Hough變換的PCBMark校準研究

潘憶江　黃際彥　吳波　母國才

摘 要： 在現代電子工業中，由于電子技術的快速發展，印制電路板（PCB）在各個領域得到了廣泛應用。隨著表面貼裝技術（SMT）的發展，PCB板上的元件密度越來越高。為了完成PCB板的制作與使用，需要對其中的PCB Mark進行定位和校準，主要討論了一個基于Hough變化和最小二乘方法下的定位校準方法，為多邊形的印刷電路板識別符（PCB Mark）定位校準技術提供了一個新思路。

關鍵詞： 自動光學檢測； 印刷電路板識別符； 霍夫變換； 最小二乘法

中圖分類號： TN911?34； TP391.9 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2014）10?0141?03

Abstract： With the rapid development of electronics technology in the modern electronic industry， printed circuit board （PCB） has been widely used in various fields. At the same time， with the development of surface mount technology （SMT）， the density of components on PCB is higher and higher. In order to manufacture and use PCB， PCB Mark in PCB should be located and calibrated. A positioning and calibration method based on Hough transform and least square method is discussed in this paper for providing a new method for positioning and calibration technology of the polygon PCB Mark.

Keywords： AOI； PCB Mark； Hough transform； least square method

0 引 言

隨著信息產業的飛速發展，在國民經濟和國防事業中，微電子產業發揮著越來越重要的作用。同時在微電子產業中，PCB 板是其中一個關鍵的部件[1]。隨著新型元器件的不斷涌現，對PCB板的要求越來越嚴格。由于元件密度增加，引腳距離變小，PCB板的制作會越發的困難。同時，隨著電子技術的不斷革新，PCB板幾乎都是由SMT技術生產的[2]。其原因是SMT技術具有高密度、焊點缺陷率低、高頻特性好、可靠性高、生產流程自動化等特點。

為了適應現代SMT生產線上的檢測要求，就有必要對傳統的人工檢測方式進行革新。因此新型自動檢測技術有了較大發展，其中電學檢測、自動X射線檢測和自動光學檢測（Automatic Optical Inspection，AOI）是最為常用的。其中AOI因其相對其他自動檢測方法而言具有成本低、效率高、非接觸、速度快、柔性好等突出優點，同時通過綜合圖像分析，可以對物體的尺寸和相對位置進行測量[3?4]。

在進行AOI檢測時，一個標準的檢測流程如圖1所示。從圖1中可以看出，PCB Mark校準在整個檢測過程是起到至關重要的作用的，因為整個檢測中，對PCB板進行的定位，就是依靠PCB Mark實現的。本文采用Hough變換和最小二乘擬合直線的方法檢測PCB板中規則的多邊形PCB Mark。如圖2中是常見的PCB Mark，本文主要討論其中的三角形和正方形PCB Mark。

4 結 語

通過Hough變換和最小二乘擬合相結合的方法，可以有效地完成PCB板中的PCB Mark的定位和檢測。通過相關仿真，驗證了這一方法的有效性。因而這一方法為在PCB板自動光學缺陷檢測中提供了一定的理論依據。

致 謝：本課題受2012年廣東省數控一代機械產品創新應用示范工程專項資金入庫項目（2012B011300005）資助。

參考文獻

[1] 寇莎莎.基于AOI技術的PCB鉆孔精度檢測系統的研究[D].北京：北京交通大學，2008.

[2] 陳臣.印刷電路板的自動光學檢測系統的設計與研究[D].南京：南京航空航天大學，2010.

[3] BATHELOR B G， BRAGGINS D W. Commercial vision systems in computer vision [M]. [S.l.]： Theory and Industrial Applications， 1992： 405?452.

[4] LEI X， ERKKI O， PEKKA K. A new curve detection method： ramdomized Hough transform [J]. Pattern Recognition Letters， 1990， 11（5）： 331?338.

[5] HOUGH P V C. Method and means for recognizing complex patterns： US， 3069654 [P]. 1962?12?18.

