何榮芳,孫長庫,王 鵬,楊國威

(天津大學(xué)精密測試技術(shù)及儀器國家重點實驗室,天津 300072)

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SMT封裝電路板三維在線檢測技術(shù)

何榮芳,孫長庫,王 鵬*,楊國威

(天津大學(xué)精密測試技術(shù)及儀器國家重點實驗室,天津 300072)

為了檢測回流焊接之后SMT(Surface Mount Technology)封裝電路板是否存在缺陷,設(shè)計并搭建了基于線結(jié)構(gòu)光傳感器的SMT封裝電路板三維在線檢測系統(tǒng),通過線結(jié)構(gòu)光掃描測量,獲取SMT封裝電路板表面三維數(shù)據(jù)。采用雙傳感器測量技術(shù),有效減少數(shù)據(jù)丟失;研究了雙傳感器統(tǒng)一標(biāo)定技術(shù),可同時實現(xiàn)兩個傳感器的參數(shù)標(biāo)定和坐標(biāo)系統(tǒng)一。提出了自適應(yīng)光條中心提取算法,對反射或散射影響而形成的光條圖像噪聲具有很好的抑制效果,能夠提取準(zhǔn)確的光條中心。實驗表明系統(tǒng)測量精度可達(dá)到0.02 mm。系統(tǒng)測量得到的三維數(shù)據(jù),可以為在線檢測SMT封裝電路板缺陷提供可靠的三維信息。

SMT封裝電路板;線結(jié)構(gòu)光傳感器;三維在線缺陷檢測;雙傳感器標(biāo)定;光條中心提取

隨著表面封裝技術(shù)SMT(Surface Mount Technology)的普及,電路板上元器件不斷密集化和細(xì)小化,有效的檢測元器件貼裝缺陷對整個SMT封裝電路板生產(chǎn)質(zhì)量起到重要作用。傳統(tǒng)的電路板缺陷檢測方法主要包括人工目檢(MVI)、電氣檢測和紅外檢測。MVI依靠人工視覺進(jìn)行檢測[1],成本低,但是受人為因素影響大,檢測效率很低;電氣檢測為接觸式測量[2],雖然可以快速檢測短路和斷路,但是會損傷電路板表面;紅外檢測為非接觸檢測[3],速度快,但只能檢測裂紋等缺陷;以上傳統(tǒng)的檢測方法都有其優(yōu)點,但又受限于各自的測試原理,它們的檢測能力已不能完全適應(yīng)高速、高精度、同時檢測多種缺陷等高要求場合,如經(jīng)回流焊后SMT封裝電路板的缺陷檢測。

經(jīng)回流焊之后,已屬于SMT生產(chǎn)線末端,電路板上可能出現(xiàn)的缺陷[4]主要包括缺件、錯件、偏移、IC引腳、錫膏缺陷等。以視覺測量[5]為基礎(chǔ)的AOI檢測方法具有非接觸、高速、高精度等優(yōu)點,在缺陷檢測領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用,國外SAKI公司的AOI產(chǎn)品BF系列[6]等,采用了線性掃描方式、交替照明系統(tǒng)以及高解像度圖像處理系統(tǒng),可用于回流焊后SMT封裝電路板的缺陷檢測,測量精度可以達(dá)到10 μm,但是價格昂貴,高達(dá)百萬至上億元;國內(nèi)對SMT封裝電路板進(jìn)行缺陷檢測研究還處在一個相對較低的水平[7-8],華中科技大學(xué)的劉尚軍[9]等利用多模板參考比較法實現(xiàn)快速檢測,但只能檢測空PCB缺陷,合肥工業(yè)大學(xué)的徐勝海[10]等利用圖像信息熵的方法檢測元件漏焊、焊歪等缺陷,但運算量大不利于在線檢測。線結(jié)構(gòu)光[11]視覺測量具有成本低、精度高、實時性強等優(yōu)點,因此本文搭建了基于線結(jié)構(gòu)光掃描的SMT封裝電路板缺陷自動光學(xué)檢測系統(tǒng)。

