檢(jian)測系統由工(gong)(gong)業(ye)(ye)相機(ji)、工(gong)(gong)業(ye)(ye)鏡(jing)頭、圖(tu)像采(cai)集(ji)卡、工(gong)(gong)業(ye)(ye)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源、起(qi)偏(pian)震片(pian)、PC機(ji)以(yi)及(ji)機(ji)械(xie)結構和(he)機(ji)械(xie)傳動等構成。通(tong)過(guo)檢(jian)測精(jing)度(du)(du)、檢(jian)測速度(du)(du)、視野范圍(wei)、工(gong)(gong)作(zuo)距離(li)、工(gong)(gong)件尺寸(cun)來選取合適的(de)工(gong)(gong)業(ye)(ye)相機(ji)和(he)工(gong)(gong)業(ye)(ye)鏡(jing)頭。通(tong)過(guo)數據(ju)傳輸(shu)的(de)大小進行圖(tu)像采(cai)集(ji)，本文采(cai)用(yong)漫(man)反射條形組合光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源。為了提高(gao)字(zi)符與背(bei)景的(de)對(dui)比度(du)(du)，降低輻(fu)照與輻(fu)射強(qiang)度(du)(du)，采(cai)用(yong)起(qi)振(zhen)(zhen)片(pian)和(he)偏(pian)振(zhen)(zhen)片(pian)。起(qi)振(zhen)(zhen)片(pian)可以(yi)將光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源發(fa)出來的(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)變成偏(pian)振(zhen)(zhen)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)，放(fang)置于(yu)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源位(wei)(wei)置處；偏(pian)振(zhen)(zhen)片(pian)安(an)裝于(yu)工(gong)(gong)業(ye)(ye)相機(ji)鏡(jing)頭前，對(dui)偏(pian)振(zhen)(zhen)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)進行一定的(de)遮蔽，偏(pian)振(zhen)(zhen)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)經(jing)過(guo)漫(man)反射后將變成自然光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)，經(jing)過(guo)鏡(jing)面發(fa)射后仍然是偏(pian)振(zhen)(zhen)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)。打光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)方式(shi)采(cai)用(yong)正(zheng)面明視場(chang)。根據(ju)測試分(fen)選機(ji)工(gong)(gong)位(wei)(wei)條件的(de)限制，將光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源布置在芯片(pian)的(de)正(zheng)上方，通(tong)過(guo)螺紋絲桿調節光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源距SMD芯片(pian)的(de)距離(li)。

再來看看SMD檢測系統算法設計

       SMD字(zi)符(fu)在線實時檢(jian)測(ce)對檢(jian)測(ce)速度和檢(jian)測(ce)精度有較高的(de)(de)(de)(de)要求，包括字(zi)符(fu)定位、字(zi)符(fu)分(fen)割、字(zi)符(fu)匹配在實時性(xing)上都(dou)有較高的(de)(de)(de)(de)要求。在PC機上，通過多(duo)線程技(ji)術提(ti)高CPU的(de)(de)(de)(de)利(li)用(yong)(yong)率，提(ti)高系統(tong)的(de)(de)(de)(de)處(chu)理速度。本文利(li)用(yong)(yong)設計定位塊的(de)(de)(de)(de)方式來提(ti)高檢(jian)測(ce)字(zi)符(fu)區域的(de)(de)(de)(de)效(xiao)率，通過基于灰(hui)度方式的(de)(de)(de)(de)水(shui)平垂直(zhi)投(tou)影進行(xing)字(zi)符(fu)的(de)(de)(de)(de)局部分(fen)割，利(li)用(yong)(yong)基于圖像采(cai)集結(jie)(jie)果和分(fen)割結(jie)(jie)果進行(xing)全局與局部模板匹配，以保證檢(jian)測(ce)的(de)(de)(de)(de)精度。

1、字符定位 

        字(zi)符定(ding)位(wei)通(tong)過設計金屬定(ding)位(wei)塊(kuai)的方(fang)式，利(li)用金屬材料(liao)在光源輻(fu)照下的輻(fu)射特性與SMD的差異(yi)性提高(gao)對比(bi)度(du)來進行快速定(ding)位(wei)。

