一种基于边缘计算的电路板缺陷检测方法与流程

本发明属于图像识别，尤其涉及一种基于边缘计算的电路板缺陷检测方法。

背景技术：

1、随着信息技术高速发展，电子产品集成度越来越高，对人民生活的影响也越来越大，大数据、人工智能等新技术的发展更进一步要求电子产品要具有高质量、高可靠性。pcb(印刷电路板)集成电路特别是大规模、超大规模集成电路在信息产业中地位越来越重要，在现代工业生产过程中，不管民用还是军用产品都离不开pcb，特别是在精密领域，对pcb产品的要求更高。

2、在现代工业批量化的pcb生产过程中，pcb的工艺过程相当复杂，每一道工序都可能造成pcb表面的缺陷，这些缺陷很有可能导致其后续产品的性能和使用安全。因此，在pcb的生产过程中，需要对pcb表面的缺陷进行实时并准确的检测，特别是在航空航天等精密领域，对pcb产品的质量及安全要求非常高。所以对pcb表面缺陷的精准检测尤其重要，这也就要求在生产过程中必须对pcb表面的缺陷进行快速准确的检测，以达到航空航天精密领域对pcb产品的高质量要求。

3、现在pcb表面缺陷的检测方法有人工目测和机械测试，其中人工检测方法是最传统的一种方法，它通过人的肉眼直接观测面板，成本较低，但是由于人工检测受限工人经验、情绪、生理等主观因素的影响，检测的错误率通常较高。所以人工检测其准确率和效率也相对比较低。在机械检测中，通常采用接触式检测，在检测过程中需要对物体进行位置的调整以达到最好的检测效果，因此效率也是比较低下的。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明实施例提供一种基于边缘计算的电路板缺陷检测方法，用于解决现有pcb表面缺陷检测方法检测效率低下的问题。本发明能够根据设计的pcb板与实际生产的pcb版的图像信息，通过边缘计算系统智能、自动的识别实际生产的pcb版的缺陷信息，并在出现缺陷时进行自动的报警，有效地提升了pcb板缺陷检测效率。

2、本发明实施例提供一种基于边缘计算的电路板缺陷检测方法，包括：

3、通过相机对通过pcb板设计软件画好的目标pcb板进行拍照，得到第一图像；

4、在目标pcb板生产完成时，通过同一相机对实际生产的目标pcb板进行拍照，得到第二图像；

5、通过与所述相机连接的边缘计算系统对所述第一图像、第二图像中的缺口进行识别，得到与所述第一图像对应的第一点位矩阵以及与所述第二图像对应的第二点位矩阵；其中，所述第一点位矩阵和第二点位矩阵中用不同的元素值表征元素值对应的目标pcb板位置是否为缺口；

6、所述边缘计算系统根据所述第一点位矩阵和第二点位矩阵，检测所述目标pcb板是否存在缺陷；

7、若所述目标pcb板存在缺陷，则所述边缘计算系统向指定终端发送报警信息。

8、在一可选实施例中，所述通过相机对通过pcb板设计软件画好的目标pcb板进行拍照，得到第一图像，包括：

9、通过所述相机取景框中预先设置的定位点对通过pcb板设计软件画好的目标pcb板的指定点进行定位，随后对通过pcb板设计软件画好的目标pcb板进行拍照，得到第一图像；其中，所述定位点至少为2个，所述指定点数量与所述定位点数量相同；

10、所述通过同一相机对实际生产的目标pcb板进行拍照，得到第二图像，包括：

11、通过所述相机取景框中预先设置的定位点对实际生产的目标pcb板的指定点进行定位，随后对实际生产的目标pcb板进行拍照，得到第二图像，以使所述第一图像和第二图像中所拍摄的目标pcb板的位置和大小相同且拍摄的缩放比例相同。

12、在一可选实施例中，所述通过与所述相机连接的边缘计算系统对所述第一图像、第二图像中的缺口进行识别，得到与所述第一图像对应的第一点位矩阵以及与所述第二图像对应的第二点位矩阵，包括：

13、通过与所述相机连接的边缘计算系统对所述第一图像、第二图像中的缺口进行识别；

14、所述边缘计算系统根据第一公式生成第一点位矩阵以及第二点位矩阵；

15、其中，所述第一公式为：

16、

17、所述第一公式中，g(i，j)表示生成的点位矩阵中第i行第j列的元素值；t(i，j)∈k表示识别出第一/第二图像中第i行第j列的像素点属于缺口；表示识别出第一/第二图像中第i行第j列的像素点不属于缺口。