本文根據(jù)實際測量需求,利用雙傳感器測量[12]技術(shù),設(shè)計并搭建了基于線結(jié)構(gòu)光的三維在線檢測系統(tǒng),采用雙傳感器統(tǒng)一標(biāo)定方法,提出自適應(yīng)光條中心提取算法,獲取SMT封裝電路板表面三維數(shù)據(jù),用于經(jīng)回流焊接之后SMT封裝電路板的在線缺陷檢測。

1 SMT封裝電路板三維在線檢測系統(tǒng)設(shè)計

1.1 檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計

SMT封裝電路板三維檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。它主要由光學(xué)子系統(tǒng)、圖像采集子系統(tǒng)、掃描運動子系統(tǒng)和計算機(jī)等組成。光學(xué)子系統(tǒng)包括一個線激光器;圖像采集子系統(tǒng)由兩個高速CMOS相機(jī)和圖像采集卡組成;掃描運動子系統(tǒng)由電控精密平移臺及其控制箱構(gòu)成。線激光器垂直投射,CMOS相機(jī)以一定角度對稱分布在光平面兩側(cè),可構(gòu)成兩個線結(jié)構(gòu)光傳感器。測量時,平移臺沿著與光平面垂直方向掃描運動。

圖1 檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

1.2 測量原理

由圖2可知,線結(jié)構(gòu)光垂直投射到被測SMT封裝電路板上,兩個高速CMOS相機(jī)獲取光條圖像,通過圖像采集卡傳輸?shù)接嬎銠C(jī)。對圖像進(jìn)行處理計算,可得到光條中心的計算機(jī)圖像坐標(biāo)(ud,vd);將測量坐標(biāo)系Ow-XwYwZw建立在光平面上,設(shè)光平面與電路板表面相交線上任一點為P,則點P在傳感器光平面坐標(biāo)系Ow-XwYwZw下的坐標(biāo)為P(0,Yw,Zw);根據(jù)基于高階多項式的DLT(Direct Line Transformation)線結(jié)構(gòu)光傳感器數(shù)學(xué)模型,可將任一被測點P(0,Yw,Zw)與其實際計算機(jī)圖像坐標(biāo)(ud,vd)的轉(zhuǎn)換關(guān)系描述為[13]:

(1)

其中,n為選用的多項式最高冪次,Cij和Dij為描述了光平面坐標(biāo)系和圖像坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換關(guān)系的多項式模型參數(shù)。把(ud,vd)代入系統(tǒng)的測量模型即式(1),可得到二維坐標(biāo)(Yw,Zw),(Yw,Zw)描述了電路板縱向(Yw方向)和深度方向(Zw方向)的尺寸信息。

圖2 SMT封裝電路板三維在線檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖

控制平移臺做掃描運動,平移臺的位移為:

Xw=vtt

(2)

式中vt、t為平移臺的掃描速度和掃描時間,Xw提供當(dāng)前位置的橫向尺寸信息。(Xw,Yw,Zw)組成了電路板表面某點的三維坐標(biāo),掃描測量可得到整個SMT封裝電路板表面的三維數(shù)據(jù)點云,為發(fā)現(xiàn)、識別缺陷等后期處理提供三維信息。

為有效解決被測SMT封裝電路板表面元器件在高度方向上的突變使部分?jǐn)?shù)據(jù)缺失的問題,系統(tǒng)采用雙傳感器進(jìn)行測量,具體測量原理為:設(shè)在某一位置,測量系統(tǒng)中左傳感器測量得到的光條中心點空間坐標(biāo)的集合為:

Pl(Pl1(Xw1,Yw1,Zw1),Pl2(Xw2,Yw2,Zw2),

Pl3(Xw3,Yw3,Zw3),…,Plm(Xwm,Ywm,Zwm))

