一种应用机器视觉技术的电路板缺陷检测方法及系统与流程
本发明涉及机器视觉，具体为一种应用机器视觉技术的电路板缺陷检测方法及系统。
背景技术：
1、电路板缺陷检测是应用于机器视觉技术的一项关键领域，属于电子制造和质量控制的大领域，在现代电子工业中，高度集成的电路板扮演着至关重要的角色，其质量直接影响着电子产品的性能和可靠性，机器视觉技术在这一领域中被广泛应用，以提高生产效率和确保产品质量，旨在通过自动化和智能化的方式检测电路板上的各种缺陷，从而提高生产线的质量控制水平。
2、目前的视觉检测系统往往对光照、角度和尺度等因素较为敏感，这可能导致在复杂工业环境中性能不稳定，对于复杂而微小的缺陷，现有系统可能表现出一定的误报或漏检，尤其是在高速生产线上，此外，大规模的数据处理和模型训练也可能需要相当的计算资源和时间，限制了实时性要求的满足。
技术实现思路
1、本发明提供了一种应用机器视觉技术的电路板缺陷检测系统及其使用方法，解决了上述背景技术中所提到的对于复杂而微小的缺陷，现有系统可能表现出一定的误报或漏检，尤其是在高速生产线上的问题。
2、本发明提供如下技术方案：一种应用机器视觉技术的电路板缺陷检测系统，包括流水线性能检测模块、摄像头性能检测模块、环境检测模块、数据整理模块、数据分析模块以及辨识模块：
3、所述流水线性能检测模块用于对流水线的作业性能数据进行采集，并将采集获取的作业性能数据输入至数据整理模块内，通过数据整理模块对作业性能数据进行预处理，并将预处理后的作业性能数据进行特征提取，从而生成第一数据组；
4、所述摄像头性能检测模块用于对摄像头的拍摄效果数据进行获取，并将采集的拍摄效果数据输入至数据整理模块内，通过数据整理模块对拍摄效果数据进行预处理，并对预处理后的拍摄效果数据进行特征提取，从而生成第二数据组；
5、所述环境检测模块用于对电路板的运输环境数据进行采集，并将获取的运输环境数据输入至数据整理模块内，通过数据整理模块对运输环境数据进行预处理，并对预处理后的运输环境数据进行特征提取，从而生成第三数据组；
6、所述数据分析模块用于对第一数据组、第二数据组以及第三数据组进行无量纲处理后整合计算，从而生成运输性能参数ysxnc、拍摄性能参数psxnc以及环境参数hjcs，并将运输性能参数ysxnc、拍摄性能参数psxnc以及环境参数hjcs进行无量纲处理后再次进行整合计算，从而获取缺陷报警参数qxbjz，并将计算获取的缺陷报警参数qxbjz输入至辨识模块内
7、所述辨识模块用于将计算获取的缺陷报警参数qxbjz与预设的第一阈值y进行对比，从而生成第一对比结果，根据第一对比结果判断是否要对当前检测的电路板进行报警，若判定结果为无需报警，则正常对电路板进行输送，若判定结果为需要报警则先将缺陷报警参数qxbjz与第一阈值y进行整合计算，从而生成报警介入值bjjrz，并将生成的报警介入值bjjrz与预设的第二阈值r进行对比，从而生成第二对比结果，并根据第二对比结果，执行相应的报警方式和处理方案。
8、作为本发明所述应用机器视觉技术的电路板缺陷检测系统的一种可选方案，其中：所述数据整理模块包括预处理单元和特征提取单元；
9、所述预处理单元用于对作业性能数据、拍摄效果数据以及运输环境数据进行预处理，所述特征提取单元用于对作业性能数据、拍摄效果数据以及运输环境数据进行特征提取从而生成第一数据组、第二数据组以及第三数据组。
10、作为本发明所述应用机器视觉技术的电路板缺陷检测系统的一种可选方案，其中：所述第一数据组包括运输速度值yssd和货物密度值hwmdz；
11、运输速度值yssd代表流水线的运输速度，货物密度值hwmdz代表流水线上货物放置的间隔；
12、所述第二数据组包括图像清晰度txqxd、图像放大倍率txfdz、正常颜色值jbysz、异常颜色值ewysz、痕迹宽度值hjkdz以及痕迹长度值hjcdz；
13、图像清晰度txqxd代表摄像头的成像像素，图像放大倍率txfdz代表摄像头的拍摄放大率，正常颜色值jbysz代表电路板应有的颜色值，异常颜色值ewysz代表电路板非正常的颜色值，痕迹宽度值hjkdz代表电路板上焊接的痕迹宽度，痕迹长度值hjcdz代表电路板上焊接的痕迹长度；
14、所述第三数据组包括环境雾气值hjwqz和环境光照值hjgzz；
15、环境雾气值hjwqz代表电路板在运输过程中实际环境的雾气浓度，环境光照值hjgzz代表电路板在运输过程中实际环境的光照强度。
