[發明專利]一種基于人工智能的PCBA板生產線智能監管系統

有效

• 申請號: 202310237947.3
• 申請日: 2023-03-14
• 公開（公告）號: CN116075148B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發明（設計）人: 孫斌;陳妙波
• 申請（專利權）人: 四川易景智能終端有限公司
• 主分類號: H05K13/08
• 分類號: H05K13/08;H05K3/34
• 代理公司: 成都華復知識產權代理有限公司 51298
• 代理人: 余鵬

1.一種基于人工智能的PCBA板生產線智能監管系統，其特征在于，包括：圖像采集設備和差異率計算子系統；

所述圖像采集設備布置在PCBA板生產線的每一個安裝焊接環節，用于采集每一個安裝焊接環節生產的PCBA板對應的標準產品圖像，以及用于采集每一個安裝焊接環節正在生產的PCBA板的未檢產品圖像；

所述差異率計算子系統用于基于圖像識別，計算每一個安裝焊接環節拍攝的未檢產品圖像與對應安裝焊接環節的標準產品圖像的差異率，在差異率大于閾值時，對應安裝焊接環節存在安裝焊接缺陷；

所述差異率計算子系統包括：顏色矯正單元、灰度處理單元、圖像剪裁單元、輪廓提取單元、差異率計算單元和診斷比較單元；

所述顏色矯正單元用于根據標準產品圖像，對未檢產品圖像進行顏色矯正，得到矯正產品圖像；

所述灰度處理單元用于對矯正產品圖像和標準產品圖像分別灰度化處理，得到未檢灰度圖和標準灰度圖；

所述圖像剪裁單元用于根據每一安裝焊接環節所增加的圖像區域的位置范圍，分別對未檢灰度圖和標準灰度圖進行剪裁，得到每一安裝焊接環節的未檢區域灰度圖和標準區域灰度圖；

所述輪廓提取單元用于分別對未檢區域灰度圖和標準區域灰度圖提取輪廓，得到未檢輪廓圖和標準輪廓圖；

所述差異率計算單元用于分別提取未檢輪廓圖和標準輪廓圖的特征，并計算差異率；

所述診斷比較單元用于在差異率大于閾值時，判斷出對應安裝焊接環節存在安裝焊接缺陷；

所述差異率計算單元包括：第一差異值計算子單元、第二差異值計算子單元和差異率計算子單元；

所述第一差異值計算單元用于采用特征提取模型分別對未檢輪廓圖和標準輪廓圖進行特征提取，得到未檢特征和標準特征，并基于未檢特征和標準特征，計算第一差異值；

所述第二差異值計算單元用于分別根據未檢輪廓圖和標準輪廓圖上像素點的位置分布，計算第二差異值；

所述差異率計算子單元用于根據第一差異值和第二差異值，計算差異率；

所述特征提取模型包括：第一卷積層Conv1、第二卷積層Conv2、第三卷積層Conv3、第四卷積層Conv4、第一BN層BN1、第二BN層BN2、第三BN層BN3、第四BN層BN4、最大池化層Maxpool、Concat層和sigmod層；

所述第一卷積層Conv1的輸入端作為特征提取模型的輸入端，用于輸入未檢輪廓圖或標準輪廓圖；所述第一卷積層Conv1的輸出端分別與第一BN層BN1的輸入端、第三卷積層Conv3的輸入端、第二卷積層Conv2的輸入端和最大池化層Maxpool的輸入端連接；所述第三卷積層Conv3的輸出端與第二BN層BN2的輸入端連接；所述第二卷積層Conv2的輸出端與第三BN層BN3的輸入端連接；所述Concat層的輸入端分別與第一BN層BN1的輸出端、第二BN層BN2的輸出端、第三BN層BN3的輸出端和最大池化層Maxpool的輸出端連接，其輸出端與第四卷積層Conv4的輸入端連接；所述第四BN層BN4的輸入端與第四卷積層Conv4的輸出端連接，其輸出端與sigmod層的輸入端連接；所述sigmod層的輸出端作為特征提取模型的輸出端；

所述計算第一差異值的公式為：

其中，為第一差異值，為標準特征中的第個特征值，為未檢特征中的第個特征值，max為求序列中的最大值，|?|為絕對值運算，為特征值的數量，為標準特征中的第1個特征值，為未檢特征中的第1個特征值，為標準特征中的第個特征值，為未檢特征中的第個特征值，為求和符號；

所述第二差異值計算單元計算第二差異值的具體內容包括：將未檢輪廓圖劃分為多個區塊，得到多個未檢區塊，將標準輪廓圖按與未檢輪廓圖的相同劃分方式劃分為多個區塊，得到多個標準區塊，根據未檢區塊和標準區塊中像素點的位置分布，計算第二差異值；

所述計算第二差異值的公式為：

其中，為第二差異值，為第個標準區塊中第個像素點的橫坐標，為第個標準區塊中第個像素點的縱坐標，為第個未檢區塊中第個像素點的橫坐標，為第個未檢區塊中第個像素點的縱坐標，為標準區塊中像素點的數量，為未檢區塊中像素點的數量，為標準區塊或未檢區塊的數量，為取和中較小者，為第個標準區塊中第個像素點的灰度值，為第個未檢區塊中第個像素點的灰度值，為反正切函數，為求和符號；

所述差異率的計算公式為：

其中，為差異率，為第一差異值，為第二差異值，為歸一化系數。