右傳感器得到的光條中心點空間坐標(biāo)的集合為:

Pr(Pr1(Xw1,Yw1,Zw1),Pr2(Xw2,Yw2,Zw2),

Pr3(Xw3,Yw3,Zw3),…,Prn(Xwn,Ywn,Zwn))

若m>n,則以左傳感器獲得的數(shù)據(jù)為主,右傳感器作為補償。具體補償方法可以描述為:以縱向坐標(biāo)Yw由大到小的順序進(jìn)行補償,如果|Ywm-Yw(m-1)|>gap(設(shè)定的間隔),即該區(qū)域丟失數(shù)據(jù)較多,需要進(jìn)行補償,則遍歷集合Pr,找到Y(jié)wi介于Ywm和Yw(m-1)之間的集合Pri(Prj(Xwj,Ywj,Zwj),…,Pri(Xwi,Ywi,Zwi)),其中j

P(Pl1(Xw1,Yw1,Zw1),Pl2(Xw2,Yw2,Zw2),…,

Pl(m-1)(Xw(m-1),Yw(m-1),Zw(m-1)),

Prj(Xwj,Ywj,Zwj),…,Pri(Xwi,Ywi,Zwi),

Plm(Xwm,Ywm,Zwm))

2 雙傳感器統(tǒng)一標(biāo)定方法

為實現(xiàn)兩個傳感器在測量過程中的實時相互補償,需要將兩個傳感器的坐標(biāo)系進(jìn)行統(tǒng)一。本文提出了雙傳感器統(tǒng)一標(biāo)定方法,利用一個平行線靶標(biāo),通過采集不同位置處靶標(biāo)的圖像,不僅同時得到左、右兩個傳感器的多項式模型參數(shù)Cij和Dij,而且完成了坐標(biāo)系統(tǒng)一。

2.1 標(biāo)定過程

系統(tǒng)標(biāo)定示意圖如圖3所示,左、右相機(jī)相對光軸以一定角度對稱設(shè)置,靶標(biāo)由一組具有確定間距的平行直線構(gòu)成,與Xw軸重合的為中心線,Ow為靶標(biāo)坐標(biāo)系原點,中心線與鄰近兩側(cè)的標(biāo)記線的間距相等,以兩條標(biāo)記線為基準(zhǔn),相鄰平行直線之間的距離均相等。

圖3 系統(tǒng)標(biāo)定示意圖

圖4 在2 mm位置提取的靶標(biāo)特征點

光條垂直于靶標(biāo)平面投射,將測量坐標(biāo)系建立在光平面上,則左、右兩個線結(jié)構(gòu)光傳感器具有同一個測量坐標(biāo)系,均為Ow-XwYwZw。標(biāo)定過程中,靶標(biāo)在測量坐標(biāo)系Ow-XwYwZw的Zw方向平移,平移的距離可以確定特征點在Zw方向上的坐標(biāo),記為Zi;光平面與靶標(biāo)平行線的交點即為用于標(biāo)定的特征點,由平行線間距可確定特征點在Yw方向上的坐標(biāo),記為Yi。在每一個位置,左右相機(jī)都可以得到一組特征點,由式(3)可知,對應(yīng)的特征點具有相同的測量坐標(biāo)系坐標(biāo),即:

(3)

分別求得各個特征點在左、右傳感器像平面下的坐標(biāo)(udi,vdi),結(jié)合測量坐標(biāo)系坐標(biāo)P(0,Ywi,Zwi),代入式(1),并建立誤差函數(shù)EY,EZ和最小誤差目標(biāo)函數(shù)F,如式(4)所示:

(4)

式中m為實驗選取的靶標(biāo)特征點的個數(shù),建立式(4)最小二乘處理的正規(guī)方程:

(5)

