所述目标图像 的绽放系数k，旋转角度是a，及平移量是dx，dy。则仿射变换矩阵是：
[0170] 那么，所述标准图像中的顶点到所述目标图像的对应顶点变换过程是：
[0172] 将所述目标图像中任意两个顶点的坐标以及预设的标准图像中对应两个顶点的 坐标代入公式（7)解出k，a，dx，dy。
[0173] 在所述仿射变换矩阵计算模块95通过公式（6)~（7)计算出所述仿射变换矩阵 后，所述匹配模块96将所述仿射变换矩阵与所述标准图像得到配准图像，即可得到所述配 准图像。在得到配准图像后，通过将所述配准图像与所述目标图像进行一一对应进行匹配， 从而检测出所述目标图像中是否包含瑕疵点。
[0174] 综上所述，本发明实施例公开的一种基于外轮廓的PCB板卡匹配方法及装置通过 充分利用PCB板卡本身的信息（PCB板卡上充满了与PCB板卡边缘平行的直线信息），通过 获取这些直线信息来确定PCB板卡边缘信息，从而得到PCB板卡的至少两个顶点的坐标，并 通过此计算方法分别得到标准图像和目标图像中PCB板卡的至少两个顶点的坐标，将所述 至少两个顶点中的任意两个顶点标定作为局部特征点来计算得到标准图像到所述目标图 像的仿射变换矩阵，从而得到配准图像以对目标图像进行匹配。由于特征点的计算不需要 遍历每个像素，因此计算速度大大加快，从而提高匹配效率。
[0175] 以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员 来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为 本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种基于外轮廓的PCB板卡匹配方法，其特征在于，包括步骤： 检测目标图像中所有的边缘信息，并获取所述边缘信息中的直线信息； 基于所述直线信息计算获得PCB边缘信息； 基于所述PCB边缘信息计算得到所述目标图像中所述PCB板卡的至少两个顶点的坐 标； 基于所述目标图像中所述PCB板卡的至少两个顶点中的任意两个顶点的坐标以及预 设的标准图像中所述PCB板卡的对应两个顶点的坐标，计算得到所述标准图像到所述目标 图像的仿射变换矩阵； 基于所述仿射变换矩阵与所述标准图像得到配准图像，并将所述配准图像与所述目标 图像进行匹配。2. 根据权利要求1所述的一种基于外轮廓的PCB板卡匹配方法，其特征在于：所述PCB 边缘信息包括所述PCB板卡的每个边缘与所述目标图像的平面坐标系的X轴或Y轴之间的 夹角和截距。3. 根据权利要求1所述的一种基于外轮廓的PCB板卡匹配方法，其特征在于：采用 Canny算子检测所述目标图像中所有的边缘信息，采用Hough变换进行直线检测以获取所 述边缘信息中的直线信息。4. 根据权利要求2所述的一种基于外轮廓的PCB板卡匹配方法，其特征在于：通过以 下步骤计算得到所述PCB边缘信息中所述PCB板卡的每个边缘与所述目标图像的平面坐标 系的X轴或Y轴之间的夹角： 计算所述直线信息中所有直线的方向，得到直线的倾斜角度集合{Di}，其中，{Di}中 的每一个直线的倾斜角度范围是0~180° ; 利用下列公式计算得到所述PCB板卡的任一边缘与所述目标图像的平面坐标系的X轴 或Y轴之间的夹角da:其中，a为变量，a的取值范围是0~180° ;da表示与{Di}中的所有直线的倾斜角度 夹角最小的角度；i= 1，2, 3…Μ,Μ为所述直线信息中所有直线的总数量； 所述PCB板卡的其余三个边缘与所述目标图像的平面坐标系的X轴或Υ轴之间的夹角 分别为：da，da+90。，da+90。。5. 根据权利要求2所述的一种基于外轮廓的PCB板卡匹配方法，其特征在于：通过以 下步骤计算得到所述PCB边缘信息中所述PCB板卡的每个边缘与所述目标图像的平面坐标 系的X轴或Y轴之间的夹角： 计算所述直线信息中所有直线的方向，得到直线的倾斜角度集合{Di}，其中，{Di}中 的每一个直线的倾斜角度范围是0~180° ; 利用下列公式计算得到所述PCB板卡的任一边缘与所述目标图像的平面坐标系的X轴 或Y轴之间的夹角da:其中，a为变量，a的取值范围是0~180° ;da表示与{Di}中的所有直线的倾斜角度 夹角最小的角度；i= 1，2, 3…Μ,Μ为所述直线信息中所有直线的总数量； 所述PCB板卡的其余三个边缘与所述目标图像的平面坐标系的X轴或Υ轴之间的夹角 分别为：da，da+90。，da+90。。6. 根据权利要求4或5所述的一种基于外轮廓的PCB板卡匹配方法，其特征在于：通 过以下步骤计算得到所述PCB边缘信息中所述PCB板卡的每个边缘与所述目标图像的平面 坐标系的X轴或Y轴之间的截距： 遍历所述直线信息中的所有直线，通过以下公式计算得到与所述PCB板卡的任一边缘 同向的直线集合{Mi}: {M.lM.e {LJ, |^-(10 | < ε } 其中，{Li}为所述直线信息中的所有直线集合；Ki为直线Li的倾斜角；ε为{Li}中 的直线与所述PCB板卡的任一边缘方向的最小夹角； 假设直线集合{Mi}与X轴/Y轴的截距为{Bi}，设： Bnax=max{BJ,Bnin=min{BJ 将区间等分成N个子区间，则ΔΒ= 则第i个区间Ai的范围 是： Α,= [Βηιη+ΔΒ*(?