印刷电路板焊盘参数的图像测量方法

提出了一种焊盘参数的图像测量方法.该方法首先利用圆形框获取包含被测焊盘区域,并对测量图像进行预处理;然后在圆形框上采用扫描法去除焊盘的泪滴区;其次在极坐标系下搜索焊盘边缘点,并利用最小二乘圆拟合法去除奇异边缘点、两次拟合法得到焊盘的边缘圆;最后经摄像机标定后计算出焊盘圆心和直径参数.方法中采用中值滤波、泪滴去除、奇异边缘点去除、系统线性标定等方法提高测量精度.测量结果表明,本测量方法精度高、速度快、稳定性好.已运用于自动光学测量仪中.     

印刷电路板光电图像走线检测研究

为了更精确地检测出含有噪声与模糊的印刷电路板(PCB)光电图像中走线的信息,提出了结合随机Hough变换和最小二乘法拟合直线两者优点的直线检测新方法。首先对含有走线的PCB光电图像进行预处理,给出误差阈值;然后用随机Hough变换粗略确定图像中直线的大概位置,剔除干扰点与噪声,保留符合误差阈值要求的直线附近的点集;最后用最小二乘法拟合各个集中的点,得到较精确的直线参量,从而得到各条拟合直线。对由CCD与显微镜获取PCB光电图像的走线进行实际检测,结果表明,本文提出的方法可实现精确的直线检测。     

基于靶标的三目视觉3维坐标测量系统

为了解决复杂环境中大视场、高精度、非接触3维测量问题,采用三目摄像机结构,通过靶标成像来测量被测点3维坐标的测量系统。测量时摄像机采集测量靶标的图像,计算机通过图像处理的方法获取测量靶标上标志点的3维坐标,并提出基于被测点与标志点间距离方程与直线约束的被测点求解优化方法。测量系统通过高精度光栅位移平台带动测量靶标移动来完成测试。结果表明,测量系统在视场范围、测量精度、使用灵活性等方面有较大的改进,能够测量视场深度从2m~5m范围内的视场,测量精度优于0.2mm。     

基于光学低相干的焊缝外观特征检测

针对目前焊缝外观检测实时性差、精度低等问题,提出一种基于光学低相干的焊缝外观特征检测方法。利用光学低相干测量原理获取焊缝外观的三维坐标信息,并利用滤波算法提取出焊缝三维轮廓;基于焊缝轮廓线的特征,提出采用DBGBCA算法对点集进行分类,以确定拟合区间;利用RANSAC算法进行直线拟合后,精确调整多项式拟合区间和拟合阶数进行曲线拟合;基于直线拟合和曲线拟合确定特征点,得到焊缝外观参数。试验结果表明,所提方法可使检测结果精确到0.004 mm,满足工业生产要求。     

一种实时测量中畸变数字校正方案

为了提高光电检测系统对激光目标点的测量精度,设计了由11个等距离激光目标点组成的畸变检测装置.根据测量得到的系统畸变变化情况,拟合出实时测量时目标点在线阵CCD上成像位置的补偿方程.在确定补偿方程时,分别进行了一次线性方程、二次方程、三次方程和四次方程拟合,并进行了理论分析和实验测试.在对焦距的30.01 mm的光学测量系统进行拟合测试时的结果表明,二次方程和三次补偿方程均可以满足测量要求,其中三次拟合方程补偿得到的像(误差为0.004 5 mm)略微优于二次拟合补偿效果(误差为0.005 3 mm),但实际工程测量中主要采用二次拟合方程来减小计算中误差传递,其中采用二次拟合方程补偿后即可使系统的测量精度从1.82%提高到0.07%.     

深度约束的零件尺寸测量系统标定方法

针对大尺寸平面零件尺寸测量系统标定精度不高的问题,提出了一种基于深度信息的系统标定方法。首先利用圆形平面靶标,提出一种提取靶标图像特征点的新方法,采用自适应阈值的边缘检测和多项式拟合算法提取特征点亚像素轮廓,利用椭圆拟合得到中心坐标;然后根据带有畸变的非线性成像几何模型,采用最小二乘法计算摄像机参数的最优解,获得靶标的位姿;最后提出被测物表面与靶标平面之间的深度信息作为摄像机模型修正项,校正测量平面位姿,利用成像原理和直线与零件表面交点确定零件尺寸。设计了单目视觉尺寸测量系统并进行实验,结果表明:标定反投影误差小于0.02 pixel,在10.75 m2的视场内,系统测量精度达到了0.05 mm。     

三角波调制在激光测距中的应用研究

提出了一种基于最小二乘拟合的三角波调幅激光测距方法,设计了具有光程差的参考信号和测量信号两路信道,采用改进的最小二乘直线拟合算法对两路回波信号进行拟合,得到了关于三角波的拟合参数和奇异特征点;根据两路信号特征点所携带的时移信息之间的关系,可用所提方法进行测距。在10 kHz三角波调制频率的实验条件下,采用几何理论计算得出所提测距方法在测量距离为10 m时的平均测量精度能达到3.2 mm。实验结果证明了该测距方法的有效性,在短距离激光测距方面具有一定的应用前景。     

基于梯度算子的线阵CCD图像边缘检测方法研究

利用线阵CCD对螺纹参数进行测量,其测量精度受边缘信号检测精度制约,对图像边缘的精确检测是测量的基础和关键。为了检测经过线阵CCD所得图像的边缘,提出了一种基于梯度算子和直线拟合原理的边缘检测方法。该方法利用梯度算子求出图像边缘梯度最大值的两点,再结合这两点及相邻点的信息进行直线拟合,确定边缘的准确位置。基于该方法的采集系统由线阵CCD采集螺纹的灰度图像,使用DSP来处理数据。实验结果表明,该方法相对于固定阈值法,对提高系统测量精度具有显著效果。     

PCB厚密板线路检查LED光源系统研究

提出了一种针对PCB厚密板线路,提高检测精度和效率的新型专用光源照明系统.该系统通过光源入射角度与PCB板表面光吸收性的有效匹配,引入新型的光源分布及其空间三维模式.获取了区别于一般暗场低角度环形光的图像,更加有效地得到了高对比度、高分辨性的事实图像.结合其自身系统与光源的有效匹配,得到了有价值的成果.理论分析、仿真设计及实验结果均表明,该系统可以解决目前存在于厚密板PCB线路检测中的诸多难题,例如光源背影造成图像劣化和厚密线条所造成的测量精度降低等问题.可以广泛应用在以线宽检测机为代表的线路测试仪器,以最终外观检查机为代表的色彩识别仪器以及以AOI为代表的区域识别仪器等诸多方面.     

基于拟合的宽带跳频信号的高精度时延估计方法

结合目前跳频信号带宽越来越宽、跳频点越来越多的特点,文中提出了一种充分利用宽带跳频信号频域特征的直线拟合时延估计方法,并针对解模糊过程中存在的奇异点问题,提出了采用周期拟合的处理方法,实验和分析表明该改进算法能够实现皮秒量级的时延估计精度,且易于工程实现.