利用立体视觉实现半导体器件中金属引线的三维测量

摘要

立体视觉技术在机器人导航、工业检测及三维重建等领域有着广泛的应用，双
　　目立体视觉具有仿人类视觉的特点，成为立体视觉领域的热点。这篇论文主要阐述了如何利用双目立体视觉技术实现金属引线的三维测量。实现过程大致包括以下几个方面:硬件平台的设计，基于边缘信息的摄像机标定方法的研究及实现，目标定位，基于新的匹配算法的三维信息的估计。
　　在双目立体视觉系统中，两个摄像机之间的相对位置、光轴之间的夹角以及测量距离等因素对测量精度有很大的影响。本文基于误差的分析完成了硬件平台中的相关参数的设计。
　　摄像机的标定对整个系统的测量精度有着非常重要的影响，为了提高其标定的精度，本文提出了一种基于边缘信息的平面标定板标定方法。因为这种方法直接的利用了所有边界点的信息，与其它方法相比体现了良好的鲁棒性和稳定性，有关合成图像和实际图像的实验结果也证明了该方法的有效性。
　　目标定位主要是完成被测物体的定位及提取。因为金属引线有复杂的测量背
　　景，本文通过灯光的设置和图像的形态学等预处理完成了被测物体的提取。立体图像的匹配是本文的另一个研究重点，为了提高匹配精度提出了基于确定性退火技术的匹配算法，能够同时获得金属引线的曲线模型及对应的匹配点对信息，从而得到三维信息。与传统的算法相比，这种方法更能有效的排除外点的影响从而得到更精确的立体匹配、金属引线的模型及高度的信息，实验结果证明了该方法的具有良好的测量精度。
　　最后，使用Matlab设计了测量用户使用界面给一些非专业的人员带来了很大
　　的方便。

目录

利用立体视觉实现半导体器件中金属引线的三维测量

3D WIRE LOOP MEASUREMENTSYSTEM USING STEREO VISION

摘 要

ABSTRACT

ACKNOWLEDGEMENTS

CONTENTS

NOMENCLATURE

LIST OF TABLES

LIST OF FIGURES

CHAPTER 1 INTRODUCTION

1.1 Background

1.2 The principle of binocular stereo vision

1.3 Research significance

1.4 Thesis outline

CHAPTER 2 HARDWARE OF VISION SYSTEM

2.1 Lens and cameras

2.2 Parameters of system structure

2.3 Summary

CHAPTER 3 CAMERA MODEL AND CALIBRATION

3.1 Some calibration methods using planar pattern

3.2 Stability analysis and the proposed new calibration method

3.3 Camera model and the homography with planar pattern

3.4 The calibration method based on edge detection

3.5 Experimental results

3.6 Summary

CHAPTER 4 OBJECT IDENTIFICATION AND IMAGE RECTIFICATION

4.1 Data acquisition

4.2 Image rectification

4.3 Summary

CHAPTER 5 MATCHING AND MEASUREMENT ALGORITHM

5.1 The energy function and related techniques

5.2 Proposed stereo matching algorithm

5.3 Experiments

5.4 Summary

CHAPTER 6 SYSTEM SOFTWARE DESIGN AND USER INTERFACE

6.1 Program flow diagram of measurement process

6.2 User interface

6.3 Summary

CONCLUSION

REFERENCES