[發明專利]一種元器件自動計數統計方法和裝置

有效

• 申請號: 201110418587.4
• 申請日: 2011-12-15
• 公開（公告）號: CN102521648A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 王加朋;李世偉;魏建強;張玉國;孫紅勝;張虎
• 申請（專利權）人: 北京振興計量測試研究所
• 主分類號: G06M11/00
• 分類號: G06M11/00;G06K9/46;G06K9/54
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于電子元器件篩選統計技術領域，更具體地涉及一種利用機器視覺和圖像處理的方法進行元器件自動計數統計的方法和裝置。

背景技術

目前在元器件篩選工作中，通常采用的方法是檢驗員將大批微小元器件置于托盤上，用人工進行計數。當元器件數量特別多時，該方法易受操作人員的經驗和心理、生理等因素影響，精確性和穩定性較差。一旦出現核驗錯誤，還需進行再次計數。

元器件在出廠時，多數包裹在條形帶中，條形帶上開有小孔，出廠前采用光電掃描的方法進行計數統計，而在元器件篩選前需要將元器件進行拆封處理，此時需要進行計數統計就不能采用光電掃描的方法。該專利所闡述的元器件自動計數裝置不僅能夠實現大批量元器件的自動化計數，而且能夠減少由人工操作帶來的干擾，提高元器件的計數精度和效率。

發明內容

本發明旨在提供一種元器件計數方法和計數裝置，能夠快速準確地統計出元器件的數量。

具體而言，本發明所述的元器件自動計數統計裝置主要由元器件托盤、振動機構、照明光源、光學成像系統、成像陣列器件、綜合控制系統、圖像顯示和數據處理系統等部分組成。元器件托盤用于放置待統計的元器件，在元器件托盤側面開有元器件導出口。托盤底板采用具有漫透射功能的材料制成，使光源發出的光輻射漫射開，形成均勻照明背景。在元器件托盤下布置振動機構，使元器件進行微小振動，避免元器件重疊，達到均勻分布的效果。托盤上方設置光學成像系統，能夠將元器件受到光源照射的陰影成像到陣列探測器件上，由器件進行探測接收。探測器開啟自動增益控制、自動曝光等功能，能夠自適應由目標變化而造成的成像差異。陣列成像器捕獲到的圖像傳輸至控制計算機，通過圖像處理軟件，將形成的圖形與標準投影圖形對比，統計出捕獲到的標準投影圖像數量，輸出統計結果。

由于元器件體積小，質量輕，為了保證其在微小振動下能夠迅速分散開，元器件托盤底板采用光滑平板。

光源由LED燈陣列組成，每個LED燈之間并聯連接，可以形成比較均勻的面光源。由于LED燈長時間工作，不可避免地會存在熱量積聚，減少燈陣壽命，所以在燈陣背面安裝一臺風扇，將產生的熱量及時排走。

綜合控制系統主要包括光源控制、振動控制、光學系統光圈控制、光學系統調焦控制、相機采集控制等。光源控制的作用為控制光源的開關和光源發光亮度的變化。振動控制可以控制振動系統的振幅和振動時間，這樣針對不同的體積和質量的元器件就可以采用不同的振動參數實現較好的振動和分布效果。當光學系統焦距固定時，光學系統的光圈大小代表著進入光學系統的進光量，光圈控制意味著光學系統的光圈可變，并且通過光圈控制可以適應不同的光照條件。調焦控制可以調節光學系統最佳像面位置與陣列探測器之間的距離，使輸出圖像保證清晰。

陣列探測器獲取元器件圖像后，將圖像采集并發送到圖像顯示和數據處理系統，將光學相機捕獲的數字圖像存儲到計算機硬盤上。首先，調用其中一幅圖像，對其進行先膨脹后腐蝕運算，在保持圖像中明亮部分幾何結構的同時保持連通狀態。由于計數裝置采集的圖像為背景明亮、目標黑暗的圖像，該操作可以將目標連接在一起的部分消去，同時可以消去一些微小噪點。

為便于后續運算，再對圖像進行二值化處理，對此圖像進行開運算，即對圖像先腐蝕后膨脹，可以在保持圖像中明亮部分幾何結構的同時消除其間的細微連接，該操作可以將目標連接在一起的部分消去。隨后，對圖像進行放大，在保持圖像幾何結構的同時提高運算精度，避免在接下來的腐蝕過程中將目標腐蝕消失。將此圖提取邊緣另存，計算其中符合要求的閉合區域的數量。閉合區域的定義為邊緣內像素與邊緣外像素無X軸和Y軸方向上的連接。該操作可以在計數的同時消除一些雜散邊緣帶來的干擾。重復對調用圖像的腐蝕運算、開運算、放大和邊緣提取與統計，直至多次統計循環，取其穩定值為該次計數結果。

利用振動機構改變元器件在托盤上的分布后，按照上述步驟，重復數次對陣列探測器獲取的圖像進行處理，取所有循環統計結果的最大值作為輸出結果。

通過應用該方法，將人為計數變為自動操作，大大提升了元器件數量統計的效率，并且避免了人為誤差，提高了數量統計的精度。

附圖說明

圖1為本發明計數裝置結構示意圖。

圖2為本發明的圖像處理與數量統計流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的最佳實施例作進一步描述：

圖1所示為本發明元器件自動統計裝置的結構示意圖。其組成主要包括陣列探測器1、光學系統2、元器件托盤3、振動機構4、照明光源5、電源和控制裝置6、支架7、圖像顯示和數據處理系統8。