[發明專利]一種基于模板匹配的帶矩形引腳芯片的定位算法

有效

• 申請號: 201710685980.7
• 申請日: 2017-08-11
• 公開（公告）號: CN107464240B
• 公開（公告）日: 2020-07-24
• 發明（設計）人: 楊憲強;高會軍;王大釗;劉金澤;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: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/73
• 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

一種基于模板匹配的帶矩形引腳芯片的定位算法，涉及帶矩形引腳芯片定位領域。本發明是為了解決現有缺少準確定位帶矩形引腳芯片的問題。根據芯片的參數繪制不同角度的模板圖像；對模板圖像進行處理得到模板頻域圖像；利用快速傅里葉變換的方法計算模板圖像和模板頻域圖像的相關性圖像；用不同角度的模板頻域圖像分別匹配頻域圖像得到芯片的最佳角度和最佳位置；通過縮放圖像提高算法的計算效率；根據模板匹配得到的角度和位置，通過角點檢測得到精確的匹配角度和位置。它應用于貼片機帶矩形引腳芯片測試過程。

技術領域

本發明涉及貼片機視覺系統中帶矩形引腳元件的視覺檢測方法，主要實現帶矩形引腳元件定位功能。

背景技術

隨著電子工業的發展，表面貼裝技術(SMT，Surface Mount Technology)也迅速發展。其中，貼片機是SMT生產線的關鍵設備，主要實現貼片元件的貼裝。貼片機的機器視覺系統直接影響到貼片機的貼裝速度和精度，這對于元件的視覺識別算法提出了很高的要求。

帶矩形引腳的芯片有很多不同種類和形狀，其引腳類型主要分為G型引腳和J型引腳兩種。G型引腳芯片圖像往往引腳內側輪廓較為清晰，因此模板圖像選擇描摹引腳內側輪廓線，模板匹配結果較好；而J型引腳芯片圖像往往引腳外側輪廓較為清晰，因此模板圖像選擇描摹引腳外側輪廓線，則結果較好。但現有缺少準確定位帶矩形引腳芯片的問題。

發明內容

本發明是為了解決現有缺少準確定位帶矩形引腳芯片的問題。現提供一種基于點匹配的球形引腳元件的定位算法。

一種基于模板匹配的帶矩形引腳芯片的定位算法，它包括以下步驟：

步驟一、根據芯片的參數繪制不同角度的模板圖像I_k,α(x,y)，其中，k為圖像縮放倍數，k＝s,m,sm，α為角度的變量，(x,y)為模板圖像坐標；

步驟二、對步驟一中的每個模板圖像I_k,α(x,y)進行變換得到不同角度的模板頻域圖像T_k,α(u,v)，(u,v)為模板頻域圖像坐標；

步驟三、選取符合亮度要求的定位芯片的原圖像，將原圖像縮放s倍，進行邊緣檢測及距離變換得到頻域圖像M_s(u,v)，將頻域圖像M_s(u,v)分別與步驟二中不同角度的模板頻域圖像T_s,α(u,v)相乘，再進行傅里葉反變換，得到多組相關性圖像C_s,α(u,v)；

步驟四、在多組相關性圖像C_s,α(u,v)中，選取圖像像素值最小的圖像對應的模板圖像角度α₀；

步驟五、對稱選取角度α₀左右兩側的角度及α₀對應的模板頻域圖像T_s,α(u,v)分別與頻域圖像M_s(u,v)相乘，得到多組相關性圖像C_s,α(u,v)₁，在多組相關性圖像C_s,α(u,v)₁中選取圖像像素值最小的圖像對應的模板圖像角度α₁；

步驟六、將原圖像縮放m倍，重復步驟三至五的操作，得到縮放m倍下的相關性圖像計算中像素值最小點的位置坐標(x₀,y₀)，作為模板匹配得到的位置坐標；

步驟七、根據芯片實體的型號信息，得到當芯片旋轉角度為0時，每個矩形引腳的兩個邊緣點坐標，將所有邊緣點坐標作為模板圖像芯片角點坐標集S_T；

步驟八、模板圖像芯片角點坐標集S_T通過模板圖像角度α₁和位置坐標(x₀,y₀)進行仿射變換，得到原圖像角點坐標集