2、字符分割

       在進(jin)行字符分(fen)割之前，要(yao)進(jin)行SMD芯(xin)片的(de)(de)(de)位(wei)姿矯正。SMD的(de)(de)(de)歐式(shi)運(yun)(yun)動是先旋轉(zhuan)、后平(ping)移的(de)(de)(de)組合(he)，所以(yi)可以(yi)用(yong)剛體運(yun)(yun)動來表示(shi)位(wei)姿。利(li)用(yong)二值化圖(tu)像的(de)(de)(de)像素分(fen)布直(zhi)方圖(tu)進(jin)行分(fen)析，從而找出(chu)相鄰字符的(de)(de)(de)分(fen)界點進(jin)行分(fen)割。在利(li)用(yong)垂直(zhi)投影(ying)切分(fen)的(de)(de)(de)方式(shi)進(jin)行字符切割的(de)(de)(de)結果(guo)，如下圖(tu)所示(shi)。

3、字符缺陷識別

       字符缺(que)陷識別(bie)采(cai)用基于邊緣特(te)征的(de)(de)(de)(de)(de)(de)模(mo)(mo)(mo)(mo)板(ban)(ban)(ban)匹(pi)配(pei)(pei)(pei)(pei)(pei)(pei)。模(mo)(mo)(mo)(mo)板(ban)(ban)(ban)匹(pi)配(pei)(pei)(pei)(pei)(pei)(pei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)基本思想是讓(rang)模(mo)(mo)(mo)(mo)板(ban)(ban)(ban)在(zai)目(mu)標圖(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)中做平(ping)移運動(dong)(dong)，將模(mo)(mo)(mo)(mo)板(ban)(ban)(ban)左(zuo)上角和(he)待檢測的(de)(de)(de)(de)(de)(de)圖(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)左(zuo)上角重(zhong)合(he)，每(mei)移動(dong)(dong)一(yi)個(ge)像(xiang)(xiang)素(su)，計(ji)算模(mo)(mo)(mo)(mo)板(ban)(ban)(ban)與待匹(pi)配(pei)(pei)(pei)(pei)(pei)(pei)圖(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)相(xiang)似度(du)，遍(bian)歷結(jie)束之后，將符合(he)閾值的(de)(de)(de)(de)(de)(de)位置(zhi)(zhi)(zhi)認定為最佳(jia)匹(pi)配(pei)(pei)(pei)(pei)(pei)(pei)位置(zhi)(zhi)(zhi)。基于灰(hui)(hui)度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)互(hu)相(xiang)關(guan)(guan)(guan)模(mo)(mo)(mo)(mo)板(ban)(ban)(ban)匹(pi)配(pei)(pei)(pei)(pei)(pei)(pei)是通過用模(mo)(mo)(mo)(mo)板(ban)(ban)(ban)圖(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)遍(bian)歷待匹(pi)配(pei)(pei)(pei)(pei)(pei)(pei)圖(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)，每(mei)移動(dong)(dong)一(yi)個(ge)像(xiang)(xiang)素(su)，計(ji)算對(dui)應部分的(de)(de)(de)(de)(de)(de)互(hu)相(xiang)關(guan)(guan)(guan)值，將互(hu)相(xiang)關(guan)(guan)(guan)值的(de)(de)(de)(de)(de)(de)最大值作為最佳(jia)匹(pi)配(pei)(pei)(pei)(pei)(pei)(pei)位置(zhi)(zhi)(zhi)。基于灰(hui)(hui)度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)互(hu)相(xiang)關(guan)(guan)(guan)模(mo)(mo)(mo)(mo)板(ban)(ban)(ban)匹(pi)配(pei)(pei)(pei)(pei)(pei)(pei)缺(que)點是在(zai)光(guang)場不(bu)(bu)均勻情況下，不(bu)(bu)具有魯棒性(xing)。歸一(yi)化互(hu)相(xiang)關(guan)(guan)(guan)系數法是一(yi)個(ge)亮度(du)、對(dui)比度(du)線性(xing)不(bu)(bu)變量(liang)，能夠明顯改(gai)善光(guang)照的(de)(de)(de)(de)(de)(de)線性(xing)變化帶來的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響。但是隨著圖(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)分辨(bian)率的(de)(de)(de)(de)(de)(de)提高(gao)，圖(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)匹(pi)配(pei)(pei)(pei)(pei)(pei)(pei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)間(jian)(jian)會增加，匹(pi)配(pei)(pei)(pei)(pei)(pei)(pei)準確(que)度(du)也存在(zai)差(cha)異，甚(shen)至會發生匹(pi)配(pei)(pei)(pei)(pei)(pei)(pei)失效的(de)(de)(de)(de)(de)(de)情況，并且由(you)于半(ban)導體芯(xin)片(pian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)位姿和(he)完整性(xing)等(deng)存在(zai)差(cha)異，會引起(qi)光(guang)照的(de)(de)(de)(de)(de)(de)非線性(xing)變化，這(zhe)會導致圖(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)灰(hui)(hui)度(du)差(cha)異大，進而導致模(mo)(mo)(mo)(mo)板(ban)(ban)(ban)匹(pi)配(pei)(pei)(pei)(pei)(pei)(pei)結(jie)果不(bu)(bu)準確(que)。較于基于灰(hui)(hui)度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)互(hu)相(xiang)關(guan)(guan)(guan)模(mo)(mo)(mo)(mo)板(ban)(ban)(ban)匹(pi)配(pei)(pei)(pei)(pei)(pei)(pei)，基于邊緣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)模(mo)(mo)(mo)(mo)板(ban)(ban)(ban)匹(pi)配(pei)(pei)(pei)(pei)(pei)(pei)不(bu)(bu)需(xu)要建立兩幅(fu)圖(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)之間(jian)(jian)點的(de)(de)(de)(de)(de)(de)對(dui)應關(guan)(guan)(guan)系，具有較好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)魯棒性(xing)。模(mo)(mo)(mo)(mo)板(ban)(ban)(ban)由(you)目(mu)標圖(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)邊緣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)系列(lie)點組成，如下圖(tu)(tu)(tu)。

