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原文传递 WDT 3D视觉检测系统

专利名称：	WDT 3D视觉检测系统
摘要：	本发明公开了WDT 3D视觉检测系统，属于检测系统技术领域。本发明提出的WDT 3D视觉检测系统包括有电路板图像摄取系统和计算机图像处理系统，上述系统在硬件层面和软件层面均进行了优化创新，一方面保证了电路板图像摄取系统可以可以采集到更为清洗准确的画面，另一方面也保证了计算机图像处理系统可以将采集到的图像处理的更为完善然后展示出来；利用上述设计，有效解决了现有系统图像采集和图像处理的效果不佳，影响视觉检测结果的问题。
专利类型：	发明专利
申请人：	宋佳
发明人：	宋佳
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T00:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T03:00:00+0805
申请号：	CN201911366371.0
公开号：	CN110954555A
分类号：	G01N21/95;G01N21/01;G;G01;G01N;G01N21;G01N21/95;G01N21/01
申请人地址：	237400 安徽省六安市霍邱县龙潭镇龙潭村
主权项：	1.WDT 3D视觉检测系统，包括电路板图像摄取系统和计算机图像处理系统，其特征在于：所述电路板图像摄取系统包括有光照单元，所述光照单元链接待检测电路板，所述待检测电路板上链接有图像采集单元和运动控制单元，所述图像采集单元和运动控制单元同时与计算机图像处理系统相链接；所述计算机图像处理系统包括采集图像和运动控制模块和图像处理单元，所述采集图像和运动控制模块与图像处理单元相链接，同时所述采集图像与运动控制模块与图像采集单元双向链接，所述采集图像与运动控制模块还链接在运动控制单元上。 2.根据权利要求1所述的WDT 3D视觉检测系统，其特征在于：所述图像采集单元包括有CCD工业相机和WDT图像采集卡，所述CCD工业相机的型号为FL2G-50S5M，所述CCD相机工作时搭配型号为OPT-5M03-110的0.3倍高清远心镜头使用，所述光照单元为型号为OPT-RIA211-RGB的环形光源、型号为OPT-1024E-4的配套光源控制器，所述运动控制单元为二维伺服平台、运动控制卡以及与之配套的安装支架。 3.根据权利要求2所述的WDT 3D视觉检测系统，其特征在于：图像采集单元工作时，CCD工业相机置于相机架上，位于待检测电路板正上方，且相机视场中心与环形光源轴心处于同一直线上；光源固定于光源架的支架框上，且位于相机镜头正下方，配套光源控制器负责光源供电；支架固定于二维伺服平台上，实现工业相机、镜头以及光源的移动，采集的图像传输至WDT图像采集卡进行处理，从而完成待检测电路板全景图像的采集。 4.根据权利要求1所述的WDT 3D视觉检测系统，其特征在于：所述图像处理单元与电路板图像摄取系统相匹配，所述图像处理单元包括有一种图像处理方法，其步骤为： S1、图像采集单元所采集的图像信息经由WDT图像采集卡采集后，传输至计算机图像处理系统中； S2、计算机图像处理系统中的图像处理软件对采集到的待检测电路板的图像进行图像预处理； S3、图像预处理完毕后，接着对图像进行校正，校正结束后利用计算机图像处理系统的缺陷检测模块对图像进行缺陷检测； S4、若检测现场完成了当前批次的缺陷检测，计算机输出指令到电路板图像摄取系统，关闭该检测流程； S5、若没有完成检测任务，则再次进行检测流程，直至检测结束为止。 5.根据权利要求4所述的WDT 3D视觉检测系统，其特征在于：所述待检测电路板的缺陷检测模块是视觉检测系统重要的组成部分，而待检测电路板图像的定位则是待检测电路板缺陷检测的关键步骤之一，图像的定位涉及到图像的边缘检测算法，而本发明主要采用了Roberts算子边缘检测算法： Roberts算子依据局部差分算子来寻找图像的边缘，其邻域大小为2*2，梯度以下面几种形式表示： R1＝\|a5-a9\|+\|a6-a8\| (2) R2＝,Max(\|a5-a9\|,\|a6-a8\|) (3) 其卷积算子表示为： (a)表示Roberts算子X方向，(b)表示Roberts算子Y方向；首先使用以上卷积算子进行运算，然后代入式(1)可以得到梯度幅度值R，之后选取适当的阈值T,若梯度值R>T像素点置1，否则置0，{R(x,y)}为一个二值图像，也就是包含图像边缘信息的边缘图像。 6.根据权利要求5所述的WDT 3D视觉检测系统，其特征在于：在利用Roberts算子边缘检测算法确定完待检测电路板的定位圆边缘信息后，还需进一步的进行定位圆检测，从而需要涉及到定位圆检测算法，本发明对传统的Hough变换算法进行了改进，具体内容如下：该改进算法的应用前提是图像中待检测圆的半径范围(rmin，rmax)是已知的，改进的基本思路是降低累加器维度的同时用多维数组来代替多重循环，在图像空间，从圆的参数表达式入手，圆的参数表达形式为：其中，(a,b)为圆心，r为圆半径，符号θ为点(x,y)与原点连线与x轴的夹角，将图像空间的点映射到参数空间的公式为：为了进一步提高检测速度，在进行Hough变换之前，先对待测图像进行预处理。具体预处理流程如下: A1、灰度化RGB图像，由于图像采集系统采集的待检测电路板图像是RGB彩色图像，所以在进行Hough变换之前，要首先灰度化待检测电路板图像； A2、中值滤波，对图像中的噪声进行平滑处理，抑制椒盐噪声，减少后续Hough变换的计算量，同时起到保护定位圆边缘信息的作用； A3、选择定位圆区域，待检测电路板定位孔信息在印刷电路板设计之初就确定了下来，包括定位圆的半径，以及在待检测电路板.上的相对位置信息，因此为了大大减少不必要的计算量，减少系统资源占用量，提高检测效率，选择定位圆区域十分必要； A4、定位圆边缘提取，是预处理过程中关键的环节，通过定位圆边缘提取，将图像中圆的边缘信息提取出来，经过边缘提取后，图像转化为带有边缘信息的二值图像。 7.根据权利要求6所述的WDT 3D视觉检测系统，其特征在于：图像预处理之后，已经从原始图像中提取了特征突出的边缘信息，将预处理所得图像进行Hough变换。具体实现过程如下： B1、搜索并统计像素为1的像素点，即提取包含有边缘信息的像素点，丢弃无用像素点，减少计算次数，提高运算速率； B2、为变量、Hough数组设定初值，并为其分配存储空间，根据待检测电路板定位圆实际情况确定半径r的取值范围(rmin,rmax)，在不影响检测效果的情况下，尽量取较小的范围，可以一定程度上提高检测效率；θ选择合适的步长，在不影响检测效果的情况下尽量取较大的步长； B3、根据圆参数式，计算(a,b)的值，并记录统计有效值，用来确定Hough数组的索引值，a,b有效值是指非负整数； B4、依据Hough索引值，构造Hough数组，具体通过累加器来统计实现，该数组层数为rmax-rmin； B5、求取定位圆半径，从Hough数组中找出累加数值最大的一层，即为参数空间所对应的图像空间中拥有像素点最多的圆，该层数组对应的半径即得到圆半径r； B6、求取定位圆圆心，数值最大的层中所有(a,b)的平均值即为所求的圆的圆心。
所属类别：	发明专利