高精度与高抗干扰性定位PCB板Mark点的方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及印刷电路板的制作技术领域，尤其涉及一种高精度与高抗干扰性定位 PCB板Mark点的方法及装置。
【背景技术】
[0002] 基准（Mark)点是印刷电路板（Printed Circuit Board, PCB)上的定位标识，常见 形状有圆形、菱形、三角形和十字形等，其中以圆形居多。
[0003] 在表面贴装技术（Surface Mount Technology，SMT)中，PCB板上各元件位置都以 基准点为基准，因此怎样快速准确的找到基准点位置成为SMT表贴装工艺中一个极其关键 环节。这一任务，由贴片机器的视觉定位系统实现。定位的精确度、稳定性以及定位速度等 是衡量视觉定位系统好坏的性能指标。对于圆形基准点，传统定位方式主要有，Hough变换， 曲线拟合，边缘检测以及模板匹配等。
[0004] 现有的基准点定位方法在寻找圆的部分没有考虑到存在圆形物的干扰的情况，即 如果一张图片中存在两个甚至更多的圆形目标，现有的定位方法无法确定哪个是真正的基 准点，进而无法准确定位基准点。
【发明内容】
[0005] 有鉴于此，本发明实施例提出一种高精度与高抗干扰性定位PCB板Mark点的方法 及装置，以实现在存在圆形物干扰的情况下，准确定位PCB板Mark点。
[0006] 第一方面，本发明实施例提供了一种高精度与高抗干扰性定位PCB板Mark
[0007] 点的方法，所述方法包括：
[0008] 对待定位基准点Mark点的图片按照像素值之间的差值进行图片分割，得到子图 片；
[0009] 采用形心法获取所述子图片中圆形区域的粗略圆心和粗略半径；
[0010] 基于所述圆形区域的粗略圆心和粗略半径，利用探针法确定所述图片中的基准 点。
[0011] 第二方面，本发明实施例提供了一种高精度与高抗干扰性定位PCB板Mark点的装 置，所述装置包括：
[0012] 分割单元，用于对待定位基准点Mark点的图片按照像素值之间的差值进行图片 分割，得到子图片；
[0013] 获取单元，用于采用形心法获取所述子图片中圆形区域的粗略圆心和粗略半径；
[0014] 确定单元，用于基于所述圆形区域的粗略圆心和粗略半径，利用探针法确定所述 图片中的基准点。
[0015] 采用本实施例所提供的技术方案，能够有效去除其它圆形物的干扰，提高PCB板 基准点定位的抗干扰性，进一步的提升了定位精度。
【附图说明】
[0016] 图1是本发明第一实施例提供的高精度与高抗干扰性定位PCB板Mark点的方法 的流程图；
[0017] 图2是标准基准点组成特征示意图；
[0018] 图3是基准点内通过圆心点直线在圆形区域内的灰度变化曲线图；
[0019] 图4是本发明第二实施例提供的高精度与高抗干扰性定位PCB板Mark点的方法 的流程图；
[0020] 图5是本发明第三实施例提供的高精度与高抗干扰性定位PCB板Mark点的方法 的流程图；
[0021] 图6是本发明第四实施例提供的高精度与高抗干扰性定位PCB板Mark点的方法 的流程图；
[0022] 图7是本发明第五实施例提供的高精度与高抗干扰性定位PCB板Mark点的方法 的流程图；
[0023] 图8是图像边缘灰度变化示意图；
[0024] 图9是图像边缘灰度差分示意图；
[0025] 图10是像素边缘与亚像素边缘示意图；
[0026] 图11是本发明第七实施例提供的高精度与高抗干扰性定位PCB板Mark点装置的 结构图；
[0027] 图12a是依据本发明第三实施例所提供的方法在复杂背景下检测Mark点的结果 示意图；
[0028] 图12b是依据本发明第三实施例所提供的方法在复杂背景下检测Mark点的结果 示意图；
[0029] 图12c是依据本发明第三实施例所提供的方法在复杂背景下检测Mark点的结果 示意图。
【具体实施方式】
[0030] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描 述的具体实施例仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于 描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。
[0031] 第一实施例。
[0032] 图1是本发明第一实施例提供的高精度与高抗干扰性定位PCB板Mark点的方法 的流程图，所述的高精度与高抗干扰性定位PCB板Mark点的方法包括 ：
[0033] 步骤S101，对待定位基准点Mark点的图片按照像素值之间的差值进行图片分割， 得到子图片。
[0034] 贴片机器的视觉定位系统贴装头带动下视相机（又称基准点相机）运动到基准点 上方拍照，获得基准点所在区域图片。如图2所示，基准点边缘光滑、齐整，颜色与周围的背 景色有明显区别，不同的颜色在图片中的像素值会有较大的差异。利用基准点的这一特性， 可以利用图片中的像素值，通过设定不同的阈值，将图片的点像素值进行比较计算，分割图 片中的区域，形成不同的子图片，便于后期处理。
[0035] 步骤S102,采用形心法获取所述子图片中圆形区域的粗略圆心和粗略半径。