18、在一可选实施例中，所述边缘计算系统根据所述第一点位矩阵和第二点位矩阵，检测所述目标pcb板是否存在缺陷，包括：

19、所述边缘计算系统对比所述第一点位矩阵和第二点位矩阵，生成目标pcb板的缺口点位矩阵以定位缺口位置；

20、所述边缘计算系统根据所述目标pcb板的缺口点位矩阵检测所述目标pcb板是否存在缺陷。

21、在一可选实施例中，所述边缘计算系统向指定终端发送报警信息，包括：

22、所述边缘计算系统将所述目标pcb板的缺口点位矩阵与目标pcb板设计图进行重叠检查，判断是否存在线路经过缺口；

23、若存在线路经过缺口，则所述边缘计算系统向指定终端发送报警信息。

24、在一可选实施例中，所述边缘计算系统对比所述第一点位矩阵和第二点位矩阵，生成目标pcb板的缺口点位矩阵以定位缺口位置，包括：

25、所述边缘计算系统根据第一点位矩阵和第二点位矩阵，基于第二公式计算目标pcb板的缺口点位矩阵；

26、其中，所述第二公式为：

27、e(i，j)＝u[gq(i，j)-g0(i，j)+1]×[gq(i，j)-g0(i，j)]

28、所述第二公式中，e(i，j)表示目标pcb板的缺口点位矩阵中第i行第j列的元素值；gq(i，j)表示第一点位矩阵gq中第i行第j列的元素值；g0(i，j)表示第二点位矩阵g0中第i行第j列的元素值；u[]表示正数归一化函数，若括号内的数值为正数则函数值为1，若括号内的数值为0或负数则函数值为0；

29、所述边缘计算系统根据所述目标pcb板的缺口点位矩阵检测所述目标pcb板是否存在缺陷，包括：

30、所述边缘计算系统根据所述目标pcb板的缺口点位矩阵，基于第三公式计算目标pcb板的破损判定值；

31、所述边缘计算系统判断所述目标pcb板的破损判定值是否等于1；

32、若所述目标pcb板的破损判定值等于1，则确定所述目标pcb板存在破损缺陷；

33、其中，所述第三公式为：

34、

35、所述第三公式中，p表示目标pcb板的破损判定值，若p＝1则表示实际生产的目标pcb板存在破损缺陷，若p＝0则表示实际生产的目标pcb板不存在破损缺陷；m表示所述相机拍摄到的图像中任一行的像素点总个数，n表示所述相机拍摄到的图像中任一列的像素点总个数。

36、在一可选实施例中，所述边缘计算系统将所述目标pcb板的缺口点位矩阵与目标pcb板设计图进行重叠检查，判断是否存在线路经过缺口，包括：

37、所述边缘计算系统根据第四公式计算目标pcb板的检测处理控制值；

38、所述边缘计算系统判断当前计算出的检测处理控制值是否等于2；

39、若当前计算出的检测处理控制值等于2，则判定目标pcb板上存在线路经过缺口；

40、其中，所述第四公式为：

41、

42、所述第四公式中，b表示目标pcb板的检测处理控制值；w表示通过pcb板设计软件画好的目标pcb板中的板子叠放总层数；ca(i，j)表示通过pcb板设计软件画好的目标pcb板的第a层中与所述第一图像的第i行第j列像素点对应位置的线路经过查验值，若检查到通过pcb板设计软件画好的目标pcb板的第a层中与所述第一图像的第i行第j列像素点对应位置有线路经过则ca(i，j)＝1，反之ca(i，j)＝0)；表示将a的值从1取值到w代入到括号内，若存在一个或一个以上的w值使得括号内的算式成立则整体函数值为1，反之整体函数值为0；表示将i的值从1取值到n，j的值从1取值到m代入到括号内，若存在一对或多对的i，j值使得括号内的算式成立则整体函数值为1，反之整体函数值为0；

43、在一可选实施例中，在所述边缘计算系统判断当前计算出的检测处理控制值是否等于2之后，还包括：

44、若当前计算出的检测处理控制值不等于2，则判断当前计算出的检测处理控制值是否等于1；

45、若当前计算出的检测处理控制值等于1，则判定目标pcb板上存在缺口但无线路经过缺口，向指定终端发送提醒信息。

46、本发明提供的一种基于边缘计算的电路板缺陷检测方法，首先通过相机采集设计的pcb板图像信息和实际生产的pcb板的图像信息，然后通过边缘计算系统对所述pcb板图像信息中的缺口进行识别，分别得到设计的pcb板图像信息和实际生产的pcb板的图像信息中的第一点位矩阵和第二点位矩阵，最后根据第一点位矩阵和第二点位矩阵，检测生产的pcb板的缺陷信息并能及时进行缺陷报警。本发明能够通过边缘计算系统智能、自动的识别实际生产的pcb版的缺陷信息，并在存在缺陷时进行自动的报警，有效地提升了pcb板缺陷检测效率。