-1),Βηιη+(ΔΒ*?)] 其中，Β_为{Bi}中的最大值，{Bi}中的最小值；ΔΒ为每个截距区间的大小； 对{Bi}中所有的截距进行区间统计，得到ΙΑ}，0 <=i<=Ν，ΙΑ}表示截距落在第i个区间的个数； 从i= 0递增在IA}中找到第一个峰值所对应的截距队，从i=N递减在{CJ中找到 第一个峰值所对应的截距民，则Bl、民代表所述PCB板卡的两个同向边缘与X轴/γ轴的截 距； 设置da, =da+90°d#da=da, -90°代入上述公式中，并重复上述步骤，得到所述PCB板卡的另外两个同向边缘与X轴/Y轴的截距Bu、Bb。7. 根据权利要求6所述的一种基于外轮廓的PCB板卡匹配方法，其特征在于：通过以 下步骤计算所述目标图像中所述PCB板卡的至少两个顶点的坐标： 基于得到的PCB板卡的每个边缘所述目标图像的平面坐标系的X轴或Y轴之间的夹 角和截距，得到四条直线，分别为丄1((1。，81)，1^((1。，8上1^3((1。+90°义）和1^4((1。+90°， Bb)，四条直线相交得到四个顶点p。，Ρρp2,p3; 通过以下计算方法得到所述四个顶点中的至少两个顶点的坐标： 1^1:7=七3]1((1。）1+81，1^3:7 =七311((1。+9。)1+811，解一个二元一次方程组，得到交点口。坐 标： ((Bj-Bu)/(tan(da+90) -tan(da)), (tan(da)~kBu-tan(da+90)~kBj)/(tan(da+90)-tan(da))) 依次类推得到后面的交点： Bb)/(tan(da+90) -tan(da))，（tan(da) *Bb-tan(da+90) *BD/ (tan(da+90) -tan(da))) p2：((Ba-Bu)/(tan(da+90) -tan(da)), (tan(da)~kBu-tan(da+90)~kBa)/ (tan(da+90) -tan(da))) p3:((Ba-Bb)/(tan(da+90) -tan(da))，（tan(da) *Bb-tan(da+90) *Ba)/(tan(da+EJ一tan(da))) 〇8. 根据权利要求7所述的一种基于外轮廓的PCB板卡匹配方法，其特征在于，通过以下 步骤得到所述标准图像到所述目标图像的仿射变换矩阵： 假设所述标准图像中所述PCB板卡的四个顶点是（pM，P(]2, P(]3,pM)，所述目标图像中所 述PCB板卡的对应的四个顶点是（pn，p12,p13,p14)，假设所述标准图像到所述目标图像的绽 放系数k，旋转角度是a，及平移量是dx，dy，则仿射变换矩阵是：那么，所述标准图像中的顶点到所述目标图像的对应顶点变换过程是： 将所述目标图像中任意两个顶点的坐标以及预设的标准图像中对应两个顶点的坐标 代入上述公式解出k，a，dx，dy。9. 根据权利要求8所述的一种基于外轮廓的PCB板卡匹配方法，其特征在于，将所述仿 射变换矩阵与所述标准图像相乘，得到所述配准图像。10. -种基于外轮廓的PCB板卡快速匹配装置，其特征在于，包括： 边缘信息检测模块，用于检测目标图像中所有的边缘信息； 直线信息获取模块，用于获取所述边缘信息中的直线信息； PCB边缘信息获取模块，基于所述直线信息计算获得PCB边缘信息； 顶点计算模块，基于所述PCB边缘信息计算得到所述目标图像中所述PCB板卡的至少 两个顶点的坐标； 仿射变换矩阵计算模块，基于所述目标图像中所述PCB板卡的至少两个顶点中的任意 两个顶点的坐标以及预设的标准图像中所述PCB板卡的对应两个顶点的坐标，计算得到所 述标准图像到所述目标图像的仿射变换矩阵； 匹配模块，基于所述仿射变换矩阵与所述标准图像得到配准图像，并将所述配准图像 与所述目标图像进行匹配。
【专利摘要】本发明公开了一种基于外轮廓的PCB板卡匹配方法，包括步骤：检测目标图像中所有的边缘信息，并获取所述边缘信息中的直线信息；基于所述直线信息计算获得PCB边缘信息；基于所述PCB边缘信息计算得到所述目标图像中所述PCB板卡的至少两个顶点的坐标；基于所述目标图像中所述PCB板卡的至少两个顶点中的任意两个顶点的坐标以及预设的标准图像中所述PCB板卡的对应两个顶点的坐标，计算得到所述标准图像到所述目标图像的仿射变换矩阵；基于所述仿射变换矩阵与所述标准图像得到配准图像，并将所述配准图像与所述目标图像进行匹配。
【IPC分类】G06T7/00
【公开号】CN105261022
【申请号】CN201510679957
【发明人】廖明熙
【申请人】广州视源电子科技股份有限公司
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2015年10月19日