一种器件倾斜角度检测方法、系统及电子设备与流程

本发明属于器件检测领域，更具体地，涉及一种器件倾斜角度检测方法、系统及电子设备。

背景技术：

1、器件指的是用于某一特定目的或完成某一特定功能的一种机件或零件，例如电子器件。其中，电子器件包括：电阻、电容、电感、二极管、三极管、发光二极管(light-emittingdiode，led)、场效应晶体管(field effect transistor，fet)以及金属-氧化物半导体场效应管(metal-oxide semiconductor fet，mos-fet)等等。

2、器件在实际应用时通常需要设置在底板上，底板可以是：基板、pcb板或绝缘板等。有一些场合，当器件相对底板的倾斜角度未能达到预设需求时，会影响器件性能的发挥。例如对led器件，其相对底板的倾斜角度不同时，所呈现的亮度不同；进一步地，对于led阵列光源，若每个led相对底板的倾斜角度不同，则整个led阵列光源的亮度的不可控因素大大增加。因此需要对器件相对底板的倾斜角度进行检测，以方便对器件性能进行评估和调整。

3、现有器件倾斜角度检测方法先获取器件在底板上的深度图，之后生成两个平面和器件深度图相交，得到与器件表面和底板表面相交的两条线，最后通过计算两条线的夹角确定器件相对底板的倾斜角度。上述方法虽然可以得到器件相对底板的倾斜角度，但是计算过程中选取与平面相交的器件表面和底板上表面的部分信息确定器件相对底板的倾斜角度，只考虑了器件上表面和底板上表面的部分信息计算角度，角度计算精度相对较差。且上述方法计算过程需要计算两个平面与器件上表面和底板上表面的交线，之后计算两个交线的夹角，计算过程耗时较长。

技术实现思路

1、针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种器件倾斜角度检测方法、系统及电子设备，旨在解决现有器件倾斜角度检测方法精度差且耗时长的问题。

2、为实现上述目的，第一方面，本发明提供一种器件倾斜角度检测方法，包括以下步骤：

3、获取器件的深度图；所述器件被设置在底板上；

4、从深度图上提取器件上表面对应的第一感兴趣区域(region of interest，roi)，并提取器件周围底板对应的第二roi；

5、将第一roi对应的高度平面作为器件上表面，将第二roi对应的高度平面作为器件周围底板上表面；

6、根据器件上表面与器件周围底板上表面确定器件相对底板的倾斜角度。

7、需要说明的是，深度图由摄像机拍摄得到，每一个像素值表示物体上某点到摄像机的距离。物体的高度越高，其距离摄像机的距离越近，在深度图中成像的颜色越浅，反之物体的高度越低，其距离摄像机的距离越远，在深度图中成像的颜色越深。

8、进一步地，一般而言器件的上表面具有一定面积，而深度图成像时，其上表面成像的高度值相对集中，且颜色也接近。相应地，一般底板的表面是一个平面，则对器件周围底板成像时底板上表面成像的高度值也相对集中。则可以根据高度值在灰度图上选取器件上表面对应的第一roi和器件周围底板上表面对应的第二roi，之后根据第一roi和第二roi对应的高度平面之间的夹角确定器件相对底板的倾斜角度。

9、可以理解的是，一般情况下，器件设置在底板上指的是器件被焊接、插接或固定连接在底板上。通常器件是垂直设置在底板上，此时器件上表面相对底板上表面是平行的，当器件未被垂直设置在底板时，器件上表面与底板上表面不平行，存在夹角。此时的夹角也是器件相对底板垂直方向的倾斜角度。

10、示例地，提取器件上表面对应的第一roi和器件周围底板对应的第二roi之前，先根据器件在底板的实物分布情况从深度图中确定器件所在区域和器件周围底板区域，之后在器件所在区域根据深度图的高度信息在深度图中提取第一roi，在器件周围底板区域根据深度图的高度信息在深度图中提取底板上表面对应的第二roi。