聯(lián)立式(4)、式(5)求解,可得到兩個傳感器的標(biāo)定系數(shù)Cij和Dij,且該標(biāo)定過程同時完成了將兩個傳感器的標(biāo)定結(jié)果統(tǒng)一到同一個測量坐標(biāo)系下。

2.2 傳感器標(biāo)定結(jié)果

使用本文研究的標(biāo)定方法,結(jié)合系統(tǒng)的實際應(yīng)用進(jìn)行系統(tǒng)標(biāo)定。根據(jù)“電路板表面深度變化范圍為5mm”的系統(tǒng)設(shè)計目標(biāo),系統(tǒng)Z方向測量范圍至少保證5mm。將靶標(biāo)垂直于光平面放置,選擇合適的第一擺放位置,間隔1mm依次平移,分別在0mm、1mm、2mm、3mm、4mm、5mm等位置獲取靶標(biāo)特征點。

在2mm位置處提取得到的靶標(biāo)特征點如圖4所示,圖4(a)為左傳感器特征點提取結(jié)果,圖4(b)為右傳感器特征點提取結(jié)果,圖中特征點用紅色標(biāo)記,綠色的字符為對應(yīng)的圖像坐標(biāo)及其縱向坐標(biāo)。通過移動靶標(biāo),在6個位置獲得標(biāo)定特征點,計算得到標(biāo)定數(shù)據(jù),表1、表2分別給出了左、右兩個線結(jié)構(gòu)光傳感器多項式(3階)參數(shù)的標(biāo)定結(jié)果。

表1 線結(jié)構(gòu)光傳感器多項式參數(shù)標(biāo)定結(jié)果(左)

表2 線結(jié)構(gòu)光傳感器多項式參數(shù)標(biāo)定結(jié)果(右)

3 自適應(yīng)光條中心提取算法

準(zhǔn)確的提取光條中心是保證三維測量結(jié)果準(zhǔn)確可靠的關(guān)鍵。SMT封裝電路板上元器件細(xì)小、分布密集且具有不同的封裝類型、不同的表面圖層,系統(tǒng)采集到的光條圖像,不可避免的包含了較多由于元器件表面反射或散射形成的噪聲;而且被電路板密集的元器件表面形貌調(diào)制變形,光條走向已不只是水平或者豎直的,而大多是具有一定彎曲度的。

傳統(tǒng)的光條中心提取方法有灰度閾值法、極值法和梯度閾值法等[14],這些方法雖然實現(xiàn)簡單,但受噪聲影響大,很難得到較高的提取精度,Steger算法在提取光條中心過程中能取得較高的精度和魯棒性,但需進(jìn)行多次卷積,運算量大,難以實現(xiàn)在線需求。針對以上方法的優(yōu)缺點,結(jié)合系統(tǒng)光條圖像特點,本文提出了自適應(yīng)光條中心提取算法:綜合運用圖像處理的方法,先對圖像進(jìn)行去噪,再自適應(yīng)找到變形了的光條的走向,以提取準(zhǔn)確的光條中心。

3.1 基于小波變換的光條圖像去噪

系統(tǒng)光條圖像的噪聲主要由于元器件表面局部反射率不一樣引起。小波變換[15]具有良好的時域和頻域局部性,適用于對圖像的細(xì)節(jié)部分進(jìn)行處理。光條圖像中的噪聲多集中于高頻段,且在整個時域范圍內(nèi),噪聲的小波系數(shù)都有分布,經(jīng)過特定的尺度變換后變得很小,故可以利用小波變換將圖像分解,設(shè)定適當(dāng)?shù)拈撝?在小波變換域去除這些幅值小的噪聲分量,再通過逆變換重建圖像,得到去除噪聲后的光條圖像。

具體實現(xiàn)流程為:

①將光條圖像進(jìn)行小波變換,得到各分量小波系數(shù);

設(shè)f(x,y)表示光條圖像,則圖像的二維離散小波變換可表示為:

Wf(a,bx,by)=∑∑f(x,y)ψa,bx,by(x,y)

