CN113902718B - 一种电路板检测方法与系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电路板检测方法与系统，其方法包括：获取电路板的多个局部图像；将多个局部图像拼接为全景图像；判断全景图像是否符合设计要求；若符合，则基于全景图像获取检测结果；若不符合，则默认检测结果为不合格。其系统包括：图像获取模块、图像拼接模块与判断模块；图像获取模块，用于获取电路板的多个局部图像；图像拼接模块，用于将多个局部图像拼接为全景图像；判断模块，用于判断全景图像是否符合设计要求。本申请通过判断全景图像是否符合设计要求来确定全景图像中重合部分是否符合设计要求，进而使能对全景图像中的重合部分进行检测，增加重合部分检测的准确性。

Description

一种电路板检测方法与系统

技术领域

本发明涉及电路板检测领域，尤其是涉及一种电路板检测方法与系统。

背景技术

目前，电路板主要由焊盘、过孔、安装孔、导线、元器件、接插件、填充、电气边界等部分组成；焊盘，用于焊接元器件引脚的金属孔；过孔，有金属过孔和非金属过孔，其中金属过孔用于连接各层之间元器件的引脚；安装孔，用于固定电路板；导线，用于连接元器件引脚的电气网络铜膜；接插件，用于电路板之间连接的元器件；填充，用于地线网络的敷铜，可以有效的减小阻抗；电气边界，用于确定电路板的尺寸，所有电路板上的元器件都不能超过该边界。

通常对电子元器件的安装工艺为使用电子电路表面组装技术SMT（Surface MountTechnology）来进行加工，它是一种将无引脚或短引线表面组装元器件安装在电路板的表面或其他基板的表面上，再通过回流焊或浸焊等方法加以焊接组装的电路装连技术，不同的电子元器件使用不同的贴片加工工艺进行安装加工；当将不同的电子元器件在线路板上贴片完毕后为了保证电路板的质量，需对电路板上贴片的元器件的位置进行检测，检测元器件的焊脚是否与电路板的焊盘接触，通常采用视觉检测来对电路板进行检测，检测过程为将电路板进行拍摄然后通过计算机对拍摄的图片进行识别。

针对上述中的相关技术，发明人认为存在有以下缺陷：在使用视觉检测的过程中采用多个摄像头进行拍摄得到不同部分的图片，在对不同图片进行视觉检测识别过程中，较易造成部分重合位置的检测不准确。

发明内容

为了改善对电路板进行视觉检测的过程中，对重合部分检测不准确的问题，本申请提供一种电路板检测方法与系统。

本申请提供的一种电路板检测方法，包括：

获取电路板的多个局部图像；

将多个局部图像拼接为全景图像；

判断所述全景图像是否符合设计要求；

若符合，则基于所述全景图像获取检测结果；

若不符合，则默认检测结果为不合格。

通过采用上述技术方案，通过判断全景图像是否符合设计要求来确定全景图像中重合部分是否符合设计要求，进而使能对全景图像中的重合部分进行检测，增加重合部分检测的准确性，重合位置检测完成后，通过全景图像对电路板进行检测获取电路板检测结果。

可选的，所述获取电路板的多个局部图像包括：

根据需求将电路板划分为多个检测区域；

分别对多个检测区域进行拍摄，获取多个区域图像；

对所有区域图像进行处理获得对应的处理图像；

将多个所述处理图像作为多个局部图像。

通过采用上述技术方案，采用划分检测区域的形式分别对电路板整体进行划分，使便于对电路板的多个不同部位拍摄，当对电路板的不同部位进行拍摄时增加拍摄的细节，且减少单个相机拍摄时的产生图像畸变。

