特殊IC板引脚焊点缺陷检测中景深的研究

检测具有特殊空间结构的IC板引脚焊点缺陷时,相机镜头相对于引脚平面会有一定的倾斜角度,在特定的范围内获取图像清晰,超过此范围图像出现离焦模糊。针对此问题进行了研究,建立了景深的数学模型,推导出合理拍摄角度的公式,并通过实验进行了分析和验证。     

随机散斑投影粗粒反光表面图像采集方法

针对粗粒反光表面在一般光源照明条件下产生的局部反光问题,提出一种基于随机散斑投影的图像采集方法.以主动投影照明的方式在工件表面形成系列随机散斑图案,利用组图冗余信息抑制反光,生成光强均匀且高信噪比的融合图像.给出了随机散斑图畸变矫正方法,实现高效的密度均匀散斑投影.实验结果表明,所提方法很好地抑制了工件表面局部反光问题...     

基于BP神经网络的焊点自动光学检测

提出了一种新的表面组装焊点的自动光学检测分类方法。采用单层环形光源获取焊点图像,并根据归一化分割曲线方程将焊点图像分成四部分,分别提取其特征。使用BP神经网络将焊点按照锡量多少分成三类:少锡,容许和多锡。实验结果证明该方法分类正确率达到了99.2%,具有较高的实用价值。     

基于白光三角法的凸点封装高度测量仿真研究

随着集成电路制造技术的发展,封装尺寸变得更加细密,焊料变形导致的互连短路问题日益突出,针对芯片凸点进行共面性缺陷检测即测量凸点高度的需求更加迫切.为实现这一目的,建立了基于白光三角法的芯片凸点高度测量仿真模型,系统分为光源整形模块,精密狭缝、显微投影系统和显微成像系统.分析了样品移动过程中凸点顶部反射光斑的变化情况,同...     

基于单目视觉的曲面弧度测量方法

针对异形件曲面弧度的测量问题,提出了一种基于单目视觉的曲面弧度测量方法.首先,用基于三色LED环形光源和CCD彩色相机组成的单目视觉系统采集单张包含被测曲面表面特性的彩色图像;其次,分析该图像的彩色分布特征、灰度变化规律和相邻区域特征的相关性,设计分割方法,完成目标曲面的分割;然后,基于单目视觉系统成像模型,结合材质与实验环境相关参量,推导出被测表面高度计算方程;最后,解出相邻像素点间的高度累加分量,进而还原被测点的高度,在此基础上,建立曲面弧度测量模型并完成曲面弧度测量.分别对3D打印曲面样品、螺钉螺纹、SIM卡槽进行了曲面弧度测量实验,与激光三角法测量结果对比,所提方法误差小于±3.6%,测量准确度为0.000 1rad,曲面弧度测量时长小于0.6s.实验结果表明,该方法对测量物体边缘、高度突变,高度渐变等类型的曲面都具有良好的适应性,在实现较高准确度测量的同时,具有较快的测量速度.     

一种快速的调制度测量轮廓术

调制度测量轮廓术是一种垂直测量的三维面形测量方法,可以测量表面有剧烈变化的复杂物体.提出了一种基于正交方向空问载频的快速调制度测量轮廓术.该方法将两个具有一定间距且正交的正弦光栅同时成像在被测物体上,并使被测物体位于两个光栅成像面之间.采用空间频域滤波将正交光栅图像分离,得到被测物体经正交光栅调制的两个调制度图像,利用其比值和高度的对应关系恢复出物体高度.该方法只需采集一幅图像,即可恢复出物体高度,具有三维信息实时采集的特点.实验结果表明,利用该方法可以快速且较为准确地恢复出物体的高度信息.     

基于编码光栅的空间不连续三维物体表面的绝对相位获取方法

为快速获取空间不连续三维物体表面的绝对相位,提出了一种基于编码光栅的相位展开方法。该方法只需投射一幅带有编码信息的光栅条纹图像,即可获取相位展开所必需的条纹级数信息,从而得到整个被测表面的绝对相位信息。根据相位-深度关系,可获得整个被测表面的三维信息。与基于格雷码的相位展开方法相比,该方法不依赖被测物体的灰度信息,抗噪声性能更好。该方法只需额外投射一幅编码条纹图像,更适用于对实时性要求比较高的三维测量。通过实验证明了该方法的有效性和可行性。     

基于三维缺陷检测的DMD数字条纹投影光学系统设计

基于半导体行业中PCB焊膏印刷检测的实际应用,采用0.45 WXGA DMD芯片设计了数字条纹投影光学系统.以LED作为光源,结合透镜阵列照明DMD芯片;同时,为了减小投影三角关系造成的条纹周期不均匀性对检测结果的影响,采用双远心光路结构将DMD生成的条纹成像到待测表面,且适用的最小检测面积为1mm2.光学模拟结果表明,该数字投影系统在被投影表面上的照明均匀性为91%,投射条纹的对比度高于0.8,且条纹周期均匀,为实际应用与后续条纹分析提供了良好保障.     

