一种PCB免焊接光学器件定位方法与流程

    技术2025-03-27  37


    本发明涉及电子元器件定位,具体涉及一种pcb免焊接光学器件定位方法。


    背景技术:

    1、在pcb光学器件免焊接定位过程中,存在一个关键的技术难题,当光学器件尺寸微小且形状复杂时,从其图像中准确提取角点特征信息变得极为困难,传统的边缘检测和角点提取在面对高反射率表面、不规则几何形状以及微小尺度时往往失效;此外,由于pcb基板材料的非均匀性和表面纹理,背景干扰也给特征提取带来挑战,在高速生产线上,还需要在极短的时间内完成特征提取,这就要求算法具有极高的实时性;然而,提高算法复杂度以增强鲁棒性又会显著增加计算负担,造成处理延迟,如何在有限的计算资源和严格的时间约束下,针对复杂多变的光学器件和pcb环境,实现快速、准确、稳定的角点特征提取,成为一个亟待解决的技术难题,这个问题直接影响到后续定位算法的匹配精度和识别可靠性,是整个pcb光学器件免焊接定位技术的关键瓶颈。


    技术实现思路

    1、为了解决上述现有技术存在的问题,本发明目的在于提供一种pcb免焊接光学器件定位方法。pcb免焊接光学器件定位方法通过多尺度图像处理和角点显著性评分的精细筛选,能够准确提取和定位微小非标准光学器件的关键特征点,从而实现高精度的器件定位;整个定位过程从图像采集到特征提取、筛选、匹配,再到定位信息的生成,均实现了自动化处理,减少了人工干预,提高了生产效率和一致性,从而实现pcb免焊接微小光学器件的精准定位和快速装配。

    2、本发明所述的一种pcb免焊接光学器件定位方法,包括以下步骤:

    3、s1、对pcb板上待装配的微小非标准光学器件的图像进行采集并降采样处理,获取器件图像特征;

    4、s2、在不同尺度层级的器件图像中分别提取角点候选区域,并初步筛选出包含不同材质和方向的角点初始特征集合;

    5、s3、对初始角点特征集合中的每个角点候选点,计算角点显著性得分;

    6、s4、基于所述角点显著性得分,对候选角点进行二次筛选,并获取不同光学器件类型的精细化角点特征点集;

    7、s5、根据所述精细化角点特征点集,通过迭代收敛得到具有均匀分布的稳定角点特征集合;

    8、s6、提取器件的多尺度轮廓边缘信息,并在边缘线段上计算多尺度曲率极值点作为潜在的复杂形状角点;

    9、s7、将所述复杂形状角点与所述稳定角点特征集合进行融合,构建角点综合特征集;

    10、s8、根据检测到的角点综合特征集,构建光学器件的角点拓扑结构模型,并与各类光学器件角点模板库进行匹配,判断是否符合预期的几何布局;

    11、s9、将角点拓扑结构匹配结果与角点精细化坐标信息进行融合,生成光学器件的定位信息,并传递给pcb装配控制系统。

    12、优选地,所述步骤s1具体包括:

    13、采集pcb板上待装配的微小非标准光学器件的原始图像,并采用多尺度图像金字塔分解方法对所述原始图像进行降采样处理,获取不同尺度层级的器件图像特征;

    14、降采样处理包括以下步骤:

    15、对所述原始图像进行预处理,处理后得到器件图像;

    16、构建所述器件图像的高斯金字塔和拉普拉斯金字塔,通过下采样和差分运算获得不同尺度的图像序列和特征图;

    17、对金字塔各尺度层图像,采用surf算法提取尺度不变特征,计算特征描述符,建立特征点集合;

    18、使用形状上下文描述符捕捉器件的全局特征,结合局部特征,形成完整的器件特征表示。

    19、优选地,所述步骤s2具体包括:

    20、根据器件材质的多样性,在不同尺度层级的器件图像中分别提取角点候选区域,对各层级的角点候选区域进行初步筛选,得到包含不同材质、不同方向的角点初始特征集合。

    21、优选地,所述步骤s3具体包括:

    22、对所述角点初始特征集合中的每个角点候选点,提取其周围区域的纹理特征,结合哈里斯角点响应函数,并引入器件材质识别因子,计算角点显著性得分。

    23、优选地,所述步骤s4具体包括:

    24、基于所述角点显著性得分,根据光学器件种类的多样性,对不同种类的光学器件设置不同的角点显著性阈值,对角点候选点进行二次筛选,获取不同光学器件类型的精细化角点特征点集。

