摘 要

Abstract 2

1 绪论 3

1.1 课题研究的目的及意义 3

1.2 国内外研究现状 3

1.3 本论文的主要内容与工作介绍 4

2 计算机视觉检测技术及MATLAB软件 4

2.1 计算机视觉检测技术 4

2.1.1 计算机视觉检测技术的基本概念 4

2.1.2 计算机视觉检测的技术特点 5

2.2 MATLAB软件 5

2.2.1 MATLAB的特点与主要功能 5

2.2.2 MATLAB的界面环境 6

3 硬件平台的搭建 6

3.1 检测系统的工作原理及流程 6

3.2 照明系统模块 7

3.3图像采集系统模块 8

3.3.1 CCD摄像机 8

3.3.2 图像采集卡 10

3.4 计算机控制模块 11

4 图像的分析和处理 11

4.1 图像的预处理 12

4.1.1 图像的平滑 12

4.1.2 图像的对比度增强 14

4.2 图像的分析 17

4.2.1 图像的分割 17

4.2.2 图像的描述 19

4.3 图像的缺陷识别与判断 20

4.3.1 检测算法的选择 20

4.3.2 模板匹配 21

4.3.3 缺陷的产生原因及影响 21

4.3.4 缺陷的识别 22

5 系统设计的结果分析与优化措施 23

5.1 实验结果分析 23

5.2 影响因素分析 23

5.3 系统改进措施 24

6 课题总结及展望 24

6.1 课题的总结 24

6.2 今后工作的展望 25

参考文献 26

致 谢 27

附 录 28

摘 要

在现代工业生产生活中，印刷电路板作为电子元器件的支撑体有着极其重要的地位，其质量的好坏直接决定了产品的性能高低。因此，印刷电路板的缺陷检测是其生产过程中重要组成部分。计算机视觉检测方法是一种以计算机自动控制、图像处理与分析等为基础的新兴技术，它能对印刷电路板在生产流程中产生的缺陷进行检测和分析。这种技术编程容易、操作简单、缺陷识别率高、检测速度快，广泛应用于印刷电路板缺陷检测领域。本文以常见的单层印刷电路板为主要研究对象，通过搭建的硬件平台对生产线上的印刷电路板进行图像捕获，再以MATLAB软件为主要研究工具，采用计算机视觉检测算法对其进行图像处理和分析，包括判断其是否存在缺陷、所含缺陷的种类与数量，最终筛选出合格的印刷电路板，达到对生产流水中的印刷电路板进行检测和处理的目的。

关键词：计算机视觉检测 ；印刷电路板 ；图像处理 ；缺陷检测

Abstract

In the modern industrial production and life, as the support of electronic components, printed circuit board plays an important role since its quality directly affects the performance of product. Therefore, it’s of great importance to detect the defects of printed circuit board. As a new technology with the basis of computer automatic control, image processing and analysis, computer version detection system can be used to detect and analyze defects of printed circuit board during its production process. This kind of technology is easy to program and operate, and has high defect recognition rate and speed, which is widely used in the defect detection of printed circuit board. In this paper, where the common singly-layer printed circuit board is the main research object and MATLAB software is the main research tool, computer version detection algorithm is used for image processing and analysis of printed circuit board, including its existence of defects and types and numbers of defects. Finally qualified printed circuit boards are selected, and this achieves the purposes of detecting and analyzing the defects of the printed circuit board during its production process.

Keywords: computer vision detection ；printed circuit board ；image processing ；defect detection

1 绪论

1.1 课题研究的目的及意义

PCB的中文全称为印刷线路板，这是一种在覆铜板上用腐蚀的方法除掉多余部分的铜箔得到的可焊接电子元件线路图形的电路板，分为单层、双层和多层等类别。它是现代工业生产生活中一种重要的电子部件，业内高度赞美其为“电子航母”，在电子元器件领域有着极其重要的地位。在现代化的工业生产生活中，PCB渗透于电子电工、信息通讯、军工生产、医疗、汽车等各个领域，成为现代社会不可替代的一部分。因此，PCB的生产技术的技术高低已经成为了衡量一个国家工业生产技术水平的一项重要指标。然而PCB的生产过程复杂，工序繁多，包括了裁板、磨边、钻孔、防焊、喷锡等一系列步骤。这也导致了PCB在生产过程中容易产生质量问题，如短路、断路、凸起、凹陷、铜斑、缺孔等。如果存在缺陷的PCB不能及时被筛选剔除生产过程而流入市场，势必会在今后使用过程中产生严重的安全隐患，造成更大的经济财产损失。所以，PCB生产过程中最重要的一环就是对其进行缺陷检测，剔除掉不合格产品。而检测方法的选择又决定了检测的质量高低。

1.2 国内外研究现状

我国对于PCB板的缺陷检测研究起步较晚，这也导致了目前国内很多生产线采用人工挑拣的办法对PCB进行筛选。而人工检测的方法会产生在以下几个缺点：一是容易造成漏检。因为人眼长时间的工作易产生疲劳，疲劳的工作状态会造成故障没有被发现等问题。而且由于存在主观标准，会使检测质量变得不稳定。二是人工检测方法效率偏低，无法满足现代社会快节奏的工业生产需求。三是人工检测生产成本高，与机器代替人力生产的时代主流背道而驰。随着现代工业生产技术的发展和人们对高标准高品质的产品的不断追求，人工检测PCB方法的弊端也在被逐渐放大，越来越不适应市场要求。因此我们急需一种更为科学合理高效快捷的检测方法用来取代传统的人工检测方法。