一种光学频率梳绝对测距的新方法

采用光学频率梳的高精度绝对距离测量技术在航空航天、科学研究和工业生产等领域都发挥着重要作用.提出一种利用光学频率梳技术,通过检测光强实现绝对距离测量的新方法,研究了光学频率梳发出脉冲的时间相干性,分析了光强与被测距离之间的关系、干涉条纹峰值点位置与被测距离之间的关系.建立了基于Michelson干涉原理的测距系统,通过测量光强信息得到被测距离.以高精度纳米位移平台的位移量作为长度基准进行了绝对测距实验,在每个被测距离点都重复进行了10次实验,将10次实验测得的光强值取平均后用于距离的计算.实验结果表明,该方法可以实现绝对距离测量,在10μm测量范围内,最大误差为47 nm.因此,该方法可以应用于大尺寸高精度的绝对距离测量.     

γ光闪烁体阵列的非均匀响应相对校正方法

 闪烁体阵列常用于辐射图像探测,基于闪烁体阵列存在严重的响应非均匀性,提出了相对校正方法,在无需知道光源参数、CCD相机参数及光学系统参数的前提下,利用本底图像、空场图像和被测样品辐射图像,得到被测物体对γ光的衰减分布。并进行了验证实验,结果表明：此方法不但可以消除响应的非均性的影响,而且可以消除辐射源固有分布的影响。     

空间编码与灰度投影相结合实现高效3-D形貌测量的研究

介绍了一种结合空间编码与灰度投影来实现高效三维形貌测量的方法。用空间编码完成对被测空间的粗略编码,用灰度投影完成精确编码,将它们结合起来得到被测物体表面丰富的编码信息,作为一种基于三角法的三维形貌测量方法,能够在物体表面非常不连续和外部光照造成的背景光强分布不确定的情况下工作良好。同时,与传统的空间编码方法相比,它大大提高了空间编码的效率。实验表明,该方法用５ 幅图像取得了与灰度码１０幅图像相当的测量结果。     

基于条纹反射的光学表面疵病检测法

提出一种基于条纹反射的光学表面疵病检测方法,检测系统由液晶显示屏、CCD相机和计算机组成.检测时在显示屏上分别显示水平和垂直两个方向正交的正弦性条纹,用CCD相机记录经被测表面反射的正弦条纹像,通过相移技术得到两个方向正交的相位分布和对比度分布,通过对比度分布确定被测表面的疵病位置.被测面表面面形相关信息包含在相位分布中,其表面疵病细节信息包含在局部微观相位分布之中.对相位分布进行多项式拟合后相减得到疵病引起的微观相位分布,计算得到表面疵病的梯度分布,积分得其高度分布.实验验证了该方法的可行性.     

基于CCD摄像机石材表面粗糙度检测方法

提出了基于聚焦融合的被测石材表面三维重构方法,实现对石材大板表面微观质量的检测。通过CCD摄像机与放大镜头的组装作为图像传感器,使其在驱动电机控制下沿垂直于被测石材大板表面的方向拍摄序列显微图像。将不同层面的图像采用改进的拉普拉斯算法提取出图中所有清晰区域并融合成一幅近似全焦图片,融合后的图片包含了被测石材大板表面的全部特征信息;通过聚焦测度算子、高斯插值确定深度信息,重构出被测石材大板表面三维轮廓,得出量化的表面粗糙度数值;与触针式轮廓仪测出的数值和轮廓线进行分析比较,验证其精度和可行性。     

变孔径像面散斑平均光强标定随机表面的理论与实验

采用随机表面的高斯相关模型和统计光学原理,推导出弱散射体在4f系统中的像面上光强的表达式.在此基础上提出了均方偏差粗糙度和横向相关长度的标定方法,该方法用理论结果对实验测量的像面散斑平均光强随滤波孔半径的关系曲线进行拟合,同时测量出被测样品表面的两个统计量.实验上制作了高斯相关随机表面样品,对其表面参数进行了测量,与AFM所测结果符合得较好,这表明该方法具有较高的精度. 关键词： 弱散射体 像面散斑 平均光强     