11、在一个可选的示例中，提取第一roi，具体为：

12、根据深度图包含的高度信息确定器件所在区域的高度均值；

13、将器件所在区域内高度值相比其高度均值差值不超出预设值的子区域作为第一roi。

14、具体地，选取高度值相对集中的区域作为第一roi，剔除高度值过大或者过小的区域。

15、在一个可选的示例中，该方法还包括如下步骤：

16、利用所述高度均值得到第一roi后，确定第一roi的高度方差和/或第一roi与器件所在区域的面积比；

17、若满足以下两个条件之一，则重新提取第一roi；所述两个条件包括：高度方差大于设定方差和面积比小于设定比例；

18、所述重新提取第一roi的步骤为：

19、以器件所在区域的中心为中心生成一个预设宽度和预设长度的矩形，并确定矩形对应的高度均值；

20、将矩形中高度值相比其高度均值相差不超出预设值的区域作为第一roi。

21、可以理解的是，若第一roi高度方差大于设定方差，则第一roi对应的高度平面不是一个相对平整的平面，无法真实反映器件上表面对应的平面。若第一roi与器件所在区域的面积比小于设定比例，则第一roi对应的高度平面面积过小，将无法真实反映器件上表面的信息。因此，若存在上述两个条件至少之一的情况，则需要重新提取第一roi，直至所提取的第一roi的高度方差不大于设定方差且第一roi与器件所在区域的面积比不小于设定比例。

22、在一个可选的示例中，从所述深度图上提取第二roi，具体为：

23、在深度图上以器件所在区域为基准，向外延伸预设区域，得到延伸区域；所述延伸区域不包含器件所在区域；

24、将延伸区域中高度值与其高度均值相差不超出预设值的区域作为第二roi。

25、需要说明的是，第二roi是将第一roi包围的，第二roi对应的高度信息反映器件周围底板对应的平面，第一roi对应的高度信息反映器件上表面对应的平面。

26、在一个可选的示例中，在深度图上以器件所在区域为基准，向外延伸预设区域，具体为：

27、以器件所在区域的长宽为基准，将长和宽分别向两端延伸预设值，将延伸部分作为延伸区域；所述预设值以延伸区域只涵盖器件周围底板为准设定。

28、在一个可选的示例中，根据器件上表面与器件周围底板上表面确定器件相对底板的倾斜角度，具体为：

29、将两个上表面之间的夹角作为器件相对底板的倾斜角度。

30、示例地，通过如下步骤确定两个上表面之间的夹角：分别确定器件上表面的平面法向量和器件周围底板上表面的平面法向量；将两个平面法向量之间的夹角作为两个上表面的夹角。

31、在一个可选的示例中，所述器件为led。

32、在一个可选的示例中，所述高度值相比高度均值差值不超出预设值的子区域包括有至少一个，将所有子区域合并作为对应的roi、将所有子区域中面积最大的子区域作为对应的roi、或将所有子区域中面积超出阈值的子区域合并作为对应的roi。

33、在一个可选的示例中，当待检测的器件为多个，且多个器件被设置在一个底板上时，先获取底板上至少一个器件的深度图，之后根据器件在底板上的位置信息从深度图中划分每个器件所在区域，最后基于每个器件所在区域确定每个器件的第一roi和第二roi，以根据每个器件的第一roi和第二roi确定每个器件相对底板的倾斜角度。

34、第二方面，本发明提供一种器件倾斜角度检测系统，包括：

35、深度图获取模块，用于获取器件的深度图；所述器件被设置在底板上；

36、roi提取模块，用于从深度图上提取器件上表面对应的第一roi，并提取器件周围底板对应的第二roi；

37、倾斜角度确定模块，用于将第一roi对应的高度平面作为器件上表面，将第二roi对应的高度平面作为器件周围底板上表面；以及根据器件上表面与器件周围底板上表面确定器件相对底板的倾斜角度。

38、第三方面，本发明提供一种电子设备，包括：至少一个存储器，用于存储程序；至少一个处理器，用于执行存储器存储的程序，当存储器存储的程序被执行时，处理器用于执行第一方面或第一方面的任一个可选的示例所描述的方法。

39、第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，当计算机程序在处理器上运行时，使得处理器执行第一方面或第一方面的任一个可选的示例所描述的方法。

40、第五方面，本发明提供一种计算机程序产品，当计算机程序产品在处理器上运行时，使得处理器执行第一方面或第一方面的任一个可选的示例所描述的方法。

41、总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

42、本发明提供一种器件倾斜角度检测方法、系统及电子设备，通过利用器件在底板上的深度图提取器件上表面对应的高度平面和器件周围底板对应的高度平面，并利用两个平面的夹角确定器件相对底板的倾斜角度。由于本发明尽可能利用高度值相对集中的器件上表面信息和底板上表面信息来求取器件相对底板的倾斜角度，使得本发明求取的倾斜角度的精度较高，且本发明通过一次深度图扫描和roi区域选取即可得到器件相对底板的倾斜角度，操作简单有效，耗时较短。