板卡图像拼接方法、处理装置及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及自动光学检测领域，特别是涉及一种板卡图像拼接方法、处理装置及 系统。
【背景技术】
[0002] 板卡是一种具有数据采集功能且集数据输入/输出为一体的重要器件，被广泛应 用于自动化机械、电子工业、安保监控以及计算机等诸多领域，而板卡上元件的贴装、焊点 的质量等都会影响板卡的整体性能，因此在实际的工业生产中，必须对板卡的元件、焊点等 进行检测，以剔除存在缺陷或者错误的板卡。在板卡检测技术领域中，自动光学检测系统通 过高精度摄像头获取被检测板卡的图像，结合图像处理技术分析被检测板卡的图像与标准 板卡图像之间的区别，进而检测出板卡的缺陷，该系统具有自动化程度高、准确性高、易于 操作、对被检测板卡无损伤等优点，因此被广泛应用于板卡的检测。但是对于自动光学检测 系统而言，当某些被检测的板卡的尺寸较大时，如果仍然使用摄像头进行一次取景，往往会 由于摄像头的视野有限而导致无法得到被检测板卡的整体图像，甚至导致获得的被检测板 卡的图像发生畸变，进而失去较多的板卡图像细节信息，不利于对板卡进行高效、精准的检 测分析。
【发明内容】
[0003] 基于此，有必要针对自动光学检测系统中较难获得尺寸较大的板卡的整体、无畸 变图像问题，提供一种板卡图像拼接方法、处理装置及系统。
[0004] 本发明的实施例提供了一种板卡图像拼接方法、处理装置及系统，分别为：
[0005] -种板卡图像拼接方法，包括以下步骤：
[0006] 获取摄像装置采集的板卡的局部图像，所述局部图像由所述摄像装置按照同一方 向上固定的距离间隔采集获得，且在同一方向上相邻的所述局部图像具有重合区域；
[0007] 对各个所述局部图像进行畸变校正后，对每一所述局部图像的各个边分别进行裁 剪，获得与各个所述局部图像对应的标准局部图像；
[0008] 根据各个所述标准局部图像在所述板卡上的相对位置关系，将所述标准局部图像 拼接形成板卡图像。
[0009] -种用于板卡图像拼接的处理装置，包括：
[0010] 获取单元，用于获取摄像装置采集的板卡的局部图像，所述局部图像由所述摄像 装置按照同一方向上固定的距离间隔采集获得，且在同一方向上相邻的所述局部图像具有 重合区域；
[0011] 处理单元，用于对各个所述局部图像进行畸变校正后，对每一所述局部图像的各 个边分别进行裁剪，获得与各个所述局部图像对应的标准局部图像；
[0012] 拼接单元，用于根据各个所述标准局部图像的相对位置，将所述标准局部图像拼 接形成板卡图像。
[0013] -种板卡图像拼接系统，包括平台装置、摄像装置、用于控制所述摄像装置和所述 平台装置进行相对运动的控制装置以及上述的用于板卡图像拼接的处理装置，所述摄像装 置与所述处理装置连接，
[0014] 所述平台装置用于承载板卡；
[0015] 所述摄像装置用于采集板卡的局部图像；
[0016] 所述控制装置用于控制所述摄像装置按照同一方向上固定的距离间隔采集板卡 的局部图像，且在同一方向上相邻的所述局部图像具有重合区域。
[0017] 上述板卡图像拼接方法、处理装置及系统，通过摄像装置采集板卡的局部图像且 所采集的相邻的局部图像在同一方向上具有重合区域，对各个局部图像分别进行畸变校正 后，对每一局部图像的各个边进行裁剪，由于畸变校正后的局部图像的边缘部分仍存在失 真，因此在进行裁剪时，将局部图像重合区域中发生失真的边缘部分裁剪掉，而裁剪后得到 的标准局部图像则恰好能够拼接组成完整的板卡图像。由于组成板卡图像的每一标准局部 图像的畸变均得到了校正，因此根据标准局部图像拼接形成的板卡图像具有较高的精度， 同时本发明所提出的板卡图像拼接方法、处理装置及系统不受板卡尺寸的限制，对于尺寸 较大的板卡仍然能够获得较高精度的图像以用于检测。此外，裁剪后得到的标准局部图像 可按照其在板卡上的相对位置关系直接拼接形成板卡图像，而无需复杂的图像特征点匹配 分析过程，图像的裁剪过程和拼接过程都更为简便、高效，因此本发明所提出的板卡图像拼 接方法、处理装置及系统具有较高的图像拼接速度和效率。
【附图说明】
[0018]图1为其中一个实施例中一种板卡图像拼接方法的流程示意图；
[0019]图2为摄像装置采集板卡局部图像的示意图；
[0020] 图3为摄像装置采集矩形板卡的局部图像的示意图；
[0021] 图4为畸变校正如后板卡的局部图像不意图；
[0022] 图5为其中一个【具体实施方式】中局部图像的裁剪示意图；