可选的，所述对所有区域图像进行处理获得对应的处理图像包括：

将所有区域图像进行降噪；

将降噪后的所有区域图像的图片亮度进行统一，得到对应的处理图像。

通过采用上述技术方案，对所有区域图像进行降噪，减少区域图像在数字化过程中噪声产生的影响，将降噪后的所有区域图像的图片亮度进行统一，使便于对区域图像进行拼接。

可选的，所述分别对多个检测区域进行拍摄，获取多个所述区域图像之前，还包括：

获取所述电路板的电子元器件信息；

根据所述电子元器件信息得到每个电子元器件在所述电路板上的位置；

确定相邻的检测区域交界处的电子元器件，作为目标电子元器件。

通过采用上述技术方案，获取电子元器件在电路板上的位置，由于电子元器件在不同电路板的位置不同且不同电子元器件的形状不同，使能通过电子元器件作为拼接的媒介。

可选的，所述将多个局部图像拼接为全景图像包括：

确定相邻的局部图像对应的相邻的检测区域；

将相邻的检测区域对应的目标电子元器件作为重合特征；

基于所述重合特征将对应的相邻的检测区域进行拼接，得到全景图像。

通过采用上述技术方案，通过将相邻的检测区域对应的目标电子元器件作为重合特征，由于不同电子元器件在不同位置的功能不同且不同电子元器件的形状也不同，使通过电子元器件作为重合特征。

可选的，所述目标电子元器件为两个或两个以上；

所述将相邻的检测区域对应的目标电子元器件作为重合特征，包括：

确定每个目标电子元器件在所述电路板的形状特异度，所述形状特异度为所述电路板上出现与所述目标电子元器件的形状相类似的器件的次数，次数越高，所述形状特异度越低，次数越低，所述形状特异度越高；

从多个目标电子元器件中选择形状特异度高的作为重合特征。

通过采用上述技术方案，通过形状特异度这个测量概念，来对目标电阻元器件周围对应电路板上出现与所述目标电子元器件的形状相类似的器件的次数进行标定，使将电子元器件本身的性质作为重合特征。

可选的，所述判断所述全景图像是否符合设计要求包括：

另所述电路板原有电路图为第一电路图；

对所述全景图像进行识别生成第二电路图；

对比所述第一电路图与所述第二电路图生成相似度值；

通过判断所述相似度值是否大于阈值即为判断所述全景图像是否符合设计要求。

通过采用上述技术方案，通过将第一电路图与第二电路图进行对比生成相似度值，通过将相似度值与相似度阈值进行对比判断全景图像是否符合要求，使能判断电路板上的电子元器件焊接于安装是否符合要求。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过判断全景图像是否符合设计要求来确定全景图像中重合部分是否符合设计要求，进而使能对重合部分进行检测，增加重合部分检测的准确性，采用划分检测区域的形式分别对电路板整体进行划分，使便于对电路板的多个不同部位拍摄，当对电路板的不同部位进行拍摄时增加拍摄的细节，且减少单个相机拍摄时的产生图像畸变。

附图说明

图1是本申请一种电路板检测方法其中一实施例的流程示意图；

图2是本申请一种电路板检测方法其中一实施例中步骤S1100的流程示意图；

图3是本申请一种电路板检测方法其中一实施例中步骤S2300的流程示意图；

图4是本申请一种电路板检测方法其中一实施例中步骤S2200之前的流程示意图；

图5是本申请一种电路板检测方法其中一实施例中步骤S1200的流程示意图；

图6是本申请一种电路板检测方法其中一实施例中步骤S5200的流程示意图；

图7是本申请一种电路板检测方法其中一实施例中步骤S1300的流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本申请作进一步详细说明。

参照图1，一种电路板检测方法，包括如下步骤：

S1100、获取电路板的多个局部图像。

其中，由于电路板上的电子元器件分布较为复杂，部分电子元器件的体积较小，对电路板整体直接进行拍摄较易导致拍摄出的图像发生畸变，导致对电路板上电子元器件的识别产生错误，进而导致对电路板上电路的识别产生错误，所以分别获取电路板的局部图像，减少畸变的产生。

S1200、将多个局部图像拼接为全景图像。

其中，多个局部图像按照对应的拼接方法进行拼接，拼接完成后的全景图像中包含电路板一侧的全部电子元器件，使能通过全景图像对电路板中的电子元器件进行检测。

S1300、判断全景图像是否符合设计要求。

其中，设计要求为全景图像中的电路与原本电路板对应的电路相同，在电路连接过程没有产生逻辑性的错误，通电后能满足预先计算出的效果，当将电子元器件在电路板上进行焊接的过程中若全景图像不符合要求，则拼接产生的全景图像会产生模糊化，电子元器件发生重叠，电路板表面的导线发生重叠等情况，此时则代表全景图像拼接失败。

