[發(fā)明專利]一種基于雙線陣相機(jī)的覆銅板在線高速尺寸測(cè)量方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111350328.2
• 申請(qǐng)日: 2021-11-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113983934B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-11-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉源;江水云;鄭輯光;呂紅強(qiáng);范曼曼;陳亮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): G01B11/00
• 分類號(hào): G01B11/00;G06T7/00;G06T7/80;G06T5/00;G06T3/40
• 代理公司: 西安智大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 段俊濤

一種基于雙線陣相機(jī)的覆銅板在線高速尺寸測(cè)量方法，離線采集左右線陣相機(jī)斑馬線圖像、左右線陣相機(jī)拼接圖像以及左線陣相機(jī)的棋盤格圖像，消除相機(jī)的鏡頭畸變，得到左右圖像的坐標(biāo)變換關(guān)系，計(jì)算出像素與實(shí)際尺寸之間的橫縱比例因子；采集左右線陣相機(jī)覆銅板圖像，定位左線陣相機(jī)覆銅板圖像的左上、左下角點(diǎn)，以及右線陣相機(jī)覆銅板圖像的右上、右下角點(diǎn)；結(jié)合獲取的離線參數(shù)對(duì)各所述角點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)行標(biāo)定、拼接和距離計(jì)算，最終在線計(jì)算出覆銅板的四條邊和兩條對(duì)角線的尺寸數(shù)據(jù)。本發(fā)明自動(dòng)化程度高，測(cè)量范圍廣、速度快、精度高，不損傷被檢測(cè)覆銅板，可以完全替代甚至超越人工測(cè)量，提高了檢測(cè)效率、檢測(cè)一致性，節(jié)省了勞動(dòng)力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機(jī)器視覺(jué)精密測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，涉及非接觸式測(cè)量，特別涉及一種基于雙線陣相機(jī)的覆銅板在線高速尺寸測(cè)量方法及裝置。

背景技術(shù)

覆銅板作為印制電路板制造的基板材料在電子信息產(chǎn)業(yè)、通訊業(yè)、印制電路行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，隨著這些產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)覆銅板的尺寸精度要求越來(lái)越高。傳統(tǒng)的尺寸測(cè)量方法采用人工測(cè)量，測(cè)量誤差大、效率低、人工成本高，而且對(duì)工人的經(jīng)驗(yàn)和操作熟練度要求高，難以滿足現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)對(duì)尺寸測(cè)量的精度和效率等方面的要求。隨后機(jī)器視覺(jué)技術(shù)逐漸被應(yīng)用到尺寸測(cè)量上面，使用相機(jī)采集圖像，根據(jù)圖像來(lái)進(jìn)行尺寸測(cè)量，這種機(jī)器視覺(jué)測(cè)量技術(shù)具有精度高、效率高、成本低、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)，工業(yè)生產(chǎn)傳送帶上迫切需要用到這種技術(shù)來(lái)提高生產(chǎn)效率。

目前對(duì)于使用單目相機(jī)的中小尺寸工件機(jī)器視覺(jué)測(cè)量技術(shù)相對(duì)比較成熟，但是對(duì)于覆銅板這種尺寸大于500mm的大尺寸工件，機(jī)器視覺(jué)尺寸測(cè)量技術(shù)并不是特別完善，主要存在以下兩個(gè)問(wèn)題：一是覆銅板尺寸過(guò)大，無(wú)法使用單目相機(jī)獲取完整的高分辨率覆銅板圖像，需要使用兩個(gè)線陣相機(jī)采集圖像，然后進(jìn)行圖像拼接，而圖像拼接會(huì)給尺寸測(cè)量帶來(lái)一定的誤差。二是使用兩個(gè)線陣相機(jī)時(shí)，需要對(duì)兩張高分辨率圖像進(jìn)行處理，相對(duì)于單目相機(jī)，處理時(shí)間會(huì)增長(zhǎng)，使得覆銅板的實(shí)時(shí)在線尺寸測(cè)量難以實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種基于雙線陣相機(jī)的覆銅板在線高速尺寸測(cè)量方法及裝置，通過(guò)離線采集圖像并獲取相關(guān)參數(shù)和在線定位覆銅板角點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了在線獲取覆銅板的實(shí)際尺寸數(shù)據(jù)，采用了非接觸式測(cè)量方法，自動(dòng)化程度高，測(cè)量范圍廣、速度快、精度高，可以完全替代甚至超越人工測(cè)量，提高了檢測(cè)效率、檢測(cè)一致性，節(jié)省了勞動(dòng)力。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種基于雙線陣相機(jī)的覆銅板在線高速尺寸測(cè)量方法，包括如下步驟：

步驟1，離線采集左右線陣相機(jī)斑馬線圖像、左右線陣相機(jī)拼接圖像以及左線陣相機(jī)的棋盤格圖像，消除相機(jī)的鏡頭畸變，得到左右圖像的坐標(biāo)變換關(guān)系，計(jì)算出像素與實(shí)際尺寸之間的橫縱比例因子；其中所述左右線陣相機(jī)布置在覆銅板傳送設(shè)備上方，鏡頭朝向在覆銅板傳送設(shè)備上傳送的覆銅板，左右線陣相機(jī)的總視場(chǎng)能完全覆蓋所述覆銅板；

步驟2，采集左右線陣相機(jī)覆銅板圖像，借助卷積核在線定位左線陣相機(jī)覆銅板圖像的左上、左下角點(diǎn)，以及右線陣相機(jī)覆銅板圖像的右上、右下角點(diǎn)；

步驟3，結(jié)合獲取的離線參數(shù)對(duì)各所述角點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)行標(biāo)定、拼接和距離計(jì)算，最終在線計(jì)算出覆銅板的四條邊和兩條對(duì)角線的尺寸數(shù)據(jù)，所述離線參數(shù)包括左右線陣相機(jī)的相機(jī)標(biāo)定參數(shù)、左右圖像的坐標(biāo)變換關(guān)系以及像素與實(shí)際尺寸之間的橫縱比例因子。

本發(fā)明還提供了一種基于雙線陣相機(jī)的覆銅板在線高速尺寸測(cè)量裝置，包括：

左右線陣相機(jī)，布置在覆銅板傳送設(shè)備上方，鏡頭朝向在覆銅板傳送設(shè)備上傳送的覆銅板，左右線陣相機(jī)的總視場(chǎng)能完全覆蓋所述覆銅板；

線光源，由可調(diào)穩(wěn)壓恒流開(kāi)關(guān)電源控制并進(jìn)行供電，線光源光照方向與線陣相機(jī)視場(chǎng)成一定夾角，其發(fā)射光線經(jīng)覆銅板反射進(jìn)入線陣相機(jī)鏡頭成像；

可編程邏輯控制器(PLC)，通過(guò)連接調(diào)速電機(jī)來(lái)控制覆銅板傳送設(shè)備的運(yùn)動(dòng)；