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专利号: 2021115435097
申请人: 武汉工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-17
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于二值编码光栅散焦投影的电路板元器件几何检测方法,其特征在于,包括:S1:生成二值编码光栅,移动投影光栅得到所需的四步相移图像;

S2:将二值编码光栅烧入投影仪,待测电路板放置于参考面上,调节投影仪以及相机焦距,使得投射出的光栅条纹以及拍摄的标定板清晰可见,在工业相机焦距不变的条件下,再次调节投影仪焦距对二值编码光栅进行散焦处理以得到二值编码正弦光栅;

S3:通过四步相移法获得光栅条纹的相位主值,解相位得到绝对相位值;

S4:使用二值编码正弦光栅完成系统标定,计算出系统标定参数;

S5:将待测电路板放置于参考面上,向电路板上投影二值编码正弦光栅,拍摄电路板的四步相移图像,最终生成电路板的三维点云;

步骤S3包括:

由 计算出光栅的相位主值,解相位得到最终的

绝对相位值 k(m,n)表示(m,n)点所处的光栅条纹的周期次数;

步骤S5包括:

将电路板放置于参考面上,向电路板上投影二值编码正弦光栅,利用同步触发拍取电路板的光栅图像;

由电路板图像上所有点的像点坐标(m,n)和在工业相机坐标系中的坐标(Xc,Yc,Zc)之间的关系以及相位和电路板图像上所有点在工业相机坐标系(Xc,Yc,Zc)之间的关系,得到其中,K1,K2为 aij,i=1,2,3;j=1,2,3代表工业相机内部参量参矩阵中第i行第j列的元素,a1~a8表示系统标定参数。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤S1中生成二值编码光栅的具体方法为:将4×2像素作为一个区域,给区域中每个像素点赋值0或1,并使用区域中像素点的平均像素值作为整个区域的像素值,得到除了0或者1以外的值;

每16×4像素图像作为一个周期,将该16×4像素图像划分为8个4×2像素的区域,给每

4×2像素区域赋值,使得在这一个周期内,沿图像宽度方向的值呈周期性变化,分别为0,

0.25,0.5,0.75,1,0.75,0.5,0.25;

将初始图像划分为多个周期,得到二值编码光栅。

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,生成二值编码光栅依据的公式为:其中,F(i,j)表示第i行第j列像点

的值,%表示取余。

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,步骤S1中生成二值编码光栅的四步相移图像的具体方法为:由Ik(i,j)=F(i+k‑1,j)得到四幅二值编码图像,其中,Ik(i,j)为第k幅图像的第i行第j列的灰度值,k=1,2,3,4。

5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,步骤S2包括:将二值编码光栅烧入投影仪,待测电路板放置于参考面上;

调节投影仪以及相机焦距,使得投射出的光栅条纹以及拍摄到的标定板清晰可见;调整参考面与投影仪之间的距离,使其减少r1,调整投影仪焦距使得投影的光栅变清晰,焦距变化范围为8%~12%,得到三角波光栅,再次调整参考面到投影仪的距离,使其减少r2,调整投影仪焦距使得投影的光栅变清晰,焦距变化范围仍为8%~12%;调整参考面到投影仪的距离使其还原为初始距离。

6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,步骤S4包括:确定图像上所有点的绝对相位值与对应的物点三维坐标之间的关系,计算出系统标定参数。