[6] 祁寶英.運用Hough變換提高直線檢測效率[J].計算機系統應用，2012，21（6）：228?231.

[7] 岳冬雪，黃新生.基于改進的多分辨率Hough變換的直線檢測方法[J].計算機仿真，2006，23（9）：76?79.

[8] 李本伍，王小華，謝君廷.一種圖像中檢測直線的快速算法[J].杭州電子科技大學學報，2007，27（6）：67?70.

[9] 盧惠民，鄭志強.一種新的用于檢測直線的快速Hough變換[J].計算機應用，2005，25（10）：2379?2380.

[10] 陳洪波.Hough變換及改進算法與線段檢測[D].桂林：廣西師范大學，2004.

[11] 陳國棟.Hough變換改進算法研究[D].哈爾濱：哈爾濱工業大學，2007.

[12] 楊蘇.基于局部分析的Hough變換形狀檢測關鍵技術研究[D].秦皇島：燕山大學，2009.

[13] 賈小勇，徐傳勝，白欣.最小二乘法的創立及其思想方法[J].西北大學學報：自然科學版，2006，36（3）：507?511.

[14] 張起貴，張魁.基于最小二乘直線擬合的小目標檢測[J].電子設計工程，2010，18（7）：176?180.

[15] 孫偉，張小瑞，唐慧強，等.Hough變換和最小二乘擬合的車道線協調檢測[J].光學工程，2011，39（10）：13?19.

摘 要： 在現代電子工業中，由于電子技術的快速發展，印制電路板（PCB）在各個領域得到了廣泛應用。隨著表面貼裝技術（SMT）的發展，PCB板上的元件密度越來越高。為了完成PCB板的制作與使用，需要對其中的PCB Mark進行定位和校準，主要討論了一個基于Hough變化和最小二乘方法下的定位校準方法，為多邊形的印刷電路板識別符（PCB Mark）定位校準技術提供了一個新思路。

關鍵詞： 自動光學檢測； 印刷電路板識別符； 霍夫變換； 最小二乘法

中圖分類號： TN911?34； TP391.9 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2014）10?0141?03

Abstract： With the rapid development of electronics technology in the modern electronic industry， printed circuit board （PCB） has been widely used in various fields. At the same time， with the development of surface mount technology （SMT）， the density of components on PCB is higher and higher. In order to manufacture and use PCB， PCB Mark in PCB should be located and calibrated. A positioning and calibration method based on Hough transform and least square method is discussed in this paper for providing a new method for positioning and calibration technology of the polygon PCB Mark.

Keywords： AOI； PCB Mark； Hough transform； least square method

0 引 言

隨著信息產業的飛速發展，在國民經濟和國防事業中，微電子產業發揮著越來越重要的作用。同時在微電子產業中，PCB 板是其中一個關鍵的部件[1]。隨著新型元器件的不斷涌現，對PCB板的要求越來越嚴格。由于元件密度增加，引腳距離變小，PCB板的制作會越發的困難。同時，隨著電子技術的不斷革新，PCB板幾乎都是由SMT技術生產的[2]。其原因是SMT技術具有高密度、焊點缺陷率低、高頻特性好、可靠性高、生產流程自動化等特點。

為了適應現代SMT生產線上的檢測要求，就有必要對傳統的人工檢測方式進行革新。因此新型自動檢測技術有了較大發展，其中電學檢測、自動X射線檢測和自動光學檢測（Automatic Optical Inspection，AOI）是最為常用的。其中AOI因其相對其他自動檢測方法而言具有成本低、效率高、非接觸、速度快、柔性好等突出優點，同時通過綜合圖像分析，可以對物體的尺寸和相對位置進行測量[3?4]。

在進行AOI檢測時，一個標準的檢測流程如圖1所示。從圖1中可以看出，PCB Mark校準在整個檢測過程是起到至關重要的作用的，因為整個檢測中，對PCB板進行的定位，就是依靠PCB Mark實現的。本文采用Hough變換和最小二乘擬合直線的方法檢測PCB板中規則的多邊形PCB Mark。如圖2中是常見的PCB Mark，本文主要討論其中的三角形和正方形PCB Mark。

