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申请/专利权人：七海测量技术(深圳)有限公司

摘要：本发明提供了一种半导体锡球的3D检测系统和方法，结构光控制模块根据编程控制输出与3D相机同步的不同编码和不同光谱的高速频闪结构光；3D相机标定模块根据预设程序标定3D相机和结构光的内外参数；多频光栅编码解码模块根据编码生成多张多频光栅图案并通过结构光控制模块投影到半导体锡球上，对3D相机获取的图像进行解码，得到3D点云数据；3D点云处理模块利用预先训练的3D点云模型对3D点云数据进行滤波、去噪、分割和拟合处理；软件处理模块实现上述之间的数据交互，发送控制数据并接收反馈数据。本发明可以广泛应用于3C和半导体等多种工业产品的测量，可以实现高速测量，从而提高测量效率。

主权项：1.一种半导体锡球的3D检测系统，其特征在于，包括结构光控制模块，根据编程控制输出与3D相机同步的不同编码和不同光谱的高速频闪结构光；3D相机标定模块，根据预设程序标定3D相机和结构光的内外参数；多频光栅编码解码模块，根据编码生成多张多频光栅图案并通过结构光控制模块投影到半导体锡球上，对3D相机获取的图像进行解码，得到3D点云数据；3D点云处理模块，利用预先训练的3D点云模型对3D点云数据进行滤波、去噪、分割和拟合处理；软件处理模块，实现所述结构光控制模块、3D相机标定模块、多频光栅编码解码模块、3D点云处理模块之间的数据交互，向所述结构光控制模块、3D相机标定模块、多频光栅编码解码模块、3D点云处理模块发送控制数据并接收反馈数据；所述结构光控制模块和多频光栅编码解码模块中的编码为格雷码；分辨率M*N的n-bit格雷码编码图像的生成公式为 其中表示不大于2i·Y′N+0.5的最大整数，X′Y′指在投影图像中的像素坐标，i表示格雷码编码中最低有效位到最高有效位的顺序；对格雷码编码图像进行取反操作，图像生成公式为 g2iX′,Y′和g2i+1X′,Y′按照i的取值顺序投向半导体锡球；根据预设程序标定3D相机和结构光的内外参数具体指的是标定3D相机和结构光的内外参数分为两部分，第一部分是3D相机自身的标定，主要标定3D相机的内参数；第二部分是对数字光投影仪的标定，主要标定数字光投影仪的外参数，即求出线结构光光束平面的位置参数，求出数字光投影仪的投影平面在3D相机坐标系的位置关系，最后利用三角测量原理实现图像坐标和空间坐标的转换；3D相机包括两个镜头，分别为两个镜头建立坐标系，P是三维空间中的一点，点p1X1,Y1、p2X2,Y2分别是P在两个镜头成像平面上的成像点，f是两个镜头的焦距，θ是相机光轴和数字光投影仪投影光束的夹角，d1、d2分别是光源到两个镜头光学中心的距离，设P在第一个镜头对应的坐标系中的坐标为Px1，y1，z1，在第二个镜头对应的坐标系中的坐标为Px2，y2，z2，那么在图像坐标系中，成像点的坐标u1，v1与成像平面坐标X1，Y1的关系为和是镜头在图像坐标上两个方向的像元尺寸，因此，同理可求出Px2，y2，z2。

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