S1400、若符合，则基于全景图像获取检测结果。

其中，当符合设计要求时，则需对全景图像进行检测，检测对应电路中的电子元器件是否有焊接方面的错误或者标志符号是否产生错误，例如，电子元器件的焊脚在电路板的焊盘上焊接时由于较小的抖动，会导致焊脚焊接的位置发生偏移，所以需要检测电子元器件的引脚焊接是否错误，电子元器件的焊脚是否与焊盘接触。

S1500、若不符合，则默认检测结果为不合格。

本申请实施例一种电路板检测方法的实施原理为：获取电路板的多个局部图像，将多个局部图像拼接为全景图像，判断全景图像是否符合设计要求，通过对多个局部图像进行拼接，使多个局部图像拼接为对应全景图像，通过判断全景图像是否符合设计要求来确定全景图像中重合部分是否符合设计要求，进而使能对重合部分进行检测，增加重合部分检测的准确性，重合位置检测完成后，通过全景图像便于对电路板进行检测获取检测结果。

参照图2，获取电路板的多个局部图像，包括如下步骤：

S2100、根据需求将电路板划分为多个检测区域。

其中，需求为对应电路板区域划分的要求，根据不同的精度要求与电路板的大小对电路板进行划分，面积较大的电路板与面积较小的电路板划分的区域数量不同，表面电子元器件分布较为复杂的电路板与表面电子元器件分布较为简单的电路板的区域划分不同，其中表面电子元器件分布较为复杂的电路板需要展现较多的细节，所以划分的区域数量更多，单位面积更小，且相邻的检测区域之间有公共区域，通过公共区域使能将相邻的检测区域进行拼接。

S2200、分别对多个检测区域进行拍摄，获取多个区域图像。

其中，获取的区域图像为对应电路板每个检测区域拍摄产生的图像，每一区域图像均对应唯一指定的检测区域，同一区域图像不会完全覆盖两个或以上检测区域，拍摄的区域超出电路板整体区域的则进行裁剪，减少区域图像边缘区域产生的畸变，同时便于进行匹配。

S2300、对所有区域图像进行处理获得对应的处理图像。

其中，拍摄产生的图像由于拍摄过程中外界的影响，或者是拍摄过程中额外的光照干扰、震动干扰等因素导致图像质量较差，或者导致拍摄出的图像数据文件会产生数据噪声，所以需要将对应的噪声进行处理获得对应的处理图像，处理过程包括对图像文件进行灰度处理、滤波降噪与边缘检测等。

S2400、将多个处理图像作为多个局部图像。

其中，在将多个处理图像分别作为局部图像之前需判断局部图像的噪声是否对图像拼接与图像识别产生影响，若对图像拼接与图像识别产生影响，则对处理图像进行进一步处理，若对图像拼接与图像识别的影响没有影响或影响较小，则可将多个处理图像作为多个局部图像。

本申请实施例获取电路板的多个局部图像的实施原理为：对应不同的电路板种类将电路板按照不同的需求划分为不同的检测区域，通过对不同的检测区域进行拍摄，获取多个区域图像，拍摄完后需对区域图像进行处理直至图像中噪声对图像识别的影响较小或是没有影响，获取对应的处理图像，将多个处理图像作为局部图像。

参照图3，对所有区域图像进行处理获得对应的处理图像，对区域图像的处理主要是对区域图像的校正，包括如下步骤：

S3100、将所有区域图像进行降噪。

其中，由于电子器件不可避免的电子热运动，会造成杂讯，而且增益越大杂讯越大，即区域图像会产生更多的噪点与杂色，为了对减少噪点对区域图像的影响，需将所有区域图像进行降噪。

S3200、将降噪后的所有区域图像的图片亮度进行统一，得到对应的处理图像。

其中，由于环境光或者相机曝光参数等影响会导致相邻区域图像在拼接时重合区域的色彩过渡不均衡，较易出现重影现象，此时需将降噪后的所有区域图像的图片亮度进行统一，减少亮度差对图像拼接的影响。

