线路板与Gerber图的对位方法、线路板检测方法及相关设备

本申请涉及线路板检测的，尤其涉及一种线路板与gerber图的对位方法、线路板检测方法及相关设备。

背景技术：

1、pcb（printed circuit board，印刷电路板）是电子产品的核心组件，其载体是pwb（printed wiring board，印刷线路板），pwb上未安装电子元器件，只有众多由铜箔制成的细小线路（称之为导线或者布线），当将所需的各电子元器件安装于pwb上时，pwb上原有的众多导线就会为这些电子元器件提供电路连接，最终构成了pcb。此外，由于pwb的好坏会直接决定pcb的质量与性能，而pcb的质量与性能又会直接影响电子产品的性能和使用寿命，所以在制造pwb时需要对pwb进行检测，主要是发现并纠正pwb的线路缺陷，比如开路、短路、缺铜、凸铜、线粗、残铜、凹铜等，这样有助于提升后续制造pcb的质量和效率，进而提升制造电子产品的质量和效率。

2、相关技术中，在对线路板（即pwb）进行检测之前存在一个不可或缺的环节，即线路板与相应gerber图的对位（gerber是一种文档格式，主要用来描述线路板的线路层、阻焊层、字符层等的图像及钻、铣数据），其指的是利用相机拍摄线路板的图像、并将线路板的图像与相应的gerber图进行匹配的过程；但是，现有的对位方式只考虑了线路板相对于gerber图的移动，而并未考虑线路板相对于gerber图的转动，从而致使后续检测线路板的准确性、效率等均有所不足，而且对于大幅面的线路板而言，需要将线路板与相应的gerber图进行逐像素的匹配，这同样不利于线路板检测效率的提高。

3、因此，有必要对线路板与相应gerber图的现有对位方案进行改进。

技术实现思路

1、本申请提供了一种线路板与gerber图的对位方法、线路板检测方法及相关设备，旨在解决相关技术中线路板的检测效率和准确性均有所不足的问题。

2、为了解决相关技术中所存在的上述技术问题，本申请实施例第一方面提供了一种线路板与gerber图的对位方法，包括：获取相机先后拍摄的待检测线路板左上角的第一区域图像和右下角的第二区域图像，并记录相机从待检测线路板左上角移动至右下角的水平移动距离和竖直移动距离；获取与待检测线路板相应的gerber图像，并参照第一区域图像从gerber图像中截取出相应的参考图像；对第一区域图像和参考图像进行图像匹配，得到待检测线路板相对于gerber图像的水平偏移量和竖直偏移量；根据gerber图像中第一圆形和第二圆形的圆心坐标，计算出第一圆形与第二圆形的圆心之间的连线在水平方向上的第一夹角，其中，第一圆形的圆心坐标在gerber图像上的所有圆形中最大，第二圆形的圆心坐标在gerber图像上的所有圆形中最小；根据水平移动距离、竖直移动距离、第一区域图像中第三圆形的圆心坐标以及第二区域图像中第四圆形的圆心坐标，计算出第三圆形与第四圆形的圆心之间的连线在水平方向上的第二夹角，其中，第三圆形为第一区域图像中位于左上角的圆形，第四圆形为第二区域图像中位于右下角的圆形；根据第一夹角和第二夹角，计算出待检测线路板相对于gerber图像的偏转角。

3、本申请实施例第二方面提供了一种线路板检测方法，包括：根据本申请实施例第一方面所提及的对位方法，得到待检测线路板相对于相应gerber图像的水平偏移量、竖直偏移量和偏转角；根据水平偏移量和竖直偏移量，生成相应的补偿指令并发送至相机，其中，补偿指令用于指导相机利用水平偏移量和竖直偏移量对自身的运动进行补偿；向相机发送拍摄指令，并获取相机响应于拍摄指令所拍摄的待检测线路板的实际图像；参照偏转角对实际图像进行相应的旋转，并将旋转后的实际图像与gerber图像进行模板匹配；依据模板匹配的结果，判断待检测线路板是否存在线路缺陷。

4、本申请实施例第三方面提供了一种线路板检测设备，包括相机以及电子设备，相机与电子设备通讯连接，其中：相机，用于在电子设备的控制下拍摄待检测线路板的图像；电子设备，用于：获取待检测线路板的图像及相应的gerber图像，并根据本申请实施例第一方面所提及的对位方法，实现待检测线路板与gerber图像之间的对位；或，根据本申请实施例第二方面所提及的线路板检测方法，检测出待检测线路板是否存在线路缺陷。

5、本申请实施例第四方面提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，存储器与处理器通讯连接，存储器上存储有至少一段计算机指令，处理器用于调用存储器所存储的至少一段计算机指令，以实现本申请实施例第一方面所提及的对位方法，或实现本申请实施例第二方面所提及的线路板检测方法。

