一种基于机器视觉的电子连接器检测方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于机器视觉的电子连接器检测方法，属于计算机程序设计的【技术领域】，其中包括图像的采集，图像分析与处理等。针对实际的目标图像通过图像平滑、图像分割、图像匹配、边缘提取、颜色识别等多种方法处理，得到电子连接器缺陷完整的几何特征，从而实现自动化检测。实验证明，系统的检测结果与人眼检测结果相符，不仅保证了检测的准确性，而且大大提高了电子连接器检测的效率。
【专利说明】一种基于机器视觉的电子连接器检测方法
【技术领域】
[0001]本发明属于计算机程序设计的【技术领域】，尤其涉及机器视觉的电子连接器检测方面。
【背景技术】
[0002]电子连接器是一种具有电气连接特性的机构元件，其主要功能是在器件与组件、组件与机柜、系统与子系统之间起着电气连接和信号传递的作用，是构成整机电路系统电气连接必不可少的基础元件之一。它已广泛应用于航空/航天、军事装备、通讯、计算机、汽车、工业、家用电器等领域，现己发展成为当今电子信息基础产品的支柱产业之一。
[0003]近年来随着中国消费电子、网络设计、通信终端产品产量快速增长及世界电子连接器元件生产移向低成本地区，全球连接器生产能力不断向中国转移，目前，中国己经成为全球连接器增长最快和最大的市场，全世界最大的四大连接器公司从20世纪末开始都陆续在中国大陆设立了工厂。
[0004]以广东某电子厂公司为例，该公司主要从事生产各种电子连接器，其生产的电子连接器大多数出口到国外用于汽车制造，因此对电子连接器的质量要求很高。为了保证电子连接器的质量，该公司投入了很大一部分人力、物力在电子连接器的质量检测上，因此开发一套基于机器视觉的电子连接器检测系统将在很大程度上节省该公司的人力、物力同时提高生产效率，推动该行业的自动化进程。
[0005]电子连接器种类繁多，主要是因为电线以及连接端子的种类繁多，但制造过程基本是一致的，一般可分为三个阶段:剥胶，冲压，组装。
[0006]剥胶:将电线两端的胶皮剥掉，露出铜芯束；
[0007]冲压:将连接端子冲压到电线两端；
[0008]组装:将冲压好的电线插到塑料盒座上。
[0009]在剥胶的过程中可能会将铜芯切断影响到连接器的导电性，在冲压的过程中连接端子很容易冲压不到位或冲压坏，影响到连接器的品质。在组装的过程中若有顺序要求(每个插孔对应特定颜色的电线)，则之前必须对电线的颜色做出正确判定。
【发明内容】
[0010]本发明主要是为了用机器视觉来代替人工视觉对产品质量进行检查，从而节省更多的人力、物力，提高生产效率。
[0011]一种基于机器视觉的电子连接器检测方法，包括图像的采集、数铜芯、检测连接端子是否冲压到位以及判别电线颜色。
[0012]在数铜芯时，首先通过铜芯束截面的轮廓得到铜芯束的大致区域，然后通过固定阈值法将铜芯束分割出来并对分割出来的区域进行拉伸处理，使得铜芯与铜芯之间的间距拉大，最后对拉伸之后的图像用分水岭分割算法进行分割。
[0013]在检测连接端子是否冲压到位时，首先通过基于归一化积相关的快速匹配算法确定需要检测的工位，然后通过提取边缘来判断连接当前端子的偏移量以及偏转角，是否冲压到位。
[0014]在判别电线颜色时，首先构建一个三层的神经网络并进行训练，然后通过训练的分类器对电线颜色进行判别。
[0015]其主要的功能模块可划分为3个方面:
[0016]1、视觉信息采集:通过视觉信息采集系统(相机、镜头、光源等)采集原始视觉信息，为接下来的视觉信息处理与分析做准备。
[0017]2、视觉信息处理与分析:根据产品的具体特点以及实际的生产环境，通过研究以下相关技术内容，包括:视觉图像的预处理、图像分割、图像匹配、特征提取、模式判别等，提出有效的技术方案，从而判断当前产品质量是否合格。
[0018]3、与机械控制系统同步:检测系统与机械控制系统配合，从而更加合理有效地完成整个生产过程。
