基于AOI的PCB孔检测系统的图像算法研究

摘要

随着电子工业的快速发展，印制电路板（Printed Circuit Board，PCB）市场的需要也日益增加，市场对PCB孔质量的要求也急剧增加。PCB缺陷检测技术是PCB行业提高产品竞争力，改善产品质量的关键技术。自动光学检测(Automatic Optical Inspection，AOI)目前在很多工业检测领域里广泛应用，我国对基于AOI的PCB缺陷检测技术的研究相比其他发达国家比较起步晚，一定程度上影响了国内 PCB产品的质量和市场竞争力。PCB图像处理算法是PCB孔检测系统的核心，对PCB孔检测系统的复杂度，稳定性，研发成本影响巨大。本文针对基于AOI的PCB孔检测系统所涉及到的图像算法关键技术进行了深入的研究，主要内容如下：
　　（1）通过对比传统PCB的检测方法，介绍了基于AOI的PCB检测检测技术的优势及目前主流的基于AOI的PCB检测设备的性能指标，并且详细描述了PCB孔径孔数检测系统的组成模块。
　　（2）在图像预处理阶段，通过对PCB成像特点的研究，运用中值滤波、阈值处理，轮廓跟踪、霍夫变换等算法完成PCB孔特征的提取以便后续操作。
　　（3）在图像配准阶段，本文对比特殊区域搜寻法、辅助定位孔法，结合RANSAC算法及 PCB孔分布情况，设计了一种快速配对点搜寻法，该方法通过随机提取满足条件的孔搜寻配对点，可自适应搜寻配对点且速度非常快，完全满足高速检测的速度要求。此外在配准矩阵求解过程中，采用双线性近似法完成孔数据配准,该方法精度较常规配准方法有很大提高。
　　（4）通过对 PCB孔的缺陷类型进行研究，设计了一种快速的孔匹配算法。通过实验，该方法表现出准确、稳定、高速等特点。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

1 绪论

1.1 课题的研究背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文结构

2 PCB孔检测系统的原理

2.1 PCB孔检测系统框架

2.2 PCB孔检测系统各模块分析

2.3 本章小结

3 PCB图像预处理过程

3.1 数字图像的基本概念

3.2 中值滤波

3.3 图像阈值处理

3.4 轮廓跟踪算法

3.5 PCB孔特征提取

3.6 本章小结

4 PCB数据配准

4.1 数据配准技术的的基本原理

4.2 配对点的寻找

4.3 变换矩阵的求解

4.4 本章小结

5 PCB数据匹配及检测结果输出

5.1 孔缺陷的介绍

5.2 孔数据匹配算法

5.3 结果输出

5.4 本章小结

6 总结和展望

6.1 工作总结

6.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果

致谢