《机器视觉系统应用（初级）》课件 项目6 任务2视觉单元的调试

项目6

电子芯片管脚缺陷检测系统的调试

机器视觉系统应用（初级）任务2视觉单元的调试

学习目标1任务描述2相关知识3任务实施4任务评价5思考练习6PARTONE01PART学习目标/知识目标了解电子芯片管脚缺陷检测系统的机器视觉方案。了解机器视觉程序各模块的功用。了解BLOB分析参数的含义。技能目标能够根据现场环境调试出清晰的图像。能够根据需要重新创建特征模板。能够检测出电子芯片管脚是否有缺陷。学习目标素养目标根据工作岗位职责，完成小组成员的合理分工。团队合作中，各成员学会合理表达自己的观点。养成安全规范操作的行为习惯。PARTTWO02PART任务描述/任务描述芯片检测结果调试机器视觉方案程序，该方案程序是对电子芯片的管脚进行缺陷检测，检测合格时，结果显示为“OK”；检测不合格时，结果显示为“NG”。PARTTHREE03PART相关知识电子芯片管脚缺陷检测视觉方案（1）图像源：用于采集图像。（2）快速匹配：用于建立检测对像的模板，方便快速识别和定位。（3）位置修正：用于辅助定位、修正目标运动偏移和辅助精准定位。电子芯片管脚缺陷检测视觉方案功能是采集并检测电子芯片管脚有无缺陷，并根据检测的结果进行判断，把判断结果显示在图像显示区域或通过TCP通信发送给机器人。（4）图像二值化：是对输入图像进行阈值化处理，使图像上点的灰度值变为0或255，也就是将整个图像呈现出明显的黑白效果。二值化的操作使图像变得简单，有利于进一步处理图像。（5）BLOB分析：在像素是有限灰度级的图像区域中检测、定位或分析目标物体的过程。（6）条件检测：判断检测数据是否满足条件，若满足，图像显示区显示“OK”字符；否则，显示“NG”字符。（7）发送数据：可将流程中的数据发送到数据队列、通信设备或全局变量中。电子芯片管脚缺陷检测视觉方案电子芯片管脚缺陷检测视觉方案位置修正模块位置修正模块的作用：根据模板匹配结果中的匹配点和匹配框角度建立位置偏移的基准，再根据特征匹配结果中的运行点和基准点的相对位置偏移实现ROI检测框的坐标旋转偏移，也就是让ROI区域能够跟上图像角度和像素的变化。位置修正的方式按点修正：点的位置已确定按坐标修正：用x，y来确定点的位置位置信息：从上一个模块传输过来作用：用来确定像素和角度的偏移位置修正基本参数图像二值化模块二值化类型参数说明硬阈值二值化低\高阈值：低阈值小于高阈值时，灰度值在高低阈值大小范围内的像素置为非零值；低阈值大于高阈值时，灰度值在高低阈值大小范围外的像素置为非零值均值二值化--滤波核宽度：均值滤波核宽度--滤波核高度：均值滤波核高度--比较类型：包括大于等于、“小于等于、“等于以及“不等于四种比较类型--阈值偏移量：均值二值化/高斯二值化时，在滤波结果图像基础上再进行阈值偏移大小补偿，生成阈值图像高斯二值化--高斯滤波核：滤波核的大小，增大滤波核大小使得高斯滤波后的画面更加平滑--高斯标准差：表示高斯滤波的程度图像二值化是将256个亮度等级的灰度图像通过适当的阈值选取而获得仍然可以反映图像整体和局部特征的二值化图像。图像二值化运行参数图像二值化运行参数说明表BLOB分析模块BLOB分析工具可以提供图像中目标物体的某些特征，如存在性、数量、位置、形状、方向以及BLOB间的拓扑关系等信息。BLOB运行参数参数名称参数说明阈值方式其他情况可选单阈值，双阈值、自动阈值、软阈值（固定）和软阈值（相对）二值化等五种方式。查找个数设置查找Blob图形的个数。孔洞最小面积blob区域内容忍的最小非blob区域面积，不大于该值，则将孔洞填充为blob。轮廓输出使能开启后模块显示BLOB轮廓。Blob图像输出关闭后不输出BLOB分析后图像。BLOB分析运行参数说明表（1）BLOB分析模块BLOB运行参数参数名称参数说明使能当前特征使能若开启，则该特征用于BLOB筛选；若关闭，则该特征不会用于BLOB筛选。面积：目标图形的面积。周长：目标图像的周长。长短轴：最小面积外接矩形的长和宽，长轴值大于短轴。圆形度、矩形度：与圆或者矩形的相似程度。质心偏移：BLOB质心与BLOB最小面积外接矩形中心的绝对像素偏移。轴比：box短轴和box长轴。排序特征：有面积、周长、圆形度、矩形度、连通域中心x、连通域中心y、box角度、box宽、box高、矩形左上顶点x、矩形左上顶点y、二阶中心距主轴角度、轴比等几种特征。排序方式：有升序、降序和不排序三种方式，配合排序特征使用。连通性为获得一个区域，必须计算出分割后所得到的区域内包含的所有连通区域。分为4连通和8连通。最小重叠率本参数功能为筛选BLOB，过滤掉部分与ROI相交的BLOB。具体过滤方式：若设置最小重叠率为50，且处于ROI内部的BLOB面积小于其总体面积的50%，则在结果中将其过滤，过滤掉的BLOB在结果中将不会显示；如果与ROI有粘贴即不视为目标图形的话，则可将此参数设置为100。BLOB分析运行参数说明表（2）PARTFOUR04PART任务实施/图像采集调试打开DobotVisionStudio软件主界面，打开电子芯片缺陷检测系统视觉文件。机器视觉方案步骤1图像采集调试设置图像源模块参数。先双击“0图像源1”，对图像源的参数进行设置，包括设置关联相机、相机管理的相机选择和触发源等参数；接着单击工具栏上的“连续执行”工具，再双击进入图像源，在连续执行的情况下，调整相机的曝光时间，并根据实际情况调整镜头的光圈大小、对焦环位置，光源的亮度，最终采集到清晰的图像。“相机管理”参数设置步骤2“图像源”参数设置图像的定位和识别单击“2快速匹配1”，单击工具栏中的“