[0019]系统的工作流程，当剥胶结束后，通过一组采集设备采集当前图像，然后通过对当前图像的处理与分析判断是否有铜芯被切断，并将判断结果反馈给机械控制系统，最后机械控制系统根据反馈的结果决策、执行相应动作。当冲压端子结束后，通过另一组采集设备采集当前图像，然后通过处理分析判断连接端子是否冲压到位以及电线颜色是否正确，并将判断结果反馈给机械控制系统以便做出下一步动作。
[0020]本发明的有益效果在于:
[0021]1.搭建了基于机器视觉的电子连接器检测方法框架，为多种不同方式的机器视觉检测奠定了基础；
[0022]2.为了准确的数出铜芯的条数，本发明利用分水岭算法结合图像拉伸等算法对图像进行分割，使得分割效果更准确。
[0023]3.为了准确判断端子是否冲压到位，本发明首先通过基于归一化积相关的快速匹配算法确定需要检测的工位，然后通过提取边缘来判断连接端子是否冲压到位。其运算速度快，判断准确。
[0024]4.为了准确判断电线的颜色，本发明首先构建一个三层的神经网络并进行训练，然后通过训练的分类器对电线颜色进行判别。
[0025]通过我们所提供的技术，我们所设计的系统达到了提高眼睛状态分析的准确率和整个疲劳检测的速度的目的。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1系统的工作流程；
[0027]图2铜芯分割效果图；
[0028]图3构建的三层神经网络图。
【具体实施方式】
[0029]在数铜芯时，首先我们通过铜芯束截面的轮廓得到铜芯束的大致区域，并把该区域作为感兴趣区域。然后通过固定阈值法将铜芯束分割出来，对分割出来的区域进行拉伸处理，使得铜芯与铜芯之间的间距拉大，为接下来的分割做准备。对拉伸之后的图像用分水岭分割算法进行分割(如图2所示)。分水岭分割方法，是一种基于拓扑理论的数学形态学的分割方法，其基本思想是把图像看成一副“地形图”，其中亮度比较强的地区像素值较大，而比较暗的地区像素值比较小，通过寻找“汇水盆地”和“分水岭界限”，对图像进行分割。分水岭算法经常用于处理图像中的目标物体是连在一起难以分割这类问题，而且通常会取得比较好的效果。分割结束后，若仍有未分割开来的铜芯束，则通过面积进行判断。
[0030]在检测连接器端子是否冲压到位时，首先我们首先采用了基于归一化积相关(NCC)的快速匹配算法，匹配得分为模版图像t与待匹配图像i之间的归一化互相关系数:
【权利要求】
1.一种基于机器视觉的电子连接器检测方法，包括图像的采集、数铜芯、检测连接端子是否冲压到位以及判别电线颜色，其特征在于: 在数铜芯时，首先通过铜芯束截面的轮廓得到铜芯束的大致区域，然后通过固定阈值法将铜芯束分割出来并对分割出来的区域进行拉伸处理，使得铜芯与铜芯之间的间距拉大，最后对拉伸之后的图像用分水岭分割算法进行分割； 在检测连接端子是否冲压到位时，首先通过基于归一化积相关的快速匹配算法确定需要检测的工位，然后通过提取边缘来判断连接当前端子的偏移量以及偏转角，是否冲压到位； 在判别电线颜色时，首先构建一个三层的神经网络并进行训练，然后通过训练的分类器对电线颜色进行判别。
2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征是基于归一化积相关的快速匹配算法，匹配得分为模版图像t与待匹配图像i之间的归一化互相关系数:
3.根据权利要求1所述的检测方法，其特征是当前端子的偏移量以及偏转角，设水平方向和垂直方向上的偏移量分别为dx和dy，偏转角为Θ，原始图像的像素点(x，y)经过仿射变换变换为(元刃，则
【文档编号】G01R31/02GK103544473SQ201310426395
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年9月17日 优先权日:2013年9月17日
【发明者】战荫伟, 谭台哲, 尚鹏 申请人:广东工业大学