一种基于视觉识别的pcb分类方法、系统和存储介质与流程

本发明涉及视觉识别，具体为一种基于视觉识别的pcb分类方法、系统和存储介质。

背景技术：

1、随着计算机视觉技术和自动化检测系统的快速发展，基于视觉识别的pcb通孔分类方法及系统已经成为电子制造业质量控制不可缺少的一部分，有效的pcb通孔检测和分类方法不仅能提高检测精度和效率，还能减少人为错误和提升生产线的自动化水平，并保障了产品的一致性和可靠性。然而，现有的方法及系统在实际应用中仍然存在一些局限性，如识别精度不足、处理速度慢等问题，此外，在处理高密度或复杂布局的pcb时，导致分类不准确或漏检，影响了产品的整体质量和生产效率，导致额外的质量控制成本和生产延误。

2、在申请公布号cn112579810a的中国发明申请中，公开了一种印刷电路板分类方法、装置、计算机设备和存储介质，获取待测印刷电路板的图像，然后对待测印刷电路板的图像进行数学建模，得到待测印刷电路板几何数学模型，当通过相似度算法查找到与待测印刷电路板几何数学模型相似度满足预设阈值的存量印刷电路板几何数学模型时，表明该存量印刷电路板几何数学模型对应的实物电路板即为待测印刷电路板，获取该存量印刷电路板几何数学模型对应的携带分类信息的特征文件信息，便能得到分类结果，整个过程，无需通过人工方式在印制电路板的生产资料内添加编号标示和人工分类处理，显著提高分类效率，并且通过图像识别的技术保障了印刷电路板分类的准确率，可以高效且准确实现印刷电路板分类。

3、在上述发明中，通过图像识别技术保障印刷电路板分类的准确率，从而实现高效且准确的分类，同时，该方法的数学建模和相似度计算较为复杂，处理复杂pcb设计时需要更多的计算资源和时间，并且缺乏对pcb具体特征的详细分析，难以识别细微的质量问题。

4、为此，本发明提供了一种基于视觉识别的pcb分类方法、系统和存储介质。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于视觉识别的pcb分类方法、系统和存储介质，使用高分辨率的工业相机对待检验pcb图像进行采集，获取pcb上的通孔个数、周长以及通孔的位置坐标；通过待检测pcb通孔个数和平均周长建立第一识别系数f，调取m个合格的pcb样本数据，通过通孔个数和通孔平均周长建立基准值fref，通过计算待检验pcb的第一识别系数f与基准值fref的偏差δf，根据基准值和标准偏差定义偏差范围，判断第一识别系数是否在合格范围内，当第一识别系数存在异常时，启动第二识别系数命令；接收到第二识别方式命令后，调取待检验pcb的n个通孔位置数据，并计算每个通孔的实际位置与设计标准位置之间的偏差，通过所有通孔的位置偏差计算出平均位置偏差，根据该平均位置偏差，修正第一识别系数f，从而得到修正后的识别系数f'；通过修正后的识别系数f'，将其与基准值比较，计算出最终偏差，通过将该偏差值与预设的容限范围进行比较，判断待检验pcb通孔质量是否合格。

3、(二)技术方案

4、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于视觉识别的pcb分类方法，包括如下步骤：

5、使用高分辨率的工业相机对待检验pcb图像进行采集，获取待检验pcb上的通孔个数n、周长pi以及通孔的位置坐标；

6、通过待检测pcb通孔个数和平均周长建立第一识别系数f，调取m个合格的pcb样本数据，通过通孔个数和通孔平均周长建立基准值fref，通过计算待检验pcb的第一识别系数f与基准值fref的偏差δf，根据基准值和标准偏差定义偏差合格范围，判断第一识别系数f是否在偏差范围内，当第一识别系数存在异常时，启动第二识别系数命令；

7、接收到第二识别方式命令后，调取待检验pcb的n个通孔位置数据，并计算每个通孔的实际位置与设计标准位置之间的偏差di，并求出这些偏差的平均值，以确定待检验pcb的平均通孔位置偏差da，再修正第一识别系数f，得到修正后的第二识别系数f'；

