專利名稱：基于機(jī)器視覺的基準(zhǔn)點(diǎn)定位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明應(yīng)用于表面貼裝設(shè)備俗稱貼片機(jī)上基準(zhǔn)點(diǎn)定位的視覺方法，屬于圖像處理領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
電 子技術(shù)的快速發(fā)展，使得大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路被廣泛應(yīng)用，也促使電子元器件的體積越來越小、厚度越來越薄和存儲(chǔ)制格式化，同時(shí)也帶動(dòng)電子裝聯(lián)技術(shù)的快速發(fā)展。于是表面貼裝技術(shù)(Surface Mount Technology, SMT)應(yīng)運(yùn)而生。表面貼裝技術(shù)的一個(gè)重要工藝就是表面組裝工藝，包括如何涂敷焊膏、如何精確確定元件拾取和貼裝位置、如何快速準(zhǔn)確放置元器件、如何將元器件焊接在一定位置等；為實(shí)現(xiàn)貼片機(jī)的精確定位國內(nèi)外實(shí)現(xiàn)方法包括激光、光電、機(jī)械等途徑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決表面貼裝設(shè)備基準(zhǔn)點(diǎn)定位精度差、成本高的問題，從而提供一種基于機(jī)器視覺的基準(zhǔn)點(diǎn)定位方法?；跈C(jī)器視覺的基準(zhǔn)點(diǎn)定位方法，包括如下步驟:步驟一:調(diào)整視覺獲取裝置獲取基準(zhǔn)點(diǎn)區(qū)域圖像；步驟二:對(duì)步驟一中獲得的基準(zhǔn)點(diǎn)區(qū)域圖像進(jìn)行預(yù)處理，設(shè)定閾值建立所述基準(zhǔn)點(diǎn)區(qū)域圖像的二值圖像；步驟三:對(duì)步驟二所述二值圖像進(jìn)行連通域標(biāo)記，找出最大連通區(qū)域作為基準(zhǔn)點(diǎn)的目標(biāo)區(qū)域；步驟四:對(duì)步驟三中所述目標(biāo)區(qū)域?qū)?yīng)的原始圖像中進(jìn)行Canny邊緣檢測，初步確定粗邊緣點(diǎn)；步驟五:將步驟四獲得的粗邊緣點(diǎn)進(jìn)行霍夫變換處理，并找到圖像中最優(yōu)存在的圓形；步驟六:用步驟五所述的最優(yōu)存在的圓形的半徑和圓心處理步驟三獲得的邊緣點(diǎn)，計(jì)算各邊緣點(diǎn)與圓心的距離，當(dāng)所述距離與半徑差值超過三個(gè)像素值即排除該邊緣
占.
步驟七:對(duì)步驟六排除的邊緣點(diǎn)進(jìn)行亞像素邊緣定位，獲得這些邊緣點(diǎn)的亞像素級(jí)位置；步驟八:將步驟七獲得亞像素級(jí)位置的邊緣點(diǎn)進(jìn)行圓形最小二乘擬合獲得基準(zhǔn)點(diǎn)的精確圓心和半徑并發(fā)送給控制系統(tǒng)。所述步驟三:對(duì)步驟二所述二值圖像進(jìn)行連通域標(biāo)記，找出最大連通區(qū)域作為基準(zhǔn)點(diǎn)的目標(biāo)區(qū)域的過程為:步驟3-1:對(duì)所述二值圖像進(jìn)行光柵掃描與標(biāo)記，對(duì)屬于同一連通域的標(biāo)號(hào)作為等價(jià)對(duì)，在掃描中標(biāo)記出所有等價(jià)對(duì)；
