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申请/专利权人：上海航翼高新技术发展研究院有限公司

摘要：本发明涉及一种用于电路板贴片元件焊点定位的连续条纹特征搜索方法，为了解决老式电路板中元件密集程度高、所定位元件格式不统一、手工焊接焊点多样性强的问题，本发明能够有效通过元件引脚条纹定位贴片元件与对应焊点。本发明主要包括以下步骤：对待检测图像进行缩放；获得元件边缘信息；定位单个引脚；横向搜索剩余引脚；识别引脚条纹；得到条纹信息；横向搜索引脚对应元件；匹配对称引脚条纹；根据对称关系补齐漏检引脚；通过引脚信息估算焊点长度；连续灰度投影确定焊点长度；定位焊点。通过定位元件附近的顺序排列引脚，根据识别条纹与元件、焊点的排列特征达到定位元件和引脚对应焊点的目的，适用于电路板表面定位与检测领域。

主权项：1.一种用于电路板贴片元件焊点定位的连续条纹特征搜索方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、对需要提前设置的参数进行设置，包括全局缩放比例或缩放尺寸、条纹引脚估计个数Nume、间距估计de、条纹搜索相似度阈值、条纹引脚数量阈值、焊点灰度投影下降幅度阈值；步骤2、获得待检测的图像中的边缘特征信息；步骤3、在边缘特征信息的基础上对单个引脚做矩形拟合，从而定位第一个引脚的位置，并得到第一个引脚的引脚信息，第1个引脚的引脚信息表示为x1、y1、w1、h1，并根据w1、h1作为条纹滑动搜索窗口的参数依据，其中：x1、y1为对第1个引脚做矩形拟合后，拟合矩形的左上角端点在待检测图像中的坐标x，y，w1为拟合矩形的横向宽度，h1为拟合矩形的竖向长度；步骤4、根据步骤3得到单个引脚的引脚信息建立空白条纹容器，并横向建立条纹滑动搜索窗口，具体包括以下步骤：步骤401、在步骤3定位得到的单个引脚的引脚信息基础上，建立空白条纹容器，该空白条纹容器为二维数组容器，记为[V1，V2，...，Vi，...]T，其中，表示第i个引脚的位置向量，为有四个元素的一维向量，该四个元素为第i个引脚的位置信息xi、yi、wi、hi；步骤402、初始化空白条纹容器，V1＝[x1，y1，w1，h1]，[V2，...，Vi，...]T初始化时为全0向量；步骤403、根据提前设定好的条纹引脚估计个数Nume、间距估计de以及步骤3获取得到的w1、h1，计算出条纹滑动搜索窗口的大小，设条纹滑动搜索窗口的横向宽度与竖向长度分别为Wwin以及Hwin，则有：Wwin＝1.5×Nume×w1+Nume-1×deHwin＝1.5×h1步骤5、在条纹滑动搜索窗口内对剩余引脚的引脚边缘进行矩形拟合，继续根据步骤4获得的第一个引脚的引脚特征进行搜索，将拟合得到的搜索滑动窗口的引脚特征与步骤4定位得到的第一个引脚的引脚特征进行相似度匹配，根据引脚搜索相似度阈值确认余下的引脚；步骤6、若在条纹滑动搜索窗口内搜索到的引脚数量大于提前设置的条纹引脚数量阈值，则将识别到的所有引脚定义为一个引脚群组，并进一步将该引脚群组认定为一条初始条纹，将该条初始条纹所对应的所有引脚的引脚信息保存至步骤4创建的空白条纹容器中，获得条纹向量[V1，V2，...，Vi，...