基于机器视觉的排针缺损检测方法及装置与流程

本发明涉及一种基于机器视觉的排针缺损检测方法，属于图像处理与机器视觉领域。

背景技术：

排针，连接器的一种，广泛应用于电子、电器、仪表中的pcb电路板中，其作用是在电路内被阻断处或孤立不通的电路之间，起到桥梁的功能，担负起电流或信号传输的任务。通常与排母配套使用，构成板对板连接；或与电子线束端子配套使用，构成板对线连接；亦可独立用于板与板连接。排针由多排间隔较小的小针组成，如果排针中的小针存在漏插，多插，错查的情况，会导致后续连接设备的损坏。由于不同产品所需要的规格并不相同，因此排针也有多种型号规格，目前排针是否合格的检测方法主要靠人眼来进行检测，由于视觉疲劳、金属反光等不良环境，人眼检测会存在效率低、漏检等检测正确率不高的情况。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供了一种基于机器视觉的排针缺损检测方法，可以准确的检测排针是否合格，并精确的定位到不合格针的位置。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是这样实现的：一种基于机器视觉的排针缺损检测方法，其特征在于具体步骤如下：

步骤1、提取模板排针信息：

（1）、提取排针区域，将图像转换到hsv空间，根据图像的h、s、v三通道信息对图像进行二值化，提取图像中的外接矩形，对矩形进行校正，初步获取排针区域图像。

（2）、检测排针横向范围，根据第一条第一款中所得到的区域，分别从图像左右两端开始遍历，确定图像两端梯度变化较大像素点，进而得出排针所在横向区域图像范围。

（3）、检测排针纵向范围，根据第一条第二款中的横向范围，以纵坐标最小点为起点，向下查找排针特征，确定排针所在纵向区域。

（4）、确定排针位置，根据第一条第三款所得到的区域进行hough变换，执行直线检测，确定排针所在的直线位置。进而根据排针所在的直线投影的极值点确定排针所在位置。

（5）、生成模板模式串，根据第一条第四款，计算两两相邻排针之间的距离，统计排针基础距离生成模板模式串。

步骤2、排针缺损检测：

（1）、生成待检测排针模式串，根据第一条中的所有条款，生成待检测图像的模式串。

（2）、匹配模式串，检测缺针与否，将模板模式串与待检测排针模式串进行匹配，获取待检测排针信息。根据检测模板模式串与待检测排针模式串中排针的个数及总体距离分为以下五种情况进行匹配：

1)若模板模式串中排针的个数等于待匹配模式串中排针的个数，且模板模式串中的总距离等于待检测排针模式串中的总距离，则匹配成功；

2)若模板模式串中排针的个数小于待匹配模式串中排针的个数，且模板模式串中的总距离小于待检测排针模式串中的总距离，则为两端多针；

3)若模板模式串中排针的个数小于待匹配模式串中排针的个数，且模板模式串中的总距离等于待检测排针模式串中的总距离，则为中间多针，依次比较两个模式串，确定多针位置；

4)若模板模式串中排针的个数大于待匹配模式串中排针的个数，且模板模式串中的总距离大于待检测排针模式串中的总距离，则为两端缺针；

5)若模板模式串中排针的个数大于待匹配模式串中排针的个数，且模板模式串中的总距离等于待检测排针模式串中的总距离，中间缺针，依次比较两个模式串，确定缺针位置。

（3）、根据第二题第二款中的匹配信息返回缺失或多针的位置。

一种排针缺损检测装置，包括：提取排针区域模块，用于将图像转换到hsv空间，根据hsv三通道信息对图像进行二值化，提取矩形轮廓来确定排针所在区域；排针定位模块，用于计算图像梯度，确定每排针所在的范围。在每排针所在的范围内提取特征点，进而进行hough变换直线检测确定每排针所在的直线，根据排针所在的直线进行纵向投影，取其极值点作为针所在的位置，以相邻帧之间的距离按比例生成排针模式串；匹配模块：将模板模式串与待检测排针模式串进行匹配，确定排针是否合格及不合格排针的位置。

本发明的积极效果是通过hsv空间来提取排针，通过梯度信息来确定每排针所在的范围，利用hough变换来确定每排针所在的直线，根据排针所在直线的纵向投影的极值点来进行排针定位，将相邻排针之间的距离按比例生成模式串进行匹配，可以避免由于图像大小不一致而导致的匹配误差。

附图说明

图1为本发明的排针示意图。

图2为本发明的排针缺损检测过程图。

图3为本发明的根据本发明实施例的排针缺损检测方法流程图。

图4是根据本发明实施例的排针缺损检测装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方法做详细说明。

如图1所示，所述的排针包括两排小针，由于两排小针高度一致，从水平方向获取图像不利于同时看到两排针，故通过将排针倾斜45度放置，使得相机可以同时看到两排针。

图2示出了排针缺损检测示意图，首先获取合格排针的模板图像，其次将排针放到传送带上，到达相机底部后拍照，获取待检测图像。

提取排针区域，首先将图像转换到hsv空间，根据图像的h、s、v三通道信息对图像进行二值化，提取图像中的外接矩形，根据矩形所占图像的比例筛选目标矩形，确定顶点顺序，对图像进行仿射变换来提取排针底座所在区域，其次对模具底座区域进行二值化，提取外接矩形，对矩形进行校正获取排针模具区域。

检测排针所在范围，根据排针模具的特点，分别从图像左右两端开始遍历，确定图像两端梯度变化较大像素点，进而得出排针所在横向区域范围，在此范围内检测特征点，以纵坐标最小点为起点，向下查找10个像素，将该矩形区域确定为第一排排针所在区域。根据排针模具比例，向下顺延，确定第二排排针所在区域。

确定排针位置，根据排针所在区域内的特征点进行hough变换直线检测，选取投票点最多，角度接近90度的直线来确定排针所在的直线。根据排针所在的直线向下累计15个像素的像素值，分别求取其极大极小值点，将相邻的极大极小值差距较大的点作为极点。极点所在位置即为排针所在位置。

生成模板模式串，根据排针所在的位置，计算两两相邻排针之间的距离，统计排针距离出现最多的作为基础距离，将排针之间的距离按比例生成模式串。

匹配模式串，检测排针合格与否，将模板模式串与待检测排针模式串进行匹配，获取待检测排针信息。根据检测模板模式串与待检测排针模式串中排针的个数及总体距离分为以下五种情况进行匹配：

1)若模板模式串中排针的个数等于待匹配模式串中排针的个数，且模板模式串中的总距离等于待检测排针模式串中的总距离，则匹配成功；

2)若模板模式串中排针的个数小于待匹配模式串中排针的个数，且模板模式串中的总距离小于待检测排针模式串中的总距离，则为两端多针；

3)若模板模式串中排针的个数小于待匹配模式串中排针的个数，且模板模式串中的总距离等于待检测排针模式串中的总距离，则为中间多针，依次比较两个模式串，确定多针位置；

4)若模板模式串中排针的个数大于待匹配模式串中排针的个数，且模板模式串中的总距离大于待检测排针模式串中的总距离，则为两端缺针；

5)若模板模式串中排针的个数大于待匹配模式串中排针的个数，且模板模式串中的总距离等于待检测排针模式串中的总距离，中间缺针，依次比较两个模式串，确定缺针位置。