本申请实施例对所有区域图像进行处理获得对应的处理图像的实施原理为：对区域图像进行处理主要包括对区域图像进行几何校正，减少区域图像的畸变等措施，在本实施例中由于已经划分了各个区域不同的区域，且对区域图像已经采用裁剪的方式处理过，所以只需分别采用降噪与亮度统一的方式对区域图像进行处理获得对应的处理图像。

参照图4，分别对多个检测区域进行拍摄，获取多个区域图像之前，还包括：

S4100、获取电路板的电子元器件信息。

其中，电路板的电子元器件信息包括电子元器件的位置、形状、型号、摆放方向等信息，例如，获取一个电阻的信息，由于阻值、应用位置不同等不同，对应电阻的形状、颜色、连接方式与安装焊接的位置等也不同，使识别出的电阻信息不同，获得对应电路板的电子元器件信息。

S4200、根据电子元器件信息得到每个电子元器件在电路板上的位置。

其中，每个电子元器件信息均在电路图上有所展现，在设计对应电路图的电路板时每一电子元器件的位置对应在电路板上都有展现，根据电子元器件信息获得电子元器件。

S4300、确定相邻的检测区域交界处的电子元器件，作为目标电子元器件。

其中，相邻检测区域之间有交界的位置，于交界的位置处同时焊接有电子元器件，将交界处对应的电子元器件作为目标电子元器件。

本申请实施例对所有区域图像进行处理获得对应的处理图像的实施原理为：先对获取电子元器件的信息，再根据电子元器件信息得到每个电子元器件在电路板上的位置，当将电路板划分为不同的检测区域后，确定相邻的检测区域交界处的电子元器件作为目标电子元器件。

参照图5，将多个局部图像拼接为全景图像，包括如下步骤：

S5100、确定相邻的局部图像对应的相邻的检测区域。

其中，每一局部图像均对应唯一指定的检测区域，相邻的检测区域之间有重合的电子元器件，同样的相邻的局部图像对应也有重合的特征。

S5200、将相邻的检测区域对应的目标电子元器件作为重合特征。

其中，目标电子元器件被拍摄为数字图像文件后，可作为相邻的检测区域对应的目标电子元器件的重合特征，其中重合特征的位置、形状与颜色等均可作为重合的要素。

S5300、基于重合特征将对应的相邻的检测区域进行拼接，得到全景图像。

其中，通过重合特征的位置、角度与颜色等特征信息与重合特征不同部分较为优秀的特征点集将对应的相邻的检测区域进行拼接与融合得到全景图像，拼接过程为将其中一幅图像拷贝至另一图像对应特征点的位置，基于重合特征的特征信息与特征点集建立两个重合特征的投影映射矩阵，通过变换映射矩阵实现全景图像准确拼接。

本申请实施例将多个局部图像拼接为全景图像的实施原理为：确定相邻的局部图像对应的相邻的检测区域，每一局部图像均对应唯一指定的检测区域，相邻的检测区域之间有重合的电子元器件，同样的相邻的局部图像对应也有重合的特征；将相邻的检测区域对应的目标电子元器件作为重合特征，目标电子元器件被拍摄为数字图像文件后，可作为相邻的检测区域对应的目标电子元器件的重合特征，其中重合特征的位置、形状与颜色等均可作为重合的要素；基于重合特征将对应的相邻的检测区域进行拼接，得到全景图像，通过重合特征的位置、角度与颜色等特征信息与重合特征不同部分较为优秀的特征点集将对应的相邻的检测区域进行拼接与融合得到全景图像，拼接过程为将其中一幅图像拷贝至另一图像对应特征点的位置，基于重合特征的特征信息与特征点集建立两个重合特征的投影映射矩阵，通过变换映射矩阵实现全景图像准确拼接。

参照图6，目标电子元器件为两个或两个以上，通过两个或两个以上的目标电子元器件，实现在二维的局部图像中对检测区域的定位，使对全景图像的拼接更加准确。

将相邻的检测区域对应的目标电子元器件作为重合特征，包括：

S6100、确定每个目标电子元器件在电路板的形状特异度，形状特异度为电路板上出现与目标电子元器件的形状相类似的器件的次数，次数越高，形状特异度越低，次数越低，形状特异度越高。