步驟3-2:對(duì)步驟3-1處理后的二值圖像再次進(jìn)行掃描，依次找到未被標(biāo)記的點(diǎn)，將所述未標(biāo)記的點(diǎn)作為基點(diǎn)并在該點(diǎn)的領(lǐng)域內(nèi)傳播標(biāo)號(hào)，在所述領(lǐng)域內(nèi)定義新的基點(diǎn)并在新的基點(diǎn)的鄰域內(nèi)傳播標(biāo)號(hào)，直至所述未標(biāo)記的點(diǎn)所屬的連通區(qū)域中的點(diǎn)均被賦予相同標(biāo)號(hào);步驟3-3:通過對(duì)比相同標(biāo)號(hào)的大小，獲取最大連通區(qū)域作為基準(zhǔn)點(diǎn)的目標(biāo)區(qū)域。所述步驟四:對(duì)步驟三中所述目標(biāo)區(qū)域?qū)?yīng)的原始圖像中進(jìn)行Canny邊緣檢測，初步確定粗邊緣點(diǎn)的過程為:步驟4-1:利用導(dǎo)數(shù)方法對(duì)所述目標(biāo)區(qū)域?qū)?yīng)的原始圖像進(jìn)行平滑處理并去除噪聲；步驟4-2:用一階偏導(dǎo)的有限差分計(jì)算邊緣點(diǎn)梯度的幅值和方向:
權(quán)利要求
1.基于機(jī)器視覺的基準(zhǔn)點(diǎn)定位方法，其特征在于它包括如下步驟: 步驟一:調(diào)整視覺獲取裝置獲取基準(zhǔn)點(diǎn)區(qū)域圖像； 步驟二:對(duì)步驟一中獲得的基準(zhǔn)點(diǎn)區(qū)域圖像進(jìn)行預(yù)處理，設(shè)定閾值建立所述基準(zhǔn)點(diǎn)區(qū)域圖像的二值圖像； 步驟三:對(duì)步驟二所述二值圖像進(jìn)行連通域標(biāo)記，找出最大連通區(qū)域作為基準(zhǔn)點(diǎn)的目標(biāo)區(qū)域； 步驟四:對(duì)步驟三中所述目標(biāo)區(qū)域?qū)?yīng)的原始圖像中進(jìn)行Canny邊緣檢測，初步確定粗邊緣點(diǎn)； 步驟五:將步驟四獲得的粗邊緣點(diǎn)進(jìn)行霍夫變換處理，并找到圖像中最優(yōu)存在的圓形； 步驟六:用步驟五所述的最優(yōu)存在的圓形的半徑和圓心處理步驟三獲得的邊緣點(diǎn)，計(jì)算各邊緣點(diǎn)與圓心的距離，當(dāng)所述距離與半徑差值超過三個(gè)像素值即排除該邊緣點(diǎn)； 步驟七:對(duì)步驟六排除的邊緣點(diǎn)進(jìn)行亞像素邊緣定位，獲得這些邊緣點(diǎn)的亞像素級(jí)位置； 步驟八:將步驟七獲得亞像素級(jí)位置的邊緣點(diǎn)進(jìn)行圓形最小二乘擬合獲得基準(zhǔn)點(diǎn)的精確圓心和半徑并發(fā)送給控制系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于機(jī)器視覺的基準(zhǔn)點(diǎn)定位方法，其特征在于所述步驟三:對(duì)步驟二所述二值圖 像進(jìn)行連通域標(biāo)記，找出最大連通區(qū)域作為基準(zhǔn)點(diǎn)的目標(biāo)區(qū)域的過程為: 步驟3-1:對(duì)所述二值圖像進(jìn)行光柵掃描與標(biāo)記，對(duì)屬于同一連通域的標(biāo)號(hào)作為等價(jià)對(duì)，在掃描中標(biāo)記出所有等價(jià)對(duì)； 步驟3-2:對(duì)步驟3-1處理后的二值圖像再次進(jìn)行掃描，依次找到未被標(biāo)記的點(diǎn)，將所述未標(biāo)記的點(diǎn)作為基點(diǎn)并在該點(diǎn)的領(lǐng)域內(nèi)傳播標(biāo)號(hào)，在所述領(lǐng)域內(nèi)定義新的基點(diǎn)并在新的基點(diǎn)的鄰域內(nèi)傳播標(biāo)號(hào)，直至所述未標(biāo)記的點(diǎn)所屬的連通區(qū)域中的點(diǎn)均被賦予相同標(biāo)號(hào)；步驟3-3:通過對(duì)比相同標(biāo)號(hào)的大小，獲取最大連通區(qū)域作為基準(zhǔn)點(diǎn)的目標(biāo)區(qū)域。