16、作为本发明所述应用机器视觉技术的电路板缺陷检测系统的一种可选方案，其中：流水线性能检测模块包括流水线速度检测单元和货物密度检测单元；
17、其中，所述流水线速度检测单元用于获取运输速度值yssd，所述货物密度检测单元用于获取货物密度值hwmdz。
18、作为本发明所述应用机器视觉技术的电路板缺陷检测系统的一种可选方案，其中：摄像头性能检测模块包括纹理辨识单元、颜色辨识单元以及痕迹检测单元；
19、其中，所述纹理辨识单元用于获取图像清晰度txqxd和图像放大倍率txfdz，所述颜色辨识单元用于获取电路板的正常颜色值jbysz和异常颜色值ewysz，所述痕迹检测单元用于获取电路板上焊接的痕迹宽度值hjkdz、痕迹长度值hjcdz。
20、作为本发明所述应用机器视觉技术的电路板缺陷检测系统的一种可选方案，其中：所述环境检测模块包括雾气检测单元和光照检测单元，其中雾气检测单元用于获取环境雾气值hjwqz，所述光照检测单元用于获取环境光照值hjgzz。
21、作为本发明所述应用机器视觉技术的电路板缺陷检测系统的一种可选方案，其中：所述辨识模块包括第一对比单元和第二对比单元，所述第一对比单元用于生成第一对比结果，所述第二对比单元用于生成第二对比结果；
22、所述第一对比结果为：
23、当缺陷报警参数qxbjz≤第一阈值y时，代表当前电路板无需进行报警；
24、当缺陷报警参数qxbjz＞第一阈值y时，代表当前电路板需要进行报警；
25、所述第二对比结果为：
26、当报警介入值bjjrz≤第二阈值r时，代表当前电路板为一级报警信号，做橙色信号标记；
27、当报警介入值bjjrz＞第二阈值r时，代表当前电路板为二级报警信号，做红色信号标记。
28、作为本发明所述应用机器视觉技术的电路板缺陷检测系统的一种可选方案，其中：所述辨识模块还包括储存单元、匹配单元以及执行单元；
29、所述储存单元用于保存处理方案，包括：
30、当电路板为一级报警信号时，通知质检人员，将带有橙色标记的电路板取下，进行人工质检，若检测发现无明显缺陷特征，则取消橙色标记，正常输送电路板，若有明显缺陷特征，则改为红色标记，送入专业仪器进行检测，待检测完毕后进行相应的维修；
31、当电路板为二级警信号时，通知质检人员，将带有红色标记的电路板取下，送入专业仪器进行检测，待检测完毕后进行相应的维修；
32、所述匹配单元用于将第二对比结果与储存单元保存的处理方案进行匹配；
33、所述执行单元用于执行处理方案，并生成报警日志，并对报警日志进行保存和归档。
34、作为本发明所述应用机器视觉技术的电路板缺陷检测系统的一种可选方案，其中：所述数据分析模块包括第一计算单元、第二计算单元以及第三计算单元；
35、所述第一计算单元分别通过下述计算公式计算获取运输性能参数ysxnc、拍摄性能参数psxnc以及环境参数hjcs；
36、
37、
38、
39、式中：yssd为运输速度值，hwmdz为货物密度值，txqxd为图像清晰度，txfdz为图像放大倍率，jbysz为正常颜色值，ewysz为异常颜色值，hjkdz为痕迹宽度值，hjcd为痕迹长度值，hjwqz为环境雾气值，hjgzz为环境光照值；
40、所述第二计算单元通过下述计算公式计算获取缺陷报警参数qxbjz；
41、
42、ysxnc为运输性能参数，psxnc为拍摄性能参数，hjcs为环境参数，a、a和a均为，且a≠a≠a≠，a为第一修正常数，且a、a以及a和a的值由用户调整设置
43、所述第三计算单元通过下述计算公式，计算获取报警介入值bjjrz
44、
45、式中：qxbjz为缺陷报警值，y为第一阈值，b为第二修正常数，且b的值由用户调整设置。
46、本发明还提供上述说明书中所提及的应用机器视觉技术的电路板缺陷检测系统的使用方法，具体步骤如下；
47、s1、对电路板运输流水线性能、摄像头以及电路板运输环境进行数据采集，从而分别生成第一数据集、第二数据集以及第三数据集；
48、s2、将生成的第一数据集、第二数据集以及第三数据集进行整合计算，从而生成运输性能参数ysxnc、拍摄性能参数psxnc以及环境参数hjcs，并将运输性能参数ysxnc、拍摄性能参数psxnc以及环境参数hjcs再次进行整合计算从而获取缺陷报警参数qxbjz；