[0023]图6为其中一个【具体实施方式】中局部图像的裁剪示意图；
[0024]图7为摄像装置采集不同位置板卡局部图像的示意图；
[0025] 图8为板卡局部图像拼接示意图；
[0026]图9为其中一个实施例中一种板卡图像拼接方法的流程示意图；
[0027] 图10为标记点位置的示意图；
[0028]图11为其中一个实施例中一种用于板卡图像拼接的处理装置的结构示意图；
[0029]图12为其中一个实施例中一种用于板卡图像拼接的处理装置的结构示意图；
[0030]图13为其中一个实施例中一种板卡图像拼接系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0031] 下面将结合附图及较佳实施例对本发明的技术方案进行详细描述。
[0032] 在其中一个实施例中，参见图1所示，一种板卡图像拼接方法，包括如下步骤：
[0033] S100获取摄像装置采集的板卡的局部图像；
[0034] 在本步骤中，参见图2所示的摄像装置采集板卡局部图像的示意图，摄像装置位 于板卡的正上方，且摄像装置按照同一方向上固定的距离间隔采集获得的局部图像。为详 细说明此步骤，以图3所示的矩形板卡为例，在平行于板卡其中一边（如AB边）的方向上， 摄像装置每隔一个固定的距离间隔采集一次板卡的局部图像，摄像装置每一次所采集的板 卡的局部图像均与上一次所采集的板卡的局部图像对齐且沿着板卡的AB边的方向，直至 采集完板卡的所有局部图像，例如图3中所示的局部图像和局部图像a2b2c2d2，它们 彼此对齐且均沿着板卡的AB边的方向；同时，摄像装置按照同一方向上固定的距离间隔所 采集的、在同一方向上相邻的局部图像具有重合区域，仍然以图3所示的矩形板卡为例，摄 像装置在平行于板卡的AB边的方向上采集板卡的局部图像，而相邻的两个局部图像具有 一定的重合区域，如图3中重合区域a2blCld2所示，该重合区域的大小与摄像装置采集局部 图像时采用的同一方向上固定的距离间隔的大小相关，距离间隔越小，局部图像的重合区 域越大。类似地，当摄像装置沿板卡AD边采集板卡的局部图像时，其采集方式与沿板卡AB 边采集方式相同，均为按照同一方向上固定的距离间隔进行采集，这里需指出的是，摄像装 置沿板卡AB边和AD边采集局部图像时所采用的固定的距离间隔可以不同。
[0035] S110对各个所述局部图像进行畸变校正后，对每一所述局部图像的各个边分别进 行裁剪，获得与各个所述局部图像对应的标准局部图像；
[0036] 在摄像装置的实际工作过程中，由于摄像装置镜头自身的光学设计等原因，摄像 装置的光学系统并不是精确地按理想化的小孔成像的原理工作，致使物空间中的物点在像 空间所成的实际像点与理想像点之间存在光学像差，进而产生图像畸变。对局部图像进行 畸变校正时，可采用灰度插值的方法，其基本思想是先建立几何校正的数学模型，然后利用 已知条件确定模型参数，最后根据模型对含有畸变的图像进行校正，该方法通常分为两步： 图像空间坐标变换，首先建立图像像素坐标和物空间对应点坐标间的映射关系，求解映射 关系中的未知参数，然后根据映射关系对图像各个像素坐标进行校正；确定各个像素的灰 度值，将进行空间变换后的像素赋予相应的灰度值，使其恢复原位置的灰度值，进而实现图 像的畸变校正。如图4所示的畸变校正前后板卡的局部图像示意图，畸变校正后，板卡的局 部图像更接近真实的板卡图像。
[0037] 对畸变校正后的每一局部图像的各个边分别进行裁剪，获得与各个局部图像对应 的标准局部图像。板卡的每一局部图像进行畸变校正后，局部图像的边缘部分会有较大的 失真，而存在失真的边缘部分不利于对板卡进行检测分析，因此通过对畸变校正后的局部 图像的各个边分别进行裁剪，去除局部图像的边缘部分，从而提高局部图像用于板卡检测 的准确性。在对畸变校正后的局部图像进行裁剪时，为保证所选取的裁剪宽度既符合实际 需求又能够提高板卡图像拼接的效率，可以根据摄像装置不同的镜头参数选取不同的裁剪 宽度，因为具有不同镜头参数的摄像装置的畸变系数不同，对局部图像进行畸变校正后，失 真的边缘部分的大小可能不同，致使对局部图像进行裁剪后得到的标准局部图像的大小不 同，因此以摄像装置的镜头参数作为裁剪宽度的参考和依据，充分考虑了具有不同畸变情 况的板卡的局部图像的处理方式。
[0038] 作为一种具体的实施方式，对每一局部图像的各个边分别进行裁剪时，各个边的 裁剪宽度为各个边对应的重合区域宽度的一半。这里仅以摄像装置所采集的两幅局部图 像--局部图像和局部图像a2b2c2d2为例