4 結 語

通過Hough變換和最小二乘擬合相結合的方法，可以有效地完成PCB板中的PCB Mark的定位和檢測。通過相關仿真，驗證了這一方法的有效性。因而這一方法為在PCB板自動光學缺陷檢測中提供了一定的理論依據。

致 謝：本課題受2012年廣東省數控一代機械產品創新應用示范工程專項資金入庫項目（2012B011300005）資助。

參考文獻

[1] 寇莎莎.基于AOI技術的PCB鉆孔精度檢測系統的研究[D].北京：北京交通大學，2008.

[2] 陳臣.印刷電路板的自動光學檢測系統的設計與研究[D].南京：南京航空航天大學，2010.

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[4] LEI X， ERKKI O， PEKKA K. A new curve detection method： ramdomized Hough transform [J]. Pattern Recognition Letters， 1990， 11（5）： 331?338.

[5] HOUGH P V C. Method and means for recognizing complex patterns： US， 3069654 [P]. 1962?12?18.

[6] 祁寶英.運用Hough變換提高直線檢測效率[J].計算機系統應用，2012，21（6）：228?231.

[7] 岳冬雪，黃新生.基于改進的多分辨率Hough變換的直線檢測方法[J].計算機仿真，2006，23（9）：76?79.

[8] 李本伍，王小華，謝君廷.一種圖像中檢測直線的快速算法[J].杭州電子科技大學學報，2007，27（6）：67?70.

[9] 盧惠民，鄭志強.一種新的用于檢測直線的快速Hough變換[J].計算機應用，2005，25（10）：2379?2380.

[10] 陳洪波.Hough變換及改進算法與線段檢測[D].桂林：廣西師范大學，2004.

[11] 陳國棟.Hough變換改進算法研究[D].哈爾濱：哈爾濱工業大學，2007.

[12] 楊蘇.基于局部分析的Hough變換形狀檢測關鍵技術研究[D].秦皇島：燕山大學，2009.

[13] 賈小勇，徐傳勝，白欣.最小二乘法的創立及其思想方法[J].西北大學學報：自然科學版，2006，36（3）：507?511.

[14] 張起貴，張魁.基于最小二乘直線擬合的小目標檢測[J].電子設計工程，2010，18（7）：176?180.

[15] 孫偉，張小瑞，唐慧強，等.Hough變換和最小二乘擬合的車道線協調檢測[J].光學工程，2011，39（10）：13?19.

摘 要： 在現代電子工業中，由于電子技術的快速發展，印制電路板（PCB）在各個領域得到了廣泛應用。隨著表面貼裝技術（SMT）的發展，PCB板上的元件密度越來越高。為了完成PCB板的制作與使用，需要對其中的PCB Mark進行定位和校準，主要討論了一個基于Hough變化和最小二乘方法下的定位校準方法，為多邊形的印刷電路板識別符（PCB Mark）定位校準技術提供了一個新思路。

關鍵詞： 自動光學檢測； 印刷電路板識別符； 霍夫變換； 最小二乘法

中圖分類號： TN911?34； TP391.9 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2014）10?0141?03

Abstract： With the rapid development of electronics technology in the modern electronic industry， printed circuit board （PCB） has been widely used in various fields. At the same time， with the development of surface mount technology （SMT）， the density of components on PCB is higher and higher. In order to manufacture and use PCB， PCB Mark in PCB should be located and calibrated. A positioning and calibration method based on Hough transform and least square method is discussed in this paper for providing a new method for positioning and calibration technology of the polygon PCB Mark.