       下面是基于邊(bian)(bian)緣模板(ban)匹配對芯片表面字符(fu)的檢(jian)測，下圖左邊(bian)(bian)是待檢(jian)測的SMD字符(fu)，右邊(bian)(bian)是匹配得到的結果。

       基(ji)于機器視覺的(de)(de)(de)(de)(de)SMD字(zi)(zi)(zi)符檢測(ce)技術在自動(dong)化識別(bie)領域的(de)(de)(de)(de)(de)應用非常廣(guang)泛。芯片(pian)表面的(de)(de)(de)(de)(de)制造商、產品的(de)(de)(de)(de)(de)規格型(xing)號參(can)數等對于使(shi)用者來說(shuo)十分(fen)(fen)重(zhong)要。本文通(tong)過設計SMD專(zhuan)用定位塊的(de)(de)(de)(de)(de)方式(shi)解決字(zi)(zi)(zi)符搜索(suo)定位，通(tong)過投(tou)影切分(fen)(fen)來進(jin)行字(zi)(zi)(zi)符的(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)割，作為整(zheng)體(ti)和局部字(zi)(zi)(zi)符匹配，提(ti)高字(zi)(zi)(zi)符檢測(ce)的(de)(de)(de)(de)(de)準確性，整(zheng)體(ti)上在魯棒性、實時性、準確性上能夠滿足企(qi)業字(zi)(zi)(zi)符識別(bie)的(de)(de)(de)(de)(de)要求。

       深圳市雙翌光電科技有限公司是一家以機器視覺為技術核心，自主技術研究與應用拓展為導向的高科技企業。公司自成立以來不斷創新，在智能自動化領域研發出視覺對位系統、機械手視覺定位、視覺檢測、圖像處理庫等為核心的20多款自主知識產權產品。涉及自動貼合機、絲印機、曝光機、疊片機、貼片機、智能檢測、智能鐳射等眾多行業領域。雙翌視覺系統最高生產精度可達um級別，圖像處理精準、速度快，將智能自動化制造行業的生產水平提升到一個更高的層次，改進了以往落后的生產流程，得到廣大用戶的認可與肯定。隨著智能自動化生產的普及與發展，雙翌將為廣大生產行業帶來更全面、更精細、更智能化的技術及服務。