(6)

②估計局部系數(shù)分量的噪聲水平,設(shè)定合適的閾值T;

③對小波細(xì)節(jié)系數(shù)進(jìn)行軟閾值去噪并重建圖像;

設(shè)w為原始小波系數(shù),p(w)為處理后的小波系數(shù),則軟閾值函數(shù)為:

(7)

圖5(b)為基于小波變換的光條圖像去噪效果圖,對比圖5(a)中原圖可知,消除了絕大部分的干擾因素,且保持了光條的主要信息。圖像質(zhì)量得到明顯的改善,對圖像進(jìn)行有效分割,細(xì)化后可得到光條的大致中心線。

圖5 圖像去噪處理

3.2 Gabor濾波器探測光條走向

Gabor濾波器[16]具有良好的方向選擇性,其在頻率和方向上的表示,非常接近人類的視覺系統(tǒng),因此在圖像處理領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。針對系統(tǒng)變形的光條圖像,利用多尺度的Gabor濾波,可以自適應(yīng)地探測出大致中心線上各點的走向,結(jié)合灰度重心法與該方向垂直對光條中心點進(jìn)行修正,可得到準(zhǔn)確的光條中心。

二維Gabor濾波函數(shù)實際上是一個被調(diào)制的高斯函數(shù),表達(dá)式如下[17]:

(8)

式中u=xcosθ+ysinθ,v=-xsinθ+ycosθ,w表示復(fù)正弦函數(shù)的頻率,θ為Gabor核函數(shù)的方向,通過選擇不同的w和θ可以得到不同尺度方向的Gabor濾波函數(shù)。利用歐拉公式將式(8)分為實部和虛部,得到偶對稱和奇對稱的Gabor濾波器,偶對稱Gabor濾波器的表達(dá)式為:

(9)

二維偶對稱Gabor濾波器可有效增強圖像中的偶特征[18],如中心軸線等,在有效增強圖像主軸垂直方向的特征的同時,Gabor濾波器將抑制沿主軸方向的特征。因此,利用多尺度的Gabor濾波,可以自適應(yīng)地探測出光條中心的法線方向。

細(xì)化后得到的光條大致中心線上的各點Pi,根據(jù)經(jīng)驗選擇幾個合適的θ值進(jìn)行Gabor濾波,對比得到該點能量最大方向,垂直于該方向,在設(shè)定鄰域內(nèi)利用灰度重心法對該點坐標(biāo)進(jìn)行修正,以得到準(zhǔn)確的光條中心。具體實現(xiàn)方法如圖6所示。

圖6 光條中心校正示意圖

設(shè)Gabor濾波器探測到某點Pi(x,y)的最大能量方向為k1,由式(10)求出與其垂直的方向k2。

k1k2=-1

(10)

可以得到過點pi(xi,yi),斜率為k2的直線li的方程為:y-yi=k2(x-xi),以點pi(xi,yi)為中心,在直線li上,在根據(jù)光條的寬度設(shè)定的范圍內(nèi),利用灰度重心法對細(xì)化得到的光條大致中心進(jìn)行準(zhǔn)確的修正,獲得亞像素光條中心位置。

圖7(b)為本文自適應(yīng)算法提取的光條中心在原圖上進(jìn)行顯示的效果,可以看出,與圖7(a)所示的灰度重心法提取效果相比,本文算法在光條彎曲的地方也能提取到準(zhǔn)確的光條中心。

圖7 光條中心提取效果

4 精度驗證及實測實驗

設(shè)計的檢測系統(tǒng)裝置如圖8所示,傳感器部分由BASLER公司的acA2000-340 km相機(jī),PENTAX公司的C2514-M鏡頭,采集卡Matrox Radient eCL以及線激光器NL-FF-01L-660-100-75組成,平移臺為Zolix SC300,系統(tǒng)深度方向的測量范圍為5 mm。

圖8 SMT封裝電路板缺陷檢測系統(tǒng)

