[發明專利]一種基于點匹配的球形引腳元件的定位算法

有效

• 申請號: 201710685974.1
• 申請日: 2017-08-11
• 公開（公告）號: CN107504896B
• 公開（公告）日: 2019-07-16
• 發明（設計）人: 楊憲強;高會軍;白立飛;張智浩;孫光輝;于金泳
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G01B11/26;G06T7/13;G06T7/73;G06T3/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 劉士寶

1.一種基于點匹配的球形引腳元件的定位算法，其特征在于，該算法包括以下步驟：

步驟一、根據芯片的焊球，得到焊球的模板圖像；

步驟二、對芯片圖像進行邊緣檢測，得到芯片的邊緣圖像；

步驟三、將步驟一中得到的模板圖像作為核，對步驟二中得到的邊緣圖像進行相關性濾波，得到濾波圖像；

步驟四、統計步驟三中濾波圖像中像素值大于閾值像素值的個數和位置信息，根據統計的信息，得到芯片圖像中的所有焊球中心位置的坐標集

步驟五、根據芯片實體的型號信息，得到當芯片旋轉角度為0時，芯片每一個焊球中心相對于芯片實體中心的位置坐標，獲得實際芯片中所有焊球中心的坐標集在坐標集中，選取芯片最外圍焊球中心坐標集和芯片最外圍端點焊球中心坐標集

步驟六、獲得步驟四中坐標集與步驟五中芯片最外圍端點焊球中心坐標集的仿射變換匹配點集計算坐標集與仿射變換匹配點集之間仿射變換關系，得到芯片的旋轉角度α'和芯片實體中心相對于芯片圖像中心的偏移位置坐標(x',y')；

步驟七、根據芯片的旋轉角度α'和芯片實體中心相對于芯片圖像中心的偏移位置坐標(x',y')，對步驟五中的坐標集進行仿射變換得到外圍焊球中心位置旋轉后的坐標集

步驟八、將步驟二中得到的芯片的邊緣圖像與步驟七中得到的坐標集采用圓擬合方法進行擬合，得到所有外圍焊球精確的中心位置坐標集

步驟九、計算步驟五中的坐標集與步驟八中坐標集之間仿射變換關系，得到芯片精確的旋轉角度α^*和芯片實體中心相對于芯片圖像中心精確的偏移位置坐標(x^*,y^*)，從而實現球形引腳元件的定位。

2.根據權利要求1所述的一種基于點匹配的球形引腳元件的定位算法，其特征在于，步驟五中，在所有焊球中心的坐標集中，選取芯片最外圍焊球中心坐標集合和芯片最外圍端點焊球中心坐標集合的具體過程為：

由于BGA型芯片焊球是按照矩陣排列的，所以依次選取最左側一列焊球中心縱坐標最小的點(x₂,y₂)和縱坐標最大的點(x₄,y₄)，最右側一列焊球中心縱坐標最小的點(x₀,y₀)和縱坐標最大的點(x₆,y₆)，最上側一行焊球中心橫坐標最小的點(x₃,y₃)和橫坐標最大的點(x₁,y₁)，最下側一行焊球中心橫坐標最小的點(x₅,y₅)和橫坐標最大的點(x₇,y₇)，在選取時需要排除空位塊位置的點，然后比較(x₀,y₀)和(x₁,y₁)，(x₂,y₂)和(x₃,y₃)，(x₄,y₄)和(x₅,y₅)，(x₆,y₆)和(x₇,y₇)這四組點是否相同，如果相同則當作一個頂點，不同則當作兩個頂點，因此一個芯片最外圍焊球端點有4-8個。

3.根據權利要求1所述的一種基于點匹配的球形引腳元件的定位算法，其特征在于，步驟六中，獲得步驟四中坐標集與步驟五中芯片最外圍端點焊球中心坐標集的仿射變換匹配點集的具體過程為：

首先計算芯片最外圍端點焊球中心坐標集中每個坐標點之間的距離，然后在芯片圖像中的所有焊球中心位置的坐標集中搜索坐標點之間的距離最相近的一組點，作為仿射變換匹配點集