[0036] 对步骤SlOl中所形成的子图片进行扫描，找到子图片中的圆形区域，这些圆形区 域可能就是PCB板中的基准点，对于这些圆形区域，可以通过形心法来计算这些圆形区域 的粗略圆心和粗略半径，形心法的原理为统计构成该圆的边缘点的所有坐标，并将这些边 缘点连接成圆，并通过边缘点的坐标的平均值计算该圆的圆心。形心法的优点在于计算量 少，计算时间短，缺点在于定位精度稍差。
[0037] 形心法可以采用如下计算方式：
[0038]
【主权项】
1. 一种高精度与高抗干扰性定位PCB板Mark点的方法，包括： 对待定位基准点Mark点的图片按照像素值之间的差值进行图片分割，得到子图片； 采用形心法获取所述子图片中圆形区域的粗略圆心和粗略半径； 基于所述圆形区域的粗略圆心和粗略半径，利用探针法确定所述图片中的基准点。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述圆形区域的粗略圆心和粗 略半径，利用探针法确定所述图片中的基准点，包括： 选取通过所述圆形区域的粗略圆心的任一方向直线； 根据所述直线在圆形区域内的像素值变化特征与标准基准点的像素值变化特征，确定 正确的基准点。
3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述直线在圆形区域内的像素值变 化特征与标准基准点的像素值变化特征，确定正确的基准点，包括： 从所述直线上粗略圆心、1. 5倍半径处和3. 5倍半径处开始以一定间隔提取设定数 量的像素点灰度值，并分别计算提取的所有像素点的灰度平均值Gml、Gm2与Gm3 ;如果 P1XGmPGmAP3XGm3>Gm2，贝U确定所述粗略圆心所属的圆为正确的基准点，其中P1及P3为 预设的〇到1之间的灰度比较权值。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述圆形区域的粗略圆心和粗 略半径，利用探针法确定所述图片中的基准点之后，所述方法还包括： 按照像素值的变化提取正确的基准点的亚像素边缘点； 根据亚像素边缘点拟合基准点，确定基准点的圆心及半径。
5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据亚像素边缘点拟合基准点，确定 基准点的圆心及半径，包括： 使用基于稳健估计的几何距离法，根据亚像素边缘点确定基准点的圆心及半径。
6. -种高精度与高抗干扰性定位PCB板Mark点的装置，包括： 分割单元，用于对待定位基准点Mark点的图片按照像素值之间的差值进行图片分割， 得到子图片； 获取单元，用于采用形心法获取所述子图片中圆形区域的粗略圆心和粗略半径； 确定单元，用于基于所述圆形区域的粗略圆心和粗略半径，利用探针法确定所述图片 中的基准点。
7. 根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述确定单元包括： 选取子单元，用于选取通过所述圆形区域的粗略圆心的任一方向直线； 确定子单元，用于根据所述直线在圆形区域内的像素值变化特征与标准基准点的像素 值变化特征，确定正确的基准点。
8. 根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述确定子单元具体用于： 从所述直线上粗略圆心、1. 5倍半径处和3. 5倍半径处开始以一定间隔提取设定数量 的像素点灰度值，并分别计算提取的所有像素点的灰度平均值Gml、Gm2与Gm3 ; 如果P1XGm^GmAP3XGm3>Gm2，贝U确定所述粗略圆心所属的圆为正确的基准点，其中Pl及P3为预设的O到1之间的灰度比较权值。
9. 根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述高精度与高抗干扰性定位PCB板 Mark点的装置还包括： 提取单元，用于按照像素值的变化提取正确的基准点的亚像素边缘点； 拟合单元，用于根据亚像素边缘点拟合基准点，确定基准点的圆心及半径。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述拟合单元具体用于： 使用基于稳健估计的几何距离法，根据亚像素边缘点确定基准点的圆心及半径。
【专利摘要】本发明实施例公开了一种高精度与高抗干扰性定位PCB板Mark点的方法及装置，所述的高精度与高抗干扰性定位PCB板Mark点的方法包括：对待定位基准点Mark点的图片按照像素值之间的差值进行图片分割，得到子图片，采用形心法获取所述子图片中圆形区域的粗略圆心和粗略半径，基于所述圆形区域的粗略圆心和粗略半径，利用探针法确定所述图片中的基准点。能够有效去除其它圆形物的干扰，提高PCB板基准点定位的抗干扰性，进一步的提升了定位精度。
【IPC分类】G06T7-00, G06K9-00
【公开号】CN104732207
【申请号】CN201510108871
【发明人】高健, 曾友, 简川霞, 姜永军, 卜研, 岑誉, 陈新, 汤晖
【申请人】广东工业大学
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年3月12日