”，在图像显示区域查看“2快速匹配1”能否准确识别到芯片，如果不能则需要重新对“2快速匹配1“进行参数设置。ROI区域的创建双击“2快速匹配1”，进行参数配置。在基本参数中设置“ROI区域”，选中检测区域。步骤1（1）创建特征模板步骤2特征模板界面在“特征模板”界面，先删除以前的模板，点击“创建”，进入“模板配置”界面。图像的定位和识别（1）创建特征模板步骤3模板配置界面在“模板配置”界面，先选择创建矩形掩膜工具，再选择建模区域，同步根据情况进行模板参数配置，一般情况下默认参数即可，最后点击“生成模型”工具，单击“确定”返回到特征模板界面。图像的定位和识别（1）创建特征模板步骤4①④⑤②③在“特征模板”界面，可看到创建的模板，单击“执行”，在图像显示区域中会显示所选模板图像。生成特征模板图像的定位和识别（1）创建特征模板步骤5创建基准点图像的定位和识别（2）位置修正调试步骤1双击“3位置修正”进行参数设置，单击“创建基准”，会出现提示框，询问是否重新创建，单击“是”即可；单击“执行”，图像显示区中就会出现一个红色的运行点了，这说明基准创建成功。基准创建后的图像单击“3图像二值化1”，单击工具栏中的“

”，图像显示区域应为二值化的电子芯片图像。图像二值化后的图像图像的定位和识别（2）位置修正调试步骤2“图像二值化”的基本参数若显示的图像不对，则双击“4图像二值化1”，对基本参数和运行参数进行设置。图像的定位和识别“图像二值化”的运行参数（3）图像二值化调试第一个引脚的BLOB分析结果单击“5BLOB分析1”和工具栏中的“

”，查看BLOB分析的结果是否正确。BLOB分析和条件检测的调试步骤1若结果不正确，则双击“5BLOB分析1”，重新进行参数设置。在基本参数设置中，进行“ROI区域”的创建。绘制工具为矩形，在图像中绘制出第一个引脚的矩形区域。“BLOB分析”的基本参数BLOB分析和条件检测的调试步骤2在运行参数中，“阈值方式”选择“不进行二值化”，极性为“亮于背景”，“面积使能”的数据根据情况来设置，单击“执行”和“确定”。“BLOB分析”的运行参数BLOB分析和条件检测的调试步骤3BLOB分析和条件检测的调试单击“6BLOB分析2”和工具栏中的“

”，查看BLOB分析的结果是否正确。若结果错误，则用调试第一个引脚的方法进行参数设置。第二个引脚的BLOB分析结果步骤4BLOB分析和条件检测的调试以相同的操作，调试剩余的引脚的BLOB分析的参数。结果显示“OK”点击“17条件检测1”和工具栏中的“

”，在图像显示区域显示“OK”，则说明电子芯片管脚无缺陷；若显示“NG”，则说明电子芯片管脚有缺陷。结果显示“NG”步骤5步骤6BLOB分析和条件检测的调试“条件检测”的基本参数步骤7双击“17条件检测1”，可以看到基本参数的设置。判断方式：由于是对芯片有无缺陷进行检测，所以要求所有管脚都必须合格。条件：全部BLOB分析中的数值都在有效值范围内。PARTFIVE05PART任务评价/任务评价类别考核内容分值评价分数自评互评师评理论了解电子芯片管脚缺陷检测系统的视觉程序10

了解方案中各模块的功用10

了解位置修正和图像二值化的相关内容10

了解BLOB分析各参数的含义10技能能够采集到清晰图像10

能够用特征匹配、位置修正和图像二值化对图像进行处理25能够检测和判别出合格或不合格电子芯片15素养遵守操作规程，养成严谨科学的工作态度2

根据工作岗位职责，完成小组成员的合理分工2