[發明專利]一種基于多特征和尺度估計的PCB板標識跟蹤方法

有效

• 申請號: 201910288751.0
• 申請日: 2019-04-11
• 公開（公告）號: CN110163090B
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發明（設計）人: 許楨英;冷凱;包金葉;顧君蘭;鄒榮;王勻
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: G06V10/22
• 分類號: G06V10/22;G06V20/52;G06V10/764;G06V10/77;G06V10/774;G06V10/80;G06V10/40
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本發明提供一種基于多特征和尺度估計的PCB板標識跟蹤方法，包括以下步驟：采集傳送帶上PCB板的圖像；利用循環矩陣構造樣本，利用圖像增強原理對樣本的灰度特征進行灰度增強，提取HOG特征和CN特征，根據兩特征來訓練分類器；通過分類器計算下一幀中待檢測樣本的響應值，響應值最大的位置則為目標位置；由于尺度變化是影響跟蹤準確性及魯棒性的主要因素，對此，將基于目標尺度設計一個尺度濾波器，進行尺度估計；基于當前幀，更新分類器及尺度估計模型。本發明基于目標跟蹤，結合多特征和尺度自適應原則，對多尺度目標進行跟蹤，既提高了工業生產中插裝異構電子元器件的效率，又提升了目標跟蹤的魯棒性。

技術領域：

本發明是一種基于多特征和尺度估計的PCB板標識跟蹤方法，采集傳送帶上PCB板的圖像；利用循環矩陣構造樣本；利用圖像增強原理對樣本的灰度特征進行灰度增強，提取HOG特征和CN特征來訓練分類器；通過分類器檢測下一幀中待檢測樣本中PCB板標識位置；同時基于PCB板標識尺度設計一個濾波器，進行尺度估計；基于當前幀，將重新訓練和更新分類器及尺度估計模型。本發明可跟蹤不同尺度和顏色的PCB板標識，完成插裝異構電子元器件。

背景技術：

在當今電器設備的加工制造過程中，PCB板上電子元器件的插裝是電器設備生產的重要步驟。這種電子元器件插裝適合大范圍大批量持續進行的加工，其中表面貼裝和常規電子元器件插裝都已實現自動化，而異構電子元器件的插裝生產基本上都是勞動密集的人工作業流水線。人工插裝存在著插裝效率低、人員成本高、插裝質量難以保證、管理強度大等問題。隨著電子行業的迅速發展，對PCB板插件裝配的速度和質量提出了更高的要求，異構電子元器件作為電子產品加工生產中不可缺少的一部分，產量和質量的要求也逐年遞增。而由于人工成本的增加以及勞動強度大的影響，很多電子工廠出現了招工難的現象，異構電子元器件插裝生產已經成為制約電子行業發展的影響因素。該方法利用視覺圖像處理，對傳送帶上電路板上的標識進行目標跟蹤，并插裝異構電子元器件。故通過視覺系統實現異構電子元器件的插裝，對提高生產質量和效率具有廣泛的現實意義。

發明內容：

基于上述背景技術的不足，本發明提出了一種基于多特征和尺度估計的PCB板標識跟蹤方法。使用循環矩陣構造樣本，提取HOG特征和CN特征，將兩個特征融合，根據融合特征來訓練分類器，通過分類器計算下一幀中待檢測樣本的響應值，響應值最大的位置則為PCB板標識位置，基于PCB板標識尺度設計一個濾波器，進行尺度估計，完成更新位置和尺度估計后，將重新訓練和更新分類器及尺度估計模型。本發明可跟蹤不同尺度和顏色的PCB板標識，完成插裝異構電子元器件。

本發明的技術方案是：本發明是采集傳送帶上PCB板圖像，并對圖像進行圖像處理，利用目標跟蹤算法，實時跟蹤PCB板標識，并插裝異構電子元器件。一種基于多特征和尺度估計的PCB板標識跟蹤方法，執行步驟如下：S1，初始化、S2，構造分類器、S3，更新目標位置、S4，尺度估計、S5，更新分類器和尺度估計模型。具體包括以下步驟：

初始化：讀入第一幀中傳送帶上PCB板圖像，同時獲取PCB板標識位置；

構造分類器：利用循環矩陣構造PCB板標識樣本，循環矩陣有利于加快計算機對圖像處理的速度，提高跟蹤的效率，對PCB板標識訓練樣本加漢寧窗，提取訓練樣本的灰度特征圖，因為HOG特征取自灰度特征圖，在灰度圖的基礎上，設置閾值，對灰度圖進行圖像增強效果，提取HOG特征和CN特征，融合后的特征定義為x＝[x₁,x₂,...,x_c](c為特征維度)，訓練樣本特征進行傅里葉變換，訓練樣本核空間矩陣傅里葉變換，通過傅里葉反變換求出權重系數α來構造的分類器函數f(z)(z為樣本)，使用HOG特征和CN特征來描述PCB板標識的特征，能夠在檢測樣本的時候更好地識別出PCB板標識的區域；