4.1 測量精度驗證實驗

為了驗證系統(tǒng)掃描測量的精度,利用系統(tǒng)對標(biāo)準(zhǔn)塊進(jìn)行了測量驗證實驗。取標(biāo)準(zhǔn)塊作為實驗對象,將兩標(biāo)準(zhǔn)塊研磨在一起,兩標(biāo)準(zhǔn)塊的表面分別標(biāo)記為平面1、平面2,如圖9(a)所示,圖中標(biāo)準(zhǔn)塊的標(biāo)稱厚度為3 mm。采用系統(tǒng)對兩平面進(jìn)行掃描測量,擬合出平面方程P1,P2:

P1:1.000Xw-0.028Yw+0.0001Zw=1

P2:1.000Xw-0.025Yw-0.010Zw=1

圖9 標(biāo)準(zhǔn)塊測量圖

用同樣的方法分別對1 mm、2 mm、4 mm、5 mm的標(biāo)準(zhǔn)塊進(jìn)行測量,結(jié)果如表3所示,通過與標(biāo)準(zhǔn)塊厚度標(biāo)稱值比較,可知系統(tǒng)測量精度高于0.02 mm。

圖10 系統(tǒng)測量圖

表3 標(biāo)準(zhǔn)塊掃描測量結(jié)果(單位mm)

測量3 mm標(biāo)準(zhǔn)塊得到的三維數(shù)據(jù)點云如圖9所示。圖9(b)為雙傳感器測量獲得的三維數(shù)據(jù)點云,圖9(c)、圖9(d)分別為左、右傳感器單獨測量所得。圖9(b)中,紅色數(shù)據(jù)點為左傳感器測量所得,如圖9(c)所示;黑色數(shù)據(jù)點為右傳感器測量所得,如圖9(d)所示?？梢钥闯?平面1與平面2的高度突變處,只有黑色數(shù)據(jù)點,左傳感器由于光條被平面1遮擋以致沒有數(shù)據(jù),而右相機(jī)完整的采集了該段光條圖像,在其他位置處,既有黑色數(shù)據(jù)點也有紅色數(shù)據(jù)點。實驗表明,系統(tǒng)測量數(shù)據(jù)由左傳感器與右傳感器在各個位置所測數(shù)據(jù)相互補償?shù)玫?相對于單傳感器測量,采用雙傳感器測量方法,獲得了更多的數(shù)據(jù),有效減少被測物在高度方向上的突變導(dǎo)致的數(shù)據(jù)缺失。

4.2 系統(tǒng)實測結(jié)果

本系統(tǒng)主要針對經(jīng)回流焊接之后的SMT封裝電路板進(jìn)行缺陷檢測。經(jīng)回流焊接之后已經(jīng)到達(dá)生產(chǎn)線的末端,SMT封裝電路板可能存在的缺陷主要有元件裝貼錯誤、元件缺失等[19]。

采用系統(tǒng)對具有缺陷的SMT封裝電路板進(jìn)行測量,將得到的三維數(shù)據(jù)進(jìn)行3D曲面重構(gòu),效果如圖10(a)所示。圖中不同顏色代表不同的高度數(shù)據(jù)。圖中多處缺件、錯件,對其中兩處進(jìn)行局部放大,如圖10(b)、圖10(c)所示。圖10(b)中所貼元件大小與焊盤不匹配,存在錯件缺陷;圖10(c)中應(yīng)貼元件的焊盤上沒有貼元件;可見,測量得到的三維數(shù)據(jù)點云,經(jīng)過3D曲面重構(gòu)將電路板上的缺陷準(zhǔn)確地顯示出來,由此證明了系統(tǒng)可行,測量得到的三維數(shù)據(jù)可為SMT封裝電路板上的缺陷在線檢測提供可靠的三維信息。