其中，由于在同一电路板中使用的电子元器件数量较多，在电路板设计过程中电路元器件的使用可能会产生重复，例如电路板中的焊接的电阻与电容等电子元器件，所以在将这些电子元器件作为重合特征时需要考虑相邻重复的电子元器件对重合特征选定的影响。所以引入形状特异度这个概念，形状特异度为电路板上单位面积出现与目标电子元器件的形状相类似的器件的次数，次数越高，形状特异度越低，反之形状特异度越高，当选定一个电子元器件作为重合特征时，如果该电子元器件周围与该电子元器件相类似的电子元器件的数量较多，会导致重合特征选定过程中较易选错，导致图像拼接融合出错。

S6200、从多个目标电子元器件中选择形状特异度高的作为重合特征。

其中，选择形状特异度高的电阻元器件作为重合特征，即该目标电子元器件的周围出现相同或相似的电子元器件的次数较少，使用该目标电子元器件作为重合特征可减少图片拼接融合过程中产生的错误。

本申请实施例将相邻的检测区域对应的目标电子元器件作为重合特征的实施原理为：确定每个目标电子元器件在电路板的形状特异度，形状特异度为电路板上出现与目标电子元器件的形状相类似的器件的次数，次数越高，形状特异度越低，次数越低，形状特异度越高，从多个目标电子元器件中选择形状特异度高的作为重合特征。

参照图7，判断全景图像是否符合设计要求包括：

S7100、另电路板原有电路图为第一电路图。

其中，电路板原有电路图为设计电路板时的电路图，或为焊接组装电路板时的电路图，另电路板原有电路图为第一电路图时，第一电路图中含有电路板设计过程中所有的电子元器件与对应电子元器件的连通方式。

S7200、对全景图像进行识别生成第二电路图。

其中，对全景图像进行识别为对全景图像中的电子元器件与电子元器件之间的连通方式进行识别，识别出电子元器件的型号通过元器件之间的连通方式形成第二电路图。

S7300、对比第一电路图与第二电路图生成相似度值。

其中，相似度值为第一电路图与第二电路图之间的相似程度，通过数值显示的形式表现出来，相似度值为百分制，相似度值越大则第一电路图与第二电路图之间的相似程度越大，例如当相似度值为100%时，则说明第一电路图与第二电路图完全相同。

S7400、通过判断相似度值是否大于阈值即为判断全景图像是否符合设计要求。

其中，电路板在焊接过程中由于焊接精度等客观因素，将电子元器件在电路板上进行焊接时会产生不可避免的不影响电路板使用的微小错误，例如电子元器件的放置于焊接角度存在一定的差别但不影响电子元器件的使用，所以设置相似度阈值，在相似度阈值范围以上的所有电子元器件虽然会与电路图上的分布存在细微差别但不影响该电子元器件的使用，判断相似度阈值是否大于相似度阈值，若相似度值大于阈值则判断全景图像符合设计要求，则检测的对应全景图像的电路板符合设计要求，若相似度值小于阈值则判断全景图像不符合设计要求，则检测的对应全景图像的电路板不符合设计要求。

本申请实施例一种电路板检测系统的实施原理为：另电路板原有电路图为第一电路图，对全景图像进行识别生成第二电路图，通过对比第一电路图与第二电路图生成相似度值，通过相似度值与阈值之间的对比判断全景图像是否符合设计要求。

一种电路板检测系统，包括图像获取模块、图像拼接模块与判断模块；图像获取模块，用于获取电路板的多个局部图像；图像拼接模块，用于将多个局部图像拼接为全景图像；判断模块，用于判断全景图像是否符合设计要求，图像获取模块为用于对电路板进行拍摄的高清摄像机，高清摄像机将拍摄的图像信号传输到处理计算机内，并在计算机的存储介质内进行存储，图像拼接模块与判断模块为处理计算机内的处理器，处理器连接对应的存储介质。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种电路板检测方法，其特征在于，包括：