基于反应时间的中间视觉道路照明功率密度分析及显色性能研究

给出了一种在人眼中间视觉条件下道路照明光源安全节能性能分析的研究方法.通过构建基于中间视觉行车行为反应时间模拟测试系统,建立了人眼中间视觉条件下的光视光效模型,获得了中间视觉下的光视光效曲线.并通过该模型,给出了基于照明功率密度LPD的光源节能性评价方法.从色度学理论出发,选用Luv均匀颜色空间,基于显色指数的光源显色性评价分析计算方法,探讨了不同主波长光源的相对光谱功率分布变化对光源颜色的影响,建立了光源主波长与显色指数的函数关系表达式,可计算获得人眼敏感度与光源颜色各个波长点的关系.对上述方法进行了反应时间模拟测试实验和道路照明图像清晰度计算实验验证,数据分析与计算结果表明,在中间视觉条件下,以540～ 550 nm为主波长的白绿色照明光源的功率密度和显色性最佳.     

基于FPGA的BGA焊点健康管理原理与实现

针对BGA封装的FPGA焊点故障频发的问题,提出了一种基于FPGA的BGA焊点失效监测模型及实现方法;对FPGA的BGA焊点失效原理进行了分析;基于IPC7095B确定了焊点易失效区域,并依据欧姆定律构建了检测模型;基于Xilinx的FPGA实现了对焊点健康信息的管理,并根据不同的检测标准对检测情况进行了比较     

反射光偏振特性分析与物体形状的测量

基于反射光偏振特性,提出了利用图像处理技术测量透明物体三维形状的理论和方法.分析了物体表面反射光的偏振特性,表明自然光在经透明物体表面反射后,反射率随光的振动方向不同而不同,即反射光表现出部分偏振光的特性.研究了强度反射率与入射角以及光强与偏振片方向之间的函数关系,得到了光强大小与入射面方向的关系;根据偏振度概念并结合菲涅耳公式和折射定律,建立了偏振度和入射角之间的表达式,可求得物体表面法线方向,进而得到透明物体的形状.研制了光学实验平台,获得了物体反射光的偏振图像,经过图像处理,获得了被测物体的三维形状.实验结果表明,这种方法对透明物体形状测量是有效和实用的.     

BGA封装FPGA焊点失效故障诊断系统设计

针对BGA(Ball Grid Array)封装FPGA(Field Programmable Gate Array)焊接点连接失效的故障诊断问题,提出了一种故障检测系统设计方案;该方案分别从焊点级、芯片级和系统级故障诊断3个层次构建故障检测系统;方案基于Altera公司的DE2硬件平台构建单个焊点健康信息提取IP核;针对芯片焊点众多,难以全部监控的问题采用Canary故障检测法监测4个角落的敏感焊点的健康信息;敏感焊点的健康信息经菊花链式通信链路实现了不同FPGA芯片之间的信息互联,完成整个系统的焊点健康信息整合。     

垂直直线特征的双目视觉位姿测量方法

针对直线特征,提出了基于两条垂直直线特征双目视觉位姿测量解析算法。该算法根据直线特征和其在摄像机图像上投影直线共面性质建立模型,利用单位四元素法简化了投影模型变量,进而在仅知被测物体上两条直线相互垂直的信息,利用两条垂线投影在两个摄像机图像上四条直线图像,求解出被测物体的位姿参数。同时分析了退化情况下位姿求解方法,即当直线向量平行于两个摄像机基线向量时,直线向量在左右摄像机投影到同一条直线上时的位姿求解方法。基于Matlab仿真实验表明该算法对于噪声具有一定的稳健性,即使两条直线不垂直而有一个角度误差时,仍能保证一定的精度。实物实验表明该算法可以满足一般测量精度要求。     

光纤式内表面检测与自适应采样方法的研究

提出一种用于复杂内轮廓表面检测的新型单模光纤传感器 ,建立了镜面反射条件下的数学模型。根据轮辐式设计的二维光纤阵列探头结构 ,不仅可以得到被测点处的高度信息 ,还可同时得到倾斜信息 ,有效地解决了高度测量时表面倾斜给测量带来的影响。能对光源波动、表面反射率变化等引起的测量信号不稳定问题起到一定的补偿作用。为了提高采样效率 ,提出了一种曲线外插估计法 ,给出下一个测量点的位置。实验结果表明该方法能够有效地应用于逆向工程中产品内表面的检测之中