8、通过第二识别系数f'，将其与偏差δf合格范围进行比较，来判断待检验pcb通孔的质量是否合格，并对其进行分类。

9、进一步的，调取待检测pcb上每个通孔周长pi的数据，并计算平均值，得到待检验pcb通孔的平均周长pt，公式如下所示：

10、

11、其中，i表示待检测pcb上的第i个通孔，i＝1、2、3、……、n，n表示待检测pcb上的通孔的总个数。

12、进一步的，根据待检验pcb通孔个数n、通孔平均周长pt数据，建立第一识别系数f，公式如下所示：

13、f＝a1*n+a2*pt

14、其中，a1和a2分别为通孔个数和通孔平均周长的权重系数，a1为0.5，a2为0.5。

15、进一步的，通过历史数据库调取m个合格的pcb通孔数据，计算m个合格pcb内的通孔个数n和通孔平均周长pt，并计算基准值fref，公式如下所示：

16、fj＝a1*nj+a2*ptj

17、

18、其中，j为第j个合格的pcb，j＝1、2、3、……、m，nj为第j个合格pcb的通孔个数，ptj为第j个合格pcb通孔的平均周长，计算第一识别系数f的偏差δf，公式如下所示：

19、△f＝f-fref

20、根据基准值计算标准偏差σf，公式如下所示：

21、

22、通过基准值和标准偏差计算第一识别系数f的偏差δf的合格范围[(fref-k*σf)，(fref+k*σf)]，其中，k为经验系数，k＝2或3。

23、进一步的，通过计算得到的第一识别系数f与偏差δf进行比较，可以判断待检验pcb的通孔质量情况，具体为：

24、当f在偏差δf合格范围内时，表示待检验pcb通孔质量合格；

25、当f大于偏差δf合格范围时，表示待检验pcb通孔质量不合格；

26、当f小于偏差δf合格范围时，表示待检验pcb通孔质量存在异常，存在检测不全面问题，发出启动第二识别方式命令。

27、进一步的，接收到第二识别方式命令，调取待检验pcb通孔数据，计算待检验pcb上的每个通孔的实际位置(xi,yi)，与设计的标准位置(xi,yi)的偏差，计算公式如下所示：

28、

29、其中，di为第i个通孔的位置偏差距离，设计的标准位置(xi,yi)是根据pcb通孔设计规范获取的，根据待检验pcb上所有通孔的位置偏差di，并求出这些偏差的平均值，以确定待检验pcb的平均通孔位置偏差da：

30、

31、对应的待检验pcb的平均通孔位置偏差da的计算公式如上。

32、进一步的，根据待检验pcb的平均通孔位置偏差da，修正第一识别系数f，得到第二识别系数f'，计算公式如下所示：

33、f'＝b1*f+b2*da

34、其中，b1和b2分别为第一识别系数f和待检验pcb的平均通孔位置偏差da的权重系数，b1为0.5，b2为0.5。

35、进一步的，通过第二识别系数f'，将其与偏差δf进行比较，来判断待检验pcb通孔的质量，并对其进行分类，具体为：

36、当f'在偏差δf的合格范围内时，表示待检验pcb通孔质量合格；

37、当f'不在偏差δf的合格范围内时，表示待检验pcb通孔质量不合格。

38、一种基于视觉识别的pcb分类系统，包括：

39、数据获取模块，使用高分辨率的工业相机对待检验pcb图像进行采集，获取pcb上的通孔个数、周长以及通孔的位置坐标；

40、第一识别模块，通过待检测pcb通孔个数和平均周长建立第一识别系数f，调取m个合格的pcb样本数据，通过通孔个数和通孔平均周长建立基准值fref，通过计算待检验pcb的第一识别系数f与基准值fref的偏差δf，根据基准值和标准偏差定义偏差合格范围，判断第一识别系数f是否在偏差范围内，当第一识别系数存在异常时，启动第二识别系数命令；

41、第二识别模块，接收到第二识别方式命令后，调取待检验pcb的n个通孔位置数据，并计算每个通孔的实际位置与设计标准位置之间的偏差di，并求出这些偏差的平均值，以确定待检验pcb的平均通孔位置偏差da，再修正第一识别系数f，得到修正后的第二识别系数f'；