，VI]T，则完成对初始条纹以及其内部所有引脚的定位；步骤7、计算得到步骤6所定位得到的初始条纹的条纹宽度S和条纹长度h，并计算得到引脚间距d和引脚数量Num；步骤8、通过步骤7获得初始条纹的条纹位置与条纹信息后，对条纹对应的元件参数进行估算，根据估算信息在一定范围内搜索是否存在元件，以此进一步确认之前确定的初始条纹是否为目标元件附近的条纹，具体包括以下步骤：步骤801、根据步骤7中计算得到的条纹宽度S，设定元件搜索窗口的横向宽度Wicwin＝1.5×S以及竖向长度Hicwin＝1.2×Wicwin；步骤802、根据横向宽度Wicwin、竖向长度Hicwin、元件中线xmid建立元件搜索窗口，xmid＝x1+0.5×xI-x1；元件搜索窗口初始点位置信息根据竖向搜索时的向上向下方向不同：若搜索时为向上搜索元件，则元件搜索窗口初始点位置的左上角顶点位置描述为x，y＝xmid-0.5×Wic，y1+h1；若搜索时为向下搜索元件，则元件搜索窗口初始点位置的左上角顶点位置描述为x，y＝xmid-0.5×Wic，y1-h1-Hicwin；步骤803、在元件搜索窗口内部，根据元件的边缘信息，拟合最大矩形区域，作为元件的定位区域；步骤9、通过向上或向下搜索元件，可以确定初始条纹与元件的相对位置；由于引脚通常在元件两侧对称排列，通过对称关系在相对元件的对称位置根据初始条纹信息进行条纹匹配，包括以下步骤：步骤901、根据初始条纹的条纹长度h、条纹宽度S、引脚数量Num以及引脚间距d，建立完整的条纹匹配模板；步骤902、根据条纹匹配模板在对应的元件另一侧位置进行条纹匹配，如果条纹相似度大于条纹搜索相似度阈值，则将该条纹定义为对称条纹，将对称条纹的条纹信息与初始条纹的条纹信息、元件信息以及定位信息统一写入为元件信息向量进行存储，其中：初始条纹的条纹信息包括初始条纹中每个引脚的引脚起始点和初始条纹的条纹宽度S、条纹长度h、引脚数量Num以及引脚间距d；对称条纹的条纹信息包括对称条纹中每个引脚的引脚宽度、引脚长度以及引脚起始点，其中：对称条纹中第s个引脚的引脚宽度对称条纹中第s个引脚的引脚长度对称条纹中第s个引脚的引脚起始点xs，ys＝x1+i-1×ws+d，y1，其中，i≤Num，对称条纹中第s个引脚与初始条纹中第i个引脚相互对称；元件信息包括元件搜索窗口的横向宽度Wicwin、竖向长度Hicwin以及元件搜索窗口初始点位置的左上角顶点位置x，y；定位信息包括xmid和ymid，其中，ymid＝y1+0.5×yI-y1；步骤10、对于步骤9新匹配到的对称条纹，在其区域内进行矩形拟合和初始引脚的相似度计算，查找缺失焊点；如相对于初始条纹，对称条纹存在缺失引脚，则在初始条纹对应位置添加缺失引脚信息，并对条纹信息进行更新；步骤11、根据已经搜索到的初始条纹-元件-对称条纹位置及内部引脚排列信息，估算引脚对应的焊点长度，以进行焊点搜索，具体包括以下步骤：步骤1101、创建焊点搜索窗口：创建长度为Hicwin+2×1h～Hicwin+2×4h的焊点搜索窗口，焊点搜索窗口以ymid为垂直中线逐渐增加上下两边长度，同时对焊点区域进行灰度投影统计；步骤1102、在焊点搜索窗口不断增加长度覆盖到更多元件周边信息时，对焊点搜索窗口内的焊点区域行灰度投影统计；在焊点区域中，焊点横向灰度投影的下降幅度超过焊点灰度投影下降幅度阈值处即为焊点边缘；步骤1103、根据搜索到的焊点边缘确定焊点长度，以ws+0.5d的长度对焊点区域进行分隔；步骤1104、记录焊点的位置信息。

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