发明公开了一种贴片机视觉系统中基于边缘拟合的片式电子元件位置误差视觉检测方法，采用边界跟踪得到整个图像的边界轮廓点集，生成图像的边缘点链结构；用轮廓重心法初步计算片式电子元件图像中心，用距离中心最近点法粗略计算转角，构造图像中心的互相垂直的两条直线，这两条直线将图像轮廓划分为包含角点的四个区域，在每个区域里分别根据点到中心的距离获得四个角点并形成四条直线边，利用四条直线边对边缘分割提取对应的边缘点集；对各边缘点集采用边缘点集矩形最小二乘法进行边缘拟合得到边缘的拟合矩形，计算出该拟合矩形的中心坐标和相对水平方向的转角；本发明可对片式贴装元件的中心位置和转角进行精确检测且计算速度快。

主权项

1.一种基于边缘拟合的片式电子元件位置误差视觉检测方法，其特征是包括如下步骤：1)采用通用照相机获取片式电子元件灰度图像后进行阈值分割、二值化预处理，对二值化处理后的图像同时进行边缘检测、轮廓提取，采用边界跟踪得到整个图像的边界轮廓点集，生成图像的边缘点链结构；2)根据边缘点链结构，用轮廓重心法初步计算片式电子元件图像中心，用距离中心最近点法粗略计算转角；轮廓重心法为：(x_c，y_c)为轮廓的中心坐标，(x_i，y_i)为边缘点坐标，n为边界轮廓点的个数；距离中心最近点法为：计算并获得轮廓点集Ω中距离图像中心O(x_c，y_c)最近的点以及该点与图像中心O(x_c，y_c)的连线的第一斜率k，并根据第一斜率k值粗略计算元件的转角θ；3)构造图像中心的互相垂直的两条直线，这两条直线将图像轮廓划分为包含角点的四个区域，在每个区域里分别根据点到中心的距离获得四个角点，根据四个角点形成四条直线边，利用四条直线边对边缘分割提取对应于每条直线边的边缘点集；4)先对各边缘点集采用边缘点集矩形最小二乘法进行边缘拟合，设图形边缘的拟合函数为：y＝kx+b₁，y＝kx+b₂，其中k分别为矩形一条所述直线边的第二斜率，b_i为矩形各边的直线的截距，i＝1，2，3，4；再分别对各边缘点集与图形边缘拟合函数的偏差平方和求偏导数，并令其等于零；最后求得第二斜率k和每条边对应的截距b₁，b₂，b₃，b₄，得到片式电子元件边缘的拟合矩形，根据拟合获得的片式电子元件边缘拟合矩形的四条直线边方程，得到四个角点坐标(x′_i，y′_i)；按以下公式计算出该矩形的中心坐标(x′_c，y′_c)和相对水平方向的转角θ′即为片式电子元件精确的中心坐标和转角：$x_c^{\prime }=\frac{\underset{i=1}{\overset{4}{\Sigma }}{x^{\prime }}_i}{4},$$y_c^{\prime }=\frac{\underset{i=1}{\overset{4}{\Sigma }}{y^{\prime }}_i}{4},$θ′＝atan(k)，θ′∈[0，π)。