[發(fā)明專利]基于深度圖像處理的BGA錫球三維檢測(cè)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110249577.6
• 申請(qǐng)日: 2021-03-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113052797A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁天為;朱呈祥;陳浩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇師范大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T7/00
• 分類號(hào): G06T7/00;G06T7/136;G06T5/30
• 代理公司: 南京縱橫知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 馬進(jìn)

1.基于深度圖像處理的BGA錫球三維檢測(cè)方法，其特征在于，包括：

S1：獲取BGA芯片點(diǎn)云數(shù)據(jù)；

S2：對(duì)采集到的芯片點(diǎn)云進(jìn)行深度圖轉(zhuǎn)換；

S3：提取深度圖像中的芯片底座區(qū)域并利用對(duì)其進(jìn)行平面擬合；

S4：提取深度圖像中的芯片錫球區(qū)域；

S5：根據(jù)各錫球區(qū)域中心橫縱坐標(biāo)的最大與最小值，將各錫球依次排序；利用錫球頂部三維坐標(biāo)點(diǎn)計(jì)算點(diǎn)到底座平面的距離，即得到錫球的高度；求取各錫球高度的平均值，利用作差法可得各錫球的位置偏差，求得共面度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于深度圖像處理的BGA錫球三維檢測(cè)方法，其特征在于，S1包括：根據(jù)具體檢測(cè)環(huán)境情況，調(diào)節(jié)雙目線掃相機(jī)的光強(qiáng)、曝光時(shí)間，獲取到完整的3D點(diǎn)云數(shù)據(jù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于深度圖像處理的BGA錫球三維檢測(cè)方法，其特征在于，S2：包括：根據(jù)點(diǎn)云的各點(diǎn)間距，預(yù)先設(shè)置好投影圖像的大小和像素間距，使用沿Z方向投影并在XY方向歸一化的方法將3D點(diǎn)云數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為深度圖像；即深度圖像中的各像素都一一對(duì)應(yīng)點(diǎn)云中的各三維點(diǎn)，深度圖的位深度為16位，各像素的灰度值代表距離大小。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于深度圖像處理的BGA錫球三維檢測(cè)方法，其特征在于，S3：包括：針對(duì)深度圖像，通過(guò)預(yù)設(shè)的BGA芯片點(diǎn)云底座的相對(duì)高度、面積、形狀特征信息，首先提取BGA的底座位置和包絡(luò)的3D點(diǎn)數(shù)據(jù)，利用最小二乘法或Ransac采樣一致性算法對(duì)芯片底座平面進(jìn)行擬合并得到平面方程。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于深度圖像處理的BGA錫球三維檢測(cè)方法，其特征在于，S4：包括：通過(guò)預(yù)設(shè)的錫球區(qū)域相對(duì)于底座的高度、面積、形狀特征信息，利用Blob分析算法，提取并標(biāo)記各錫球的位置和包絡(luò)的3D點(diǎn)數(shù)據(jù)，求取各區(qū)域的二維中心坐標(biāo)，即其中x_c、y_c為各錫球區(qū)域的二維中心坐標(biāo)，x_i、y_i為各錫球區(qū)域內(nèi)所有的像素點(diǎn)坐標(biāo)，N為像素總數(shù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于深度圖像處理的BGA錫球三維檢測(cè)方法，其特征在于，所述Blob分析算法包括：

1)區(qū)域二值化：

針對(duì)深度圖像，通過(guò)設(shè)定錫球區(qū)域相對(duì)于底座Z方向的高度定值作為閾值T來(lái)進(jìn)行二值化操作；輸入16位圖像g(x,y)，得到8位的二值圖像g_b(x,y)：

2)形態(tài)學(xué)處理：

首先運(yùn)用圓形結(jié)構(gòu)元素M₁對(duì)二值化后的圖像G進(jìn)行閉運(yùn)算操作獲得圖像G₁，定義如下

然后對(duì)圖像G₁用圓形結(jié)構(gòu)M₂進(jìn)行開(kāi)運(yùn)算操作，去除孤立的噪聲點(diǎn)得到圖像G₁，以保證各錫球區(qū)域的完整性，定義如下

其中·為閉運(yùn)算操作；為開(kāi)運(yùn)算操作；為膨脹操作；為腐蝕操作；

3)Blob分析：

通過(guò)二值化與形態(tài)學(xué)處理將圖像分成了背景與目標(biāo)區(qū)域，對(duì)于二值圖，Blob分析采用4或8鄰域的方法對(duì)像素值相同或相似的像素進(jìn)行聚類，可得到各類中所有像素的坐標(biāo)值以及像素總數(shù)；計(jì)算出各錫球區(qū)域在圖像中的二維中心點(diǎn)及其8鄰域像素坐標(biāo)后，提取該9點(diǎn)對(duì)應(yīng)的三維坐標(biāo)點(diǎn)共同求平均，賦值給錫球頂部三維點(diǎn)，以減小因中心點(diǎn)選取不精確帶來(lái)的誤差，提高算法的魯棒性。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于深度圖像處理的BGA錫球三維檢測(cè)方法，其特征在于，S5包括：設(shè)各錫球頂部坐標(biāo)點(diǎn)為p(x_i,y_i,z_i),i∈{1,2,…m},則各錫球的高度及共面度計(jì)算如下

其中，h_i為各錫球高度；C_i為各錫球共面度；m為錫球總數(shù)；A、B、C、D為底座平面擬合的方程系數(shù)。