Keywords： AOI； PCB Mark； Hough transform； least square method

0 引 言

隨著信息產業的飛速發展，在國民經濟和國防事業中，微電子產業發揮著越來越重要的作用。同時在微電子產業中，PCB 板是其中一個關鍵的部件[1]。隨著新型元器件的不斷涌現，對PCB板的要求越來越嚴格。由于元件密度增加，引腳距離變小，PCB板的制作會越發的困難。同時，隨著電子技術的不斷革新，PCB板幾乎都是由SMT技術生產的[2]。其原因是SMT技術具有高密度、焊點缺陷率低、高頻特性好、可靠性高、生產流程自動化等特點。

為了適應現代SMT生產線上的檢測要求，就有必要對傳統的人工檢測方式進行革新。因此新型自動檢測技術有了較大發展，其中電學檢測、自動X射線檢測和自動光學檢測（Automatic Optical Inspection，AOI）是最為常用的。其中AOI因其相對其他自動檢測方法而言具有成本低、效率高、非接觸、速度快、柔性好等突出優點，同時通過綜合圖像分析，可以對物體的尺寸和相對位置進行測量[3?4]。

在進行AOI檢測時，一個標準的檢測流程如圖1所示。從圖1中可以看出，PCB Mark校準在整個檢測過程是起到至關重要的作用的，因為整個檢測中，對PCB板進行的定位，就是依靠PCB Mark實現的。本文采用Hough變換和最小二乘擬合直線的方法檢測PCB板中規則的多邊形PCB Mark。如圖2中是常見的PCB Mark，本文主要討論其中的三角形和正方形PCB Mark。

4 結 語

通過Hough變換和最小二乘擬合相結合的方法，可以有效地完成PCB板中的PCB Mark的定位和檢測。通過相關仿真，驗證了這一方法的有效性。因而這一方法為在PCB板自動光學缺陷檢測中提供了一定的理論依據。

致 謝：本課題受2012年廣東省數控一代機械產品創新應用示范工程專項資金入庫項目（2012B011300005）資助。

參考文獻

[1] 寇莎莎.基于AOI技術的PCB鉆孔精度檢測系統的研究[D].北京：北京交通大學，2008.

[2] 陳臣.印刷電路板的自動光學檢測系統的設計與研究[D].南京：南京航空航天大學，2010.

[3] BATHELOR B G， BRAGGINS D W. Commercial vision systems in computer vision [M]. [S.l.]： Theory and Industrial Applications， 1992： 405?452.

[4] LEI X， ERKKI O， PEKKA K. A new curve detection method： ramdomized Hough transform [J]. Pattern Recognition Letters， 1990， 11（5）： 331?338.

[5] HOUGH P V C. Method and means for recognizing complex patterns： US， 3069654 [P]. 1962?12?18.

[6] 祁寶英.運用Hough變換提高直線檢測效率[J].計算機系統應用，2012，21（6）：228?231.

[7] 岳冬雪，黃新生.基于改進的多分辨率Hough變換的直線檢測方法[J].計算機仿真，2006，23（9）：76?79.

[8] 李本伍，王小華，謝君廷.一種圖像中檢測直線的快速算法[J].杭州電子科技大學學報，2007，27（6）：67?70.

[9] 盧惠民，鄭志強.一種新的用于檢測直線的快速Hough變換[J].計算機應用，2005，25（10）：2379?2380.

[10] 陳洪波.Hough變換及改進算法與線段檢測[D].桂林：廣西師范大學，2004.

[11] 陳國棟.Hough變換改進算法研究[D].哈爾濱：哈爾濱工業大學，2007.

[12] 楊蘇.基于局部分析的Hough變換形狀檢測關鍵技術研究[D].秦皇島：燕山大學，2009.

[13] 賈小勇，徐傳勝，白欣.最小二乘法的創立及其思想方法[J].西北大學學報：自然科學版，2006，36（3）：507?511.

[14] 張起貴，張魁.基于最小二乘直線擬合的小目標檢測[J].電子設計工程，2010，18（7）：176?180.

[15] 孫偉，張小瑞，唐慧強，等.Hough變換和最小二乘擬合的車道線協調檢測[J].光學工程，2011，39（10）：13?19.