获取电路板的多个局部图像；

将多个局部图像拼接为全景图像；

判断所述全景图像是否符合设计要求；

若符合，则基于所述全景图像获取检测结果；

若不符合，则默认检测结果为不合格；

其中，所述获取电路板的多个局部图像包括：

根据需求将电路板划分为多个检测区域；

分别对多个检测区域进行拍摄，获取多个区域图像；

对所有区域图像进行处理获得对应的处理图像；

将多个所述处理图像作为多个局部图像；

其中，需求为根据不同的精度要求与电路板的大小对电路板进行划分，面积大的电路板与面积小的电路板划分的区域数量不同，表面电子元器件分布复杂的电路板比表面电子元器件分布简单的电路板划分的区域数量更多及单位面积更小，且相邻的检测区域之间有公共区域，并通过公共区域使能将相邻的检测区域进行拼接；

其中，所述分别对多个检测区域进行拍摄，获取多个所述区域图像之前，还包括：

获取所述电路板的电子元器件信息；

根据所述电子元器件信息得到每个电子元器件在所述电路板上的位置；

确定相邻的检测区域交界处的电子元器件，作为目标电子元器件；

其中，所述将多个局部图像拼接为全景图像包括：

确定相邻的局部图像对应的相邻的检测区域；

将相邻的检测区域对应的目标电子元器件作为重合特征；

基于所述重合特征将对应的相邻的检测区域进行拼接，得到全景图像；

其中，所述目标电子元器件为两个或两个以上；

所述将相邻的检测区域对应的目标电子元器件作为重合特征，包括：

确定每个目标电子元器件在所述电路板的形状特异度，所述形状特异度为所述电路板上出现与所述目标电子元器件的形状相类似的器件的次数，次数越高，所述形状特异度越低，次数越低，所述形状特异度越高；

从多个目标电子元器件中选择形状特异度高的作为重合特征。

2.根据权利要求1所述的一种电路板检测方法，其特征在于，所述对所有区域图像进行处理获得对应的处理图像包括：

将所有区域图像进行降噪；

将降噪后的所有区域图像的图片亮度进行统一，得到对应的处理图像。

3.根据权利要求1所述的一种电路板检测方法，其特征在于，所述判断所述全景图像是否符合设计要求包括：

另所述电路板原有电路图为第一电路图；

对所述全景图像进行识别生成第二电路图；

对比所述第一电路图与所述第二电路图生成相似度值；

通过判断所述相似度值是否大于阈值即为判断所述全景图像是否符合设计要求。

4.一种电路板检测系统，其特征在于，包括图像获取模块、图像拼接模块与判断模块；

所述图像获取模块，用于获取电路板的多个局部图像；

所述图像拼接模块，用于将多个局部图像拼接为全景图像；

所述判断模块，用于判断所述全景图像是否符合设计要求；

若符合，则基于所述全景图像获取检测结果；

若不符合，则默认检测结果为不合格；

其中，所述获取电路板的多个局部图像包括：

根据需求将电路板划分为多个检测区域；

分别对多个检测区域进行拍摄，获取多个区域图像；

对所有区域图像进行处理获得对应的处理图像；

将多个所述处理图像作为多个局部图像；

其中，需求为根据不同的精度要求与电路板的大小对电路板进行划分，面积大的电路板与面积小的电路板划分的区域数量不同，表面电子元器件分布复杂的电路板比表面电子元器件分布简单的电路板划分的区域数量更多及单位面积更小，且相邻的检测区域之间有公共区域，并通过公共区域使能将相邻的检测区域进行拼接；

其中，所述分别对多个检测区域进行拍摄，获取多个所述区域图像之前，还包括：

获取所述电路板的电子元器件信息；

根据所述电子元器件信息得到每个电子元器件在所述电路板上的位置；

确定相邻的检测区域交界处的电子元器件，作为目标电子元器件；

其中，所述将多个局部图像拼接为全景图像包括：

确定相邻的局部图像对应的相邻的检测区域；

将相邻的检测区域对应的目标电子元器件作为重合特征；

基于所述重合特征将对应的相邻的检测区域进行拼接，得到全景图像；

其中，所述目标电子元器件为两个或两个以上；

所述将相邻的检测区域对应的目标电子元器件作为重合特征，包括：

确定每个目标电子元器件在所述电路板的形状特异度，所述形状特异度为所述电路板上出现与所述目标电子元器件的形状相类似的器件的次数，次数越高，所述形状特异度越低，次数越低，所述形状特异度越高；

从多个目标电子元器件中选择形状特异度高的作为重合特征。