[發明專利]基于機器視覺的LED檢測裝置及其檢測方法

有效

• 申請號: 201410283584.8
• 申請日: 2014-06-23
• 公開（公告）號: CN104034516A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 張偉軍
• 申請（專利權）人: 華高科技(蘇州)有限公司
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02
• 代理公司: 廣州市紅荔專利代理有限公司 44214
• 代理人: 張文

技術領域

本發明涉及機器視覺技術領域，更具體地，涉及一種基于機器視覺的LED檢測裝置及其檢測方法。

背景技術

機器視覺，顧名思義就是使機器具有像人一樣的視覺功能，從而實現各種檢測、判斷、識別、測量等功能。機器視覺系統一般由攝像機、圖像采集卡、計算機、光源等組成，其工作原理是：在一定光照條件下，用攝像機把三維場景的被攝取目標圖像采集到計算機內部形成原始圖像；然后，運用圖像處理技術對原始圖像進行預處理以改善圖像質量，分割圖形，提取特征要素，構成對圖像的描述；最后，采用模式識別技術進行特征分類，并根據預設條件輸出結果。

機器視覺具有與被觀測的對象無接觸、對被攝物體無損傷、觀測過程客觀、判別結果可靠性高等的特點；同時機器視覺拓寬了人類視覺范圍，在許多人類視覺無法感知的場合，如工業環境下高危險場景的感知等，機器視覺更具優勢；而且機器視覺可以快速獲取大量信息，易于自動處理，也易于實現信息集成，是實現計算機集成制造的基礎技術。

現有的基于機器視覺的LED檢測設備一般有兩種，一種是使用顏色傳感器進行檢測，如分光儀；另一種是通過測量LED導通壓降進行檢測。但是，利用傳感器進行檢測的成本高，不支持多LED同時檢測，具有檢測效率低等缺點，這種利用傳感器進行檢測的途徑一般適用于實驗室測試，不適用于生產線的大批量應用；而通過LED導通壓降進行檢測的方式是一種間接測量途徑，不能真正測量到LED的典型特征，如顏色、亮度等。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決上述技術問題。

本發明的首要目的是提供一種基于機器視覺的LED檢測裝置，該裝置能以較低的成本完成快速高效穩定地檢測LED，并適用于任何需要大量檢測電子線路板LED的應用環境。

本發明的進一步目的是提供一種采用上述基于機器視覺的LED檢測裝置的檢測方法，使用該方法能夠快速高效地同時完成數十個LED的檢測，操作簡單、方便快捷。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

提供一種基于機器視覺的LED檢測裝置，包括用于放置待測LED的載板夾具、暗箱以及工控機，所述暗箱內設有與所述工控機連接的工業相機，所述工業相機上設有定焦鏡頭，所述暗箱內還設有安置于所述定焦鏡頭前端的聚光板，所述聚光板平面上設置有至少兩個定位燈，通過所述定位燈構成的坐標系平面內設置通孔，所述載板夾具通過傳導光纖與所述通孔連接。

進一步地，所述聚光板平面上設有三個顏色不同的定位燈，該三個定位燈分別布置于所述聚光板平面四個角中的任意三個角上。定位燈的準確性直接關系著待測LED的位置識別。

優選地，所述三個定位燈分別選取紅、綠、藍三種顏色，以便后續使用時可通過三基色原理識別出所述三個彩色定位燈的位置坐標。

優選地，所述通孔設有若干個，若干個所述通孔形成矩陣式通孔。通孔除了采用矩陣式的布局，還可以采用線性布局，但為了達到較佳的效果，采用矩陣式通孔的設計，可以有效利用工業相機的傳感器面積，也方便了定位算法的設計，而且降低了對定位燈的精度要求，從而達到更好的穩定性。

更進一步地，所述載板夾具上設有夾具接口界面，所述夾具接口界面上設有光纖傳導模塊，所述傳導光纖的一端與所述光纖傳導模塊連接、另一端與所述通孔連接。

本發明還提供一種采用如上述基于機器視覺的LED檢測裝置的檢測方法，包括以下步驟：

S1.?待測LED點亮發光，通過傳導光纖將LED光傳導至暗箱內的聚光板上；

S2.?工業相機采集聚光板上的原始圖像并通過千兆網卡傳至工控機；

S3.?所述工控機對采集到的原始圖像進行預處理，并首先識別出定位燈；

S4.?所述工控機獲取定位燈后計算感興趣區域，并將此區域映射到原始圖像上，進一步識別出定位燈的位置坐標；

S5.?通過步驟S4的位置坐標調整圖像方向，重繪坐標系，并以此坐標系為依據進一步識別其他待測LED；

S6.?依據事先設計的M*N矩陣模板，通過步驟S5的坐標系計算出矩陣中的每一個LED的坐標位置，并依據各個LED的坐標位置確定其感興趣區域；

S7.?將步驟S6獲取的各個感興趣區域映射到原始圖像上，通過逐個分析單個區域內的成分而識別出單個區域內的LED特征值；

S8.?根據預設的判斷標準與步驟S7獲取的LED特征值進行對比，如一致則視為通過，否則視為不良；

S9.?如果通過步驟S8判為不良，所述工控機則保存不良原始圖像以供失效分析依據。