AOI技术中Mark点定位算法的研究

AOI技术中Mark点定位算法的研究

AOI软件改进1Mark图像处理2阈值算法3圆心定位算法4涉及的主要内容

AOI设备硬件结构件及外壳电器、伺服马达等软件PCB图像采集图像建立标准图像缺陷提取检测和诊断像机＋光源CCD彩色相机红＋绿＋兰（环形光源）

AOI的几大功能组成

AOI操作软件直观、简易、灵活、全面的软件操作软件分析原理：元件本体采用图像对比焊点采用抽取焊盘的颜色，分析其蓝色部分的亮度值以及面积极性元件的极性标志采用特殊标记短路元件采用图像二值化改进后效果

原件列表功能改进按名称排序点击显示

原件图像

Mark点介绍Mark点也叫光学定位基准点，在AOI检测中用于PCB板的定位，因此，Mark的准确识别尤为重要。

Mark的设计规范一般为铜质实心圆形必须成对出现，最好分布在对角位置同一板号PCB上所有Mark点的大小必须一致MARK点包括：标记点和空旷区域

图像处理流程轮廓提取二值化计算阈值灰度化计算圆心

阈值算法利用trackbar控件（两端的值设为0和255）实现阈值调节。每次调节后读取trackbar控件滑块位置作为阈值。灰度计算公式为：Gray=R*0.3+G*0.59+B*0.11将图像上每一点的灰度累加，除以总点数得到整幅图像的平均灰度，以此作为阈值手动调节阈值平均灰度作阈值大律法计算阈值大律法（Otsu算法法）是基于图像的1维灰度直方图，以目标和背景的类间方差最大为阈值选取准则。类间方差：u3=w0*(u0-u)2+w1*(u1-u)2阈值计算结果对比原图像平均灰度大律法手动调节二值化本程序二值化算法如下：扫描图片每个点；计算每一点的灰度值；灰度大于阈值的点染为白色，灰度小于阈值的点染为黑色。g(x,y)=轮廓提取二值图像轮廓提取的算法非常简单,就是掏空内部点:如果原图中有一点为黑,且它的8个相临点都是黑色时,则将该黑点删掉.

圆心定位算法原有程序利用第三方控件eVision中的函数库进行图像对比。首先利用图像对比寻找mark图像，计算图像的中心点并返回中心点位置。首先在圆内找到一点，接着从该点出发，向上、下、左、右检测到圆的边缘四点，以左右两点横坐标的平均值作为圆心的横坐标，同样，以上下两点纵坐标的平均值作为圆心的纵坐标。图像对比计算图片中心四点确定圆心霍夫变换检测圆

利用霍夫变换检测半径未知的圆时，参数空间为a-b-r三维，对应圆的圆心和半径。图像空间中过任意一点的圆对应于参数空间中的一个三维锥面，图像空间中同一圆上的点对应与参数空间中的所有三维锥面必然交于一点，这样通过检测这一点可以得到圆的参数，相应的圆也可求得了。编程实现heit:=newbmp.Height;wth:=newbmp.Width;angle1:=Round(arctan((j-round(heit/2)-0.5)/(i-round(wth/2)-0.5))*57.29578);forangle:=angle1-10toangle1+10doa:=Round(i-r*cos(angle));b:=Round(j-r*sin(angle));if(a>0)and(a<wth-1)and(b>0)and(b<heit-1)thenInc(cir1[a,b,r]);ifcir1[a,b,r]>max1thenbeginmax1:=cir1[a,b,r];a1:=a;b1:=b；圆心定位效果对比图像中心原图像霍夫变换四点定圆

Mark1x偏移Mark1y偏移Mark2x偏移Mark2y偏移Mark1误差图像中心-0.010.040.0300.5822四点定圆-0.050.040.0700.3617霍夫变换00.010.0100.1722Mark2误差0.36221.01670.2573手动调节阈值平均灰度作阈值大律法阈值302732计算时间/s——0.070.11阈值算法对比圆心算法对比

结语

本文提出新型的图像处理算法来计算的圆形Mark的准确坐标。其优越的性能是由于两个策略：1）大律法计算二值化阈值。

2）改进的Hough变换计算圆心。该方法有着精度高、