42、分类模块，通过第二识别系数f'，将其与偏差δf合格范围进行比较，来判断待检验pcb通孔的质量是否合格，并对其进行分类。

43、一种存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

44、在pcb分类系统中，存储介质包括非易失性存储介质和内存储器两部分，非易失性存储介质用于长期保存关键数据，如操作系统、检测程序、基准值、样本数据、偏差范围以及历史图像和模型数据，确保系统在启动和执行关键任务时拥有必要的资源，内存储器则提供高速存储空间，用于运行时处理待检验pcb的临时数据，如通孔个数、周长、位置坐标，以及计算过程中生成的识别系数和修正后的结果，确保实时计算和判断的高效性。

45、(三)有益效果

46、本发明提供了一种基于视觉识别的pcb分类方法，具备以下有益效果：

47、1、使用高分辨率的工业相机对待检验pcb图像进行采集，获取pcb上的通孔个数、周长以及通孔的位置坐标，以准确地识别和分析pcb上的通孔特征，提高质量检测的准确性和效率。

48、2、通过待检测pcb通孔个数和平均周长建立第一识别系数f，调取m个合格的pcb样本数据，通过通孔个数和通孔平均周长建立基准值fref，通过计算待检验pcb的第一识别系数f与基准值fref的偏差δf，根据基准值和标准偏差定义偏差合格范围，判断第一识别系数f是否在偏差范围内，当第一识别系数存在异常时，启动第二识别系数命令，提高对pcb通孔质量的检测精度，确保生产过程中高效且可靠地筛选出不合格产品，减少潜在的质量问题和生产成本。

49、3、接收到第二识别方式命令后，调取待检验pcb的n个通孔位置数据，并计算每个通孔的实际位置与设计标准位置之间的偏差di，并求出这些偏差的平均值，以确定待检验pcb的平均通孔位置偏差da，再修正第一识别系数f，得到修正后的第二识别系数f'，能够在检测出异常情况时提供更精确的评估，从而有效提升对pcb通孔质量的综合判定能力，减少误判率，确保产品的一致性和可靠性。

50、4、通过第二识别系数f'，将其与偏差δf合格范围进行比较，来判断待检验pcb通孔的质量是否合格，并对其进行分类，有效地识别出不符合质量标准的pcb通孔，从而提高生产过程的可靠性和最终产品的整体质量。

技术特征：

1.一种基于视觉识别的pcb分类方法，其特征在于：包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于视觉识别的pcb分类方法，其特征在于：

3.根据权利要求2所述的一种基于视觉识别的pcb分类方法，其特征在于：

4.根据权利要求3所述的一种基于视觉识别的pcb分类方法，其特征在于：

5.根据权利要求4所述的一种基于视觉识别的pcb分类方法，其特征在于：

6.根据权利要求5所述的一种基于视觉识别的pcb分类方法，其特征在于：

7.根据权利要求6所述的一种基于视觉识别的pcb分类方法，其特征在于：

8.根据权利要求7所述的一种基于视觉识别的pcb分类方法，其特征在于：

9.一种基于视觉识别的pcb分类系统，用于实现权利要求1至8中任一项所述方法，其特征在于：包括：

10.一种存储介质，其特征在于：所述存储介质存储有计算机可执行指令，当所述指令被计算机执行时，使得计算机执行如权利要求1至权利要求8中任一项所述的方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种基于视觉识别的pcb分类方法、系统和存储介质，涉及视觉识别技术领域，包括，通过待检测pcb通孔个数和平均周长建立第一识别系数，利用合格的pcb样本数据，建立基准值，计算待检验pcb的第一识别系数与基准值的偏差，并定义偏差范围，判断第一识别系数是否在偏差范围内，当第一识别系数存在异常时，启动第二识别系数命令；接收到第二识别方式命令后，调取待检验pcb的通孔位置坐标数据，计算待检测pcb上通孔的平均位置偏差，并根据平均位置偏差修正第一识别系数，得到修正后的第二识别系数，再将其与偏差进行比较，来判断待检验pcb通孔的质量，并对其进行分类，有效提高待检验pcb通孔质量检测的准确性和可靠性，从而确保分类结果更加精确。

技术研发人员：邵海琴,杨燕茹
受保护的技术使用者：深圳市天佑电子电路设计制造有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5