连接器阵列针脚立体缺陷检测与分类系统设计

发布时间：2021-05-09 13:25

　　光学三维测量广泛应用于电子元器件缺陷检测领域,对连接器三维缺陷的检测分类也是当前的研究热点。然而,目前国内的电子元器件的三维缺陷检测系统与国外先进产品还有较大差距。基于这个应用背景,本文研究的主要内容是光学三维检测系统的重建技术以及连接器针脚缺陷的检测与分类技术。本文完成的工作主要包含以下几个方面。首先,调研主流的三维重建技术,根据实际的测量需求,建立了双目立体视觉与结构光栅相结合的重建模型。根据模型搭建了系统的硬件平台以及软件框架。其次,研究系统的标定模型,介绍相机标定的主要流程。详细描述三维重建过程中所涉及的关键技术,包括光栅条纹的图像分析以及基于外差多频的正弦结构光相位解调和相位展开算法。接下来,着重介绍本文提出连接器针脚缺陷检测与分类算法中所应用到的三维点云处理算法。包括点云滤波、点云精简、点云聚类分割以及对点云参数坐标系的校正。最后,为验证本文搭建的三维检测系统的有效性,设计实验对测量系统的重建精度以及重建效果进行分析。由实验结果可知,所搭建系统的重建精度为0.021mm,满足工业测量需求。并且以连接器的针脚缺陷检测以及针脚共面度分析为实际案例,检验三维缺陷检测算法的有效性。... 

【文章来源】：天津工业大学天津市

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 选题背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 三维测量技术研究现状
        1.2.2 缺陷检测方法研究现状
    1.3 论文主要内容
第二章 连接器阵列针脚立体缺陷检测与分类系统的构成
    2.1 系统总体方案设计
    2.2 系统硬件选型
        2.2.1 相机的选型
        2.2.2 工业镜头的选型
        2.2.3 投影光机的选型
    2.3 系统软件搭建与设计
    2.4 系统工作原理
    2.5 本章小结
第三章 测量系统的三维重建算法
    3.1 条纹图像预处理
        3.1.1 条纹线性区间选取
        3.1.2 条纹图像增强
        3.1.3 条纹图像滤波
    3.2 三维测量系统标定流程
        3.2.1 针孔相机模型
        3.2.2 针孔相机畸变模型
        3.2.3 单目相机标定
        3.2.4 相机立体标定
    3.3 外差多频三维重建
        3.3.1 相移轮廓术
        3.3.2 计算三维坐标
    3.4 标定重建实验
    3.5 本章小结
第四章 连接器针脚的缺陷检测与分类方法
    4.1 三维点云降噪
        4.1.1 基于统计学的多元离群点滤波方法
        4.1.2 双边滤波点云降噪法
        4.1.3 点云导向滤波
    4.2 三维点云精简
        4.2.1 体素栅格采样
        4.2.2 基于点云曲率的体素精简
    4.3 三维点云的聚类分割
        4.3.1 基于K-means的点云聚类分割
        4.3.2 基于点云密度的聚类分割
    4.4 点云坐标系矫正
    4.5 算法流程
    4.6 本章小结
第五章 实验研究与分析
    5.1 三维重建系统测量精度评价
        5.1.1 球拟合重建精度评价
        5.1.2 点云分辨率评价
        5.1.3 阶梯量块重建精度评价
    5.2 连接器三维缺陷检测与分类实验
        5.2.1 引脚的共面度分析
        5.2.2 连接器针脚正位度检测
    5.3 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
发表论文和参加科研情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]改进Gamma校正的人脸图像光照预处理算法[J]. 金玉多.  电脑知识与技术. 2019(20)
[2]一种基于改进非局部均值滤波算法的红外图像去噪[J]. 郭晨龙,赵旭阳,郑海燕,梁锡宁.  红外技术. 2018(07)
[3]PCB焊点表面三维质量检测方法[J]. 吴福培,郭家华,张宪民,李昇平,吴涛.  仪器仪表学报. 2018(05)
[4]飞行时间深度相机和彩色相机的联合标定[J]. 周杰,安平,郑帅,严徐乐,左一帆.  信号处理. 2017(01)
[5]基于机器视觉的贴片引脚焊接缺陷检测[J]. 戴知圣,潘晴,常桂林,陈健刚.  广东工业大学学报. 2016(03)
[6]Linear20perspective20shape-from-shading20method20with20two20images[J]. Lei Yang,Ning Zhang,Yanyun Ren,Huosheng Hu.  Journal of Systems Engineering and Electronics. 2015(05)
[7]SMT封装电路板三维在线检测技术[J]. 何荣芳,孙长库,王鹏,杨国威.  传感技术学报. 2015(02)
[8]基于曲率统计的LiDAR点云二次滤波方法[J]. 万剑华,黄荣刚,周行,曾喆.  中国石油大学学报(自然科学版). 2013(01)
[9]基于KFCM和改进分水岭算法的猪肉背最长肌分割技术[J]. 伍学千,廖宜涛,樊玉霞,成芳.  农业机械学报. 2010(01)

博士论文
[1]光栅投影三维测量关键技术研究[D]. 王建华.西安理工大学 2019
[2]基于条纹投影的多视点三维显微测量系统研究[D]. 王猛.深圳大学 2018
[3]基于激光散斑的轮胎制造内部缺陷检测与疲劳寿命预估[D]. 彭艳华.华南理工大学 2017
[4]激光三角同步扫描轮廓测量关键技术研究[D]. 张翰林.天津大学 2015
[5]PCB表观缺陷的自动光学检测理论与技术[D]. 张静.电子科技大学 2013

硕士论文
[1]基于机器视觉的贴花陶瓷盘表面缺陷检测方法研究[D]. 李捷.西安理工大学 2019
[2]高亮异型曲面表面缺陷检测系统研究[D]. 陈松赟.哈尔滨工业大学 2017
[3]基于图像纹理信息的三维重建研究[D]. 胡冬冬.华中科技大学 2017
[4]基于点云数据的扭曲文档倾斜校正算法研究[D]. 郑俊朝.北方工业大学 2016
[5]多摄像机三维物体空间坐标采集系统的研究[D]. 常玉兰.天津工业大学 2016
[6]基于自适应结构光投影的三维测量系统研究[D]. 熊义可.浙江大学 2016
[7]基于移动机器人的环境多视角立体重建技术[D]. 陈健.浙江理工大学 2016
[8]微型电子接插件高精度视觉测量系统研究[D]. 彭煜.湖北工业大学 2015
[9]光栅投影双目视觉形貌测量技术研究[D]. 刘洋.天津大学 2014
[10]SMT封装电路板缺陷三维在线检测技术[D]. 何荣芳.天津大学 2014



本文编号：3177379