49、s3、将缺陷报警参数qxbjz与预设的第一阈值y进行对比，从而获取第一对比结果，将缺陷报警参数qxbjz与第一阈值y进行整合计算从而获取报警介入值bjjrz，并将报警介入值bjjrz与预设的第二阈值r进行对比从而获取第二对比结果；
50、s4、根据第一对比结果判定是否要对正在检测的电路板进行报警，根据第二对比结果判定具体报警方式和处理方案，并生成处理日志
51、本发明具备以下有益效果：
52、1、该应用机器视觉技术的电路板缺陷检测系统，通过整合流水线性能检测、摄像头性能检测和环境检测等多个模块，利用数据整理和数据分析进行综合评估，最终通过辨识模块实现缺陷报警，相比传统的电路板检测方法，该系统实现了全方位的性能监测，提高了检测准确性和报警响应速度，对比当下的技术手段，该系统利用机器视觉技术和智能化模块的整合，提供了更全面、更高效的电路板缺陷检测解决方案，进一步提升了生产线的质量管理水平和生产效率。
53、2、该应用机器视觉技术的电路板缺陷检测系统，通过设置两个阈值，即第一阈值y和第二阈值r，能够更精准地区分不同情况下的报警状态，从而减少误报率，避免因系统灵敏度过高而导致的无谓报警，进而提高系统的可靠性和稳定性，并使得质检人员能够迅速决策并采取相应的措施，提高了问题处理的效率和准确性。
技术特征：
1.一种应用机器视觉技术的电路板缺陷检测系统，包括流水线性能检测模块(101)、摄像头性能检测模块(102)、环境检测模块(103)、数据整理模块(104)、数据分析模块(105)以及辨识模块(106)，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的应用机器视觉技术的电路板缺陷检测系统，其特征在于：所述数据整理模块(104)包括预处理单元(209)和特征提取单元(210)；
3.根据权利要求1所述的应用机器视觉技术的电路板缺陷检测系统，其特征在于：所述第一数据组包括运输速度值yssd和货物密度值hwmdz；
4.根据权利要求1所述的应用机器视觉技术的电路板缺陷检测系统，其特征在于：流水线性能检测模块(101)包括流水线速度检测单元(201)和货物密度检测单元(202)；
5.根据权利要求1所述的应用机器视觉技术的电路板缺陷检测系统，其特征在于：摄像头性能检测模块(102)包括纹理辨识单元(204)、颜色辨识单元(205)以及痕迹检测单元(206)；
6.根据权利要求1所述的应用机器视觉技术的电路板缺陷检测系统，其特征在于：所述环境检测模块(103)包括雾气检测单元(207)和光照检测单元(208)，其中雾气检测单元(207)用于获取环境雾气值hjwqz，所述光照检测单元(208)用于获取环境光照值hjgzz。
7.根据权利要求1所述的应用机器视觉技术的电路板缺陷检测系统，其特征在于：所述辨识模块(106)包括第一对比单元(214)和第二对比单元(215)，所述第一对比单元(214)用于生成第一对比结果，所述第二对比单元(215)用于生成第二对比结果；
8.根据权利要求1所述的应用机器视觉技术的电路板缺陷检测系统，其特征在于：所述辨识模块(106)还包括储存单元(216)、匹配单元(217)以及执行单元(218)；
9.根据权利要求1所述的应用机器视觉技术的电路板缺陷检测系统，其特征在于：所述数据分析模块(105)包括第一计算单元(211)、第二计算单元(212)以及第三计算单元(213)；
10.一种应用机器视觉技术的电路板缺陷检测系统的使用方法，其特征在于：包括上述权利要求1-9任一所述的应用机器视觉技术的电路板缺陷检测系统，具体步骤如下；
技术总结
本发明涉及机器视觉技术领域，且公开了一种应用机器视觉技术的电路板缺陷检测方法及系统，包括流水线性能检测模块、摄像头性能检测模块、环境检测模块、数据整理模块、数据分析模块以及辨识模块，通过整合流水线性能检测、摄像头性能检测和环境检测等多个模块，利用数据整理和数据分析进行综合评估，最终通过辨识模块实现缺陷报警，相比传统的电路板检测方法，该系统实现了全方位的性能监测，提高了检测准确性和报警响应速度，对比当下的技术手段，该系统利用机器视觉技术和智能化模块的整合，提供了更全面、更高效的电路板缺陷检测解决方案，进一步提升了生产线的质量管理水平和生产效率。
技术研发人员：李智晖
受保护的技术使用者：杭州鸢桑科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5