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于機(jī)器視覺的基準(zhǔn)點(diǎn)定位方法，其特征在于所述步驟四:對(duì)步驟三中所述目標(biāo)區(qū)域?qū)?yīng)的原始圖像中進(jìn)行Canny邊緣檢測,初步確定粗邊緣點(diǎn)的過程為: 步驟4-1:利用導(dǎo)數(shù)方法對(duì)所述目標(biāo)區(qū)域?qū)?yīng)的原始圖像進(jìn)行平滑處理并去除噪聲； 步驟4-2:用一階偏導(dǎo)的有限差分計(jì)算邊緣點(diǎn)梯度的幅值和方向: Gx (m, n) = f (m, n) ^H1 (x, y) Gy (m, η) = f (m, η) *Η2 (χ, y) 其中％ = —I丨 H = \ '均為一階差分卷機(jī)模板；—I I— I 一丄 (} 則所述梯度的幅值與方向分別為q Y >0= ^/―TT^ = arctan^f 步驟4-3:沿邊緣點(diǎn)梯度方向檢測梯度幅值，遍歷改點(diǎn)周圍的八個(gè)像素，把每個(gè)像素梯度幅值與相鄰像素的幅值比較，取幅值最大的像素為邊緣點(diǎn)；步驟4-4:用雙閾值檢測邊緣點(diǎn)保留圖像邊緣信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于機(jī)器視覺的基準(zhǔn)點(diǎn)定位方法，其特征在于所述步驟五:將步驟四獲得的粗邊緣點(diǎn)進(jìn)行霍夫變換處理，并找到圖像中最優(yōu)存在的圓形的過程為: 步驟5-1、通過預(yù)處理獲得粗糙的邊緣點(diǎn)，將邊緣點(diǎn)存放到數(shù)組中； 步驟5-2、按照三點(diǎn)選取原則，以固定步長順序選擇三個(gè)邊緣點(diǎn)，計(jì)算圓心坐標(biāo)(Ox，Oy);所述步長為十，選擇三點(diǎn)分別為P、Q、R分別過弦的中點(diǎn)A(AX，Ay)和B(BX，By)做垂直平分線； 圓心的坐標(biāo)公式為:
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于機(jī)器視覺的基準(zhǔn)點(diǎn)定位方法，其特征在于所述視覺獲取裝置為Computar公司的顯微鏡頭MLM-3XMP鏡頭。
全文摘要
基于機(jī)器視覺的基準(zhǔn)點(diǎn)定位方法，屬于圖像處理領(lǐng)域，為了解決表面貼裝設(shè)備基準(zhǔn)點(diǎn)定位精度差、成本高的問題。包括步驟調(diào)整視覺獲取裝置獲取基準(zhǔn)點(diǎn)區(qū)域圖像；對(duì)圖像進(jìn)行預(yù)處理，設(shè)定閾值建立二值圖像；對(duì)二值圖像進(jìn)行連通域標(biāo)記，找出最大連通區(qū)域作為基準(zhǔn)點(diǎn)的目標(biāo)區(qū)域；對(duì)原始圖像進(jìn)行Canny邊緣檢測，初步確定粗邊緣點(diǎn)；將粗邊緣點(diǎn)進(jìn)行霍夫變換處理，并找到圖像中最優(yōu)存在的圓形；計(jì)算各邊緣點(diǎn)與圓心的距離；獲得邊緣點(diǎn)的亞像素級(jí)位置；將亞像素級(jí)位置的邊緣點(diǎn)進(jìn)行圓形最小二乘擬合獲得基準(zhǔn)點(diǎn)的精確圓心和半徑并發(fā)送給控制系統(tǒng)。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于對(duì)基準(zhǔn)點(diǎn)的精確定位過程。
文檔編號(hào)G06T7/00GK103235939SQ20131016717
公開日2013年8月7日 申請日期2013年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月8日
發(fā)明者高會(huì)軍, 張世浩, 汪超, 于金泳 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)