6、可以理解的是，通过本申请上述技术方案的实施，利用相机先后拍摄待检测线路板左上角的第一区域图像和右下角的第二区域图像，并获取了与待检测线路板相应的gerber图像，同时还需参照第一区域图像从gerber图像中截取出相应的参考图像，随后可依据第一区域图像与参考图像之间的图像匹配得到待检测线路板相对于gerber图像的偏移量（即水平偏移量和竖直偏移量），最后还可依据相机从待检测线路板左上角移动至右下角的移动距离（即水平移动距离和竖直移动距离）、参考图像中两个圆形的圆心坐标、第一区域图像中一个圆形的圆心坐标及第二区域图像中另一圆形的圆心坐标，计算出待检测线路板相对于gerber图像的偏转角。由此可见，在对待检测线路板与相应的gerber图像进行对位时，本申请不仅考虑了待检测线路板相对于gerber图像的移动（即偏移量），还考虑了待检测线路板相对于gerber图像的转动（即偏转角），这相较传统方案可提升线路板检测的准确性和效率；而且，本申请仅需依据三个图像（即第一区域图像、第二区域图像和参考图像）及其中的几个特定的圆形，即可实现待检测线路板与相应gerber图像之间的对位，对于大幅面的线路板而言，无需像传统方案那样逐像素地进行待检测线路板与相应gerber图像的匹配，更加有利于大幅面线路板检测效率的提高。

技术特征：

1.一种线路板与gerber图的对位方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的对位方法，其特征在于，所述根据所述gerber图像中第一圆形和第二圆形的圆心坐标，计算出所述第一圆形与所述第二圆形的圆心之间的连线在水平方向上的第一夹角，包括：

3.根据权利要求2所述的对位方法，其特征在于，所述第一圆心坐标差值的计算公式为：sp_x=sp2_x-sp1_x，sp_y=sp2_y-sp1_y；其中，所述第一圆形的圆心坐标为(sp1_x，sp1_y)，所述第二圆形的圆心坐标为(sp2_x，sp2_y)，所述第一圆心坐标差值为(sp_x，sp_y)；

4.根据权利要求1所述的对位方法，其特征在于，所述根据所述水平移动距离、所述竖直移动距离、所述第一区域图像中第三圆形的圆心坐标及所述第二区域图像中第四圆形的圆心坐标，计算出所述第三圆形与所述第四圆形的圆心之间的连线在水平方向上的第二夹角，包括：

5.根据权利要求4所述的对位方法，其特征在于，所述水平像素距离和所述竖直像素距离的计算公式分别为im_sx=sx÷pix_precision和im_sy=sy÷pix_precision，im_sx为所述水平像素距离，im_sy为所述竖直像素距离，sx为所述水平移动距离，sy为所述竖直移动距离，pix_precision为所述相机的像素精度；所述第二圆心坐标差值的计算公式为ip_x=ip2_x+im_sx-ip1_x和ip_y=ip2_y+im_sy-ip1_y，所述第三圆形的圆心坐标为(ip1_x，ip1_y)，所述第四圆形的圆心坐标为(ip2_x，ip2_y)，所述第二圆心坐标差值为(ip_x，ip_y)；所述第二夹角的计算公式为β=arctan(ip_y/ip_x)，arctan(ip_y/ip_x)表示对ip_y/ip_x进行反正切运算，β表示所述第二夹角。

6.根据权利要求1所述的对位方法，其特征在于，所述偏转角的计算公式为：γ=α-β；其中，γ为所述偏转角，α为所述第一夹角，β为所述第二夹角。

7.根据权利要求1所述的对位方法，其特征在于，所述参考图像的尺寸大于所述第一区域图像的尺寸。

8.一种线路板检测方法，其特征在于，包括：

9.一种线路板检测设备，其特征在于，包括：

10.一种电子设备，其特征在于，包括：

技术总结
本申请提供了一种线路板与Gerber图的对位方法、线路板检测方法及相关设备，涉及线路板检测的技术领域。本申请利用相机先后拍摄线路板左上角的第一区域图像和右下角的第二区域图像，并从相应的Gerber图像中截取出了与第一区域图像对应的参考图像，随后可依据第一区域图像与参考图像之间的图像匹配得到线路板相对于Gerber图像的偏移量，最后还可依据相机从线路板左上角移动至右下角的移动距离、参考图像中两个圆形的圆心坐标、第一区域图像中一个圆形的圆心坐标及第二区域图像中另一圆形的圆心坐标，计算出线路板相对于Gerber图像的偏转角。可见，本申请同时考虑了线路板相对于Gerber图像的移动和转动，相较传统方案提升了线路板检测的准确性和效率。

技术研发人员：李岱,程涛,陆建勋,张培江
受保护的技术使用者：深圳技术大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/29