    25、优选地,所述步骤s5具体包括:

    26、根据不同光学器件类型的所述精细化角点特征点集,采用非极大值抑制算法,结合角点密集度动态调整局部邻域范围,在局部邻域内比较角点响应强度,抑制非最大值点,保留局部最优角点,通过迭代收敛得到具有均匀分布的稳定角点特征集合。

    27、优选地,所述步骤s6具体包括:

    28、结合器件形状的复杂性,提取器件的多尺度轮廓边缘信息,在边缘线段上计算多尺度曲率极值点作为潜在的复杂形状角点。

    29、优选地,所述步骤s7具体包括:

    30、将所述复杂形状角点与所述稳定角点特征集合进行融合,构建包含不同类型、不同尺度、不同方向的角点综合特征集。

    31、优选地,所述步骤s8具体包括:

    32、根据检测到的角点综合特征集,计算光学器件相邻角点之间的几何拓扑关系,构建光学器件的角点拓扑结构模型,并与各类光学器件角点模板库进行匹配,判断当前光学器件的角点组合是否符合预期的几何布局。

    33、优选地,所述步骤s9具体包括:

    34、通过所述角点拓扑结构模型与各类光学器件角点模板库进行匹配,获得光学器件的角点拓扑结构匹配结果,将角点拓扑结构匹配结果与光学器件的角点精细化坐标信息进行融合,生成光学器件的定位信息;

    35、将所述定位信息转换为pcb装配控制系统可识别的指令格式,通过modbustcp协议将所述指令格式传输至所述pcb装配控制系统;

    36、所述指令格式包括器件类型、安装坐标、姿态角度、装配力度及装配方法。

    37、本发明所述的一种pcb免焊接光学器件定位方法,其优点在于:

    38、本发明的一种pcb免焊接光学器件定位方法通过多尺度图像处理和角点显著性评分的精细筛选,能够准确提取和定位微小非标准光学器件的关键特征点,从而实现高精度的器件定位;结合不同材质和方向的角点特征,以及复杂形状角点的提取,使得能够应对多样化的光学器件和复杂的pcb板环境,提高了系统的鲁棒性和适应性;整个定位过程从图像采集到特征提取、筛选、匹配,再到定位信息的生成,均实现了自动化处理,减少了人工干预,提高了生产效率和一致性,从而实现pcb免焊接微小光学器件的精准定位和快速装配。



    技术特征:

    1.一种pcb免焊接光学器件定位方法,其特征在于,包括以下步骤:

    2.根据权利要求1所述pcb免焊接光学器件定位方法,其特征在于,所述步骤s1具体包括:

    3.根据权利要求1所述pcb免焊接光学器件定位方法,其特征在于,所述步骤s2具体包括:

    4.根据权利要求1所述pcb免焊接光学器件定位方法,其特征在于,所述步骤s3具体包括:

    5.根据权利要求1所述pcb免焊接光学器件定位方法,其特征在于,所述步骤s4具体包括:

    6.根据权利要求1所述pcb免焊接光学器件定位方法,其特征在于,所述步骤s5具体包括:

    7.根据权利要求1所述pcb免焊接光学器件定位方法,其特征在于,所述步骤s6具体包括:

    8.根据权利要求1所述pcb免焊接光学器件定位方法,其特征在于,所述步骤s7具体包括:

    9.根据权利要求1所述pcb免焊接光学器件定位方法,其特征在于,所述步骤s8具体包括:

    10.根据权利要求1所述pcb免焊接光学器件定位方法,其特征在于,所述步骤s9具体包括:


    技术总结
    本发明涉及一种PCB免焊接光学器件定位方法,方法首先采集器件图像并进行降采样处理以获取特征,随后在不同尺度图像中提取并初步筛选角点特征集合;通过计算角点显著性得分进行二次筛选,得到各类型光学器件的精细化角点特征;利用迭代收敛得到具有均匀分布的稳定角点特征集合;提取器件多尺度轮廓边缘信息,计算多尺度曲率极值点作为潜在的复杂形状角点,并与稳定角点特征集合融合构建角点综合特征集;根据角点综合特征集构建角点拓扑结构模型,并与模板库匹配验证几何布局;融合匹配结果与角点坐标信息,生成定位信息,并传递给PCB装配控制系统。本发明能够准确提取和定位微小非标准光学器件的关键特征点,实现PCB免焊接微小光学器件的快速装配。

    技术研发人员:熊大章,邹达伟,梁晓辉,夏磊,张建华
    受保护的技术使用者:中山市达尔科光学有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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