印刷电路板定位孔的搜索算法研究

发布时间：2017-04-08 23:31

  本文关键词：印刷电路板定位孔的搜索算法研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：印刷电路板(Printed Circuit Borad,PCB)在现代电子产品中占有重要的地位,是各种电子元器件的载体。随着科技的不断发展和人们对电子产品的性能的要求越来越高,电子产品趋于更轻便、更纤薄、更小巧,电路板的集成度也越来越高,性能要求越来越高。在对印刷电路板进行加工的过程中,首先要确定定位孔的位置,定位孔的位置是进行元件孔冲孔、印保护漆、印字符等操作的位置基准。如果定位孔的位置出现偏差,很可能导致整块电路板成为废板。在我国一些中小型PCB加工企业中,定位孔加工大多采用人工操作的方式,这就必然造成了劳动强度大、产品合格率低的问题。加上人工成本的不断上涨和人眼视觉的局限性,人工检测加工的方法已经满足不了工业的生产要求。基于图像处理的机器视觉检测技术,不仅可以克服人工操作的诸多缺点,还可以实现自动化生产,提高生产效率。运用机器视觉技术实现PCB定位孔加工,关键是快速、准确地搜索定位孔的位置。本课题结合工程实际,在查阅大量的相关文献的基础上,提出了一种采用混合智能算法的PCB定位孔快速搜索的方法。算法分为两步,包括粗搜索和精定位。粗搜索是采用禁忌算法对传统的模拟退火算法进行改进,主要使用禁忌算法的“记忆”功能减少冗余量的计算,提高搜索的速度。精定位是在粗搜索的基础上采用具有良好的局部寻优能力的爬山算法。考虑到系统在加工效率上的要求,优化了各种处理算法,并根据不同的算法分别提出了合适的适应度函数和评价函数。相比于传统的边缘分割和曲线拟合过程前需要对图像进行预处理,文中提出的智能搜索算法具有较好的抗干扰能力,所以不需要对图像进行预处理,节省了大量的定位时间。系统采用VisualC++6.0进行编程,满足了快速搜索,精确定位的功能要求。通过实验测试得的数据证明:采用本文提出的搜索算法,对印刷电路板的定位孔搜索能够满足实际的工程需求,检测一个定位孔的时间不超过20ms,精确度达到?05.0mm,精度和实时性满足生产企业的要求。
【关键词】：PCB 定位孔搜索 模拟退火算法 禁忌算法 爬山算法
【学位授予单位】：武汉轻工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN41
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 绪论8-12
• 1.1 课题背景及研究意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-10
• 1.3 论文研究的主要内容10-11
• 1.4 本章小结11-12
• 第2章 PCB定位孔钻孔系统组成12-25
• 2.1 硬件部分12-14
• 2.1.1 照明系统12-13
• 2.1.2 工业相机13-14
• 2.2 软件部分14-24
• 2.2.1 图像采集及显示14-15
• 2.2.2 图像预处理15-22
• 2.2.3 目标搜索22-24
• 2.3 本章小结24-25
• 第3章 PCB定位孔的智能搜索算法25-38
• 3.1 概述25-30
• 3.1.1 遗传算法25-26
• 3.1.2 粒子群算法26-27
• 3.1.3 模拟退火算法27-28
• 3.1.4 禁忌算法28-30
• 3.2 模拟退火算法的原理30-33
• 3.2.1 模拟退火算法的基本原理30
• 3.2.2 模拟退火算法的基本步骤30-31
• 3.2.3 模拟退火算法的数学模型31-33
• 3.3 改进的模拟退火算法实现33-35
• 3.4 实验结果35-37
• 3.5 本章小结37-38
• 第4章 PCB定位孔的精确搜索算法38-45
• 4.1 概述38-39
• 4.1.1 分支界定法38-39
• 4.1.2 盲目搜索算法39
• 4.1.3 爬山算法39
• 4.2 爬山算法在PCB定位孔搜索系统中的应用39-43
• 4.2.1 爬山算法的基本原理39
• 4.2.2 爬山算法的数学模型39-42
• 4.2.3 爬山算法的实现42-43
• 4.3 实验结果43-44
• 4.4 本章小结44-45
• 第5章 全文总结与展望45-47
• 5.1 全文总结45-46
• 5.2 展望46-47
• 参考文献47-49
• 致谢49-50
• 攻读学位期间的研究成果50

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本文编号：293963