如圖10(a)所示,相機(jī)縱向(Y方向)視場范圍約為50 mm,測量長60 mm的電路板用時約20 s。系統(tǒng)中CMOS相機(jī)兩次采集圖像的時間間隔約為0.000 27 s,若將圖像處理相關(guān)算法寫入采集卡中的FPGA中,實現(xiàn)硬件運算,可以保證在每次采集圖像的時間間隔內(nèi)處理完采集到的圖像,則系統(tǒng)測量速度可達(dá)到46 cm2/s以上,完全可以滿足在線測量要求。

5 結(jié)論

本文設(shè)計并搭建了基于線結(jié)構(gòu)光傳感器的三維在線檢測系統(tǒng),測量SMT封裝電路板表面三維數(shù)據(jù),用于SMT封裝電路板生產(chǎn)工藝流程中回流焊接之后的缺陷檢測。系統(tǒng)采用雙傳感器測量方法,有效減少數(shù)據(jù)丟失;標(biāo)定時,使用一個平行線靶標(biāo),即可同時完成兩個傳感器的標(biāo)定和標(biāo)定結(jié)果統(tǒng)一;系統(tǒng)綜合運用圖像處理方法,首先對圖像進(jìn)行去噪,再自適應(yīng)找到光條的最大能量方向,提取準(zhǔn)確的光條中心。實驗表明系統(tǒng)測量精度可以達(dá)到0.02 mm,滿足在線檢測SMT封裝電路板上缺陷的精度要求。

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Three-Dmensional Online Inspection Technique for SMT Packaging Circuit Board

HERongfang,SUNChangku,WANGPeng*,YANGGuowei

(State Key Laboratory of Precision Measuring Technology and Instruments,Tianjin University,Tianjin 300072,China)

In order to inspect whether the SMT packaging circuit board is defective,this paper designed and established a three-dimensional online system based on structured-light sensors.Defects in the SMT packaging circuit boards can be found and identified online profit from the three-dimensional processing and analysis by using the system.Dual sensors measurement technology was applied to solve the problem of information occlusion effectively,which caused by the height difference of components.Dual sensor unified calibration technology was investigated,which can obtain model parameters of the two sensors simultaneously and realize unified coordinates at the same time.An adaptive accurate algorithm for extracting the stripe center was proposed,which can restrain image noise caused by light reflected and scattered effectively.Experimental results indicate that the measuring precision of the system can be 0.02 mm.Three-dimensional data that obtained by the measurement system can provide a reliable three-dimensional information for the SMT packaging circuit board defects online inspection.

SMT packaging circuit board;Structured-light sensor;3D online defect inspection;dual sensor calibration;extract light stripe center

何榮芳(1988-),女,廣西南寧人,碩士,2012年于重慶大學(xué)獲得學(xué)士學(xué)位,現(xiàn)為天津大學(xué)精密儀器與光電子工程學(xué)院在讀研究生,主要研究方向為激光及光電檢測,herongfang000@126.com;

孫長庫(1967-),男,遼寧撫順人,教授,博士生導(dǎo)師,1989年于哈爾濱工業(yè)大學(xué)獲得學(xué)士學(xué)位,1994年于圣彼得堡精密機(jī)械與光學(xué)學(xué)院獲得博士學(xué)位,現(xiàn)為天津大學(xué)教授,主要從事精密測試技術(shù)及儀器,激光與光電測試技術(shù)方面的研究,sunck@tju.edu.cn;

王 鵬(1982-),男,湖北人,副教授,2004年于天津大學(xué)獲得學(xué)士學(xué)位,2008年于天津大學(xué)獲得博士學(xué)位,現(xiàn)為天津大學(xué)副教授,主要從事精密測試技術(shù)及儀器,激光與光電測試技術(shù)方面的研究,wang_peng@tju.edu.cn。

2014-09-12 修改日期:2014-11-27

C:7210;7130

10.3969/j.issn.1004-1699.2015.02.025

TP391

A

1004-1699(2015)02-0290-07