摘　要
電路板在現(xiàn)代電子設(shè)備生產(chǎn)中發(fā)揮著越來越重要的作用，它的質(zhì)量直接決定了電子產(chǎn)品的質(zhì)量和性能。因此，在工業(yè)生產(chǎn)中對(duì)電路板的檢測(cè)是極其有應(yīng)用價(jià)值的。為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化檢測(cè)電路板缺陷，本文利用虛擬儀器及其機(jī)器視覺技術(shù)，開發(fā)了一種電路板視覺檢測(cè)系統(tǒng)。
本文對(duì)電路板檢測(cè)的發(fā)展歷程、虛擬儀器的概念以及機(jī)器視覺檢測(cè)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行概述，并詳細(xì)介紹了圖像預(yù)處理、圖像識(shí)別和圖像拼接算法。
本文按照系統(tǒng)開發(fā)過程組織文章，包括系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)、算法設(shè)計(jì)和系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)幾部分，對(duì)系統(tǒng)開發(fā)中的每一部分進(jìn)行了說明，并且系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)進(jìn)行詳細(xì)的分析：包括LabVIEW和數(shù)據(jù)庫(kù)連接的方法；LabVIEW和實(shí)時(shí)系統(tǒng)等其他硬件設(shè)備之間的變量共享的方法；西門子PPI協(xié)議、LabVIEW和西門子PLC之間的通信方法；數(shù)據(jù)報(bào)表打印的實(shí)現(xiàn)方法等。根據(jù)虛擬儀器的特點(diǎn)，采用模塊化思想來設(shè)計(jì)測(cè)試軟件，將軟件分為五個(gè)模塊：用戶管理模塊、圖像采集處理和識(shí)別模塊、運(yùn)動(dòng)控制模塊、數(shù)據(jù)庫(kù)管理模塊和報(bào)表生成模塊。
在電路板測(cè)試系統(tǒng)開發(fā)過程中，利用LabVIEW、IMAQ Vision Builder、Vision assistant進(jìn)行編程，實(shí)現(xiàn)了圖像的采集、分析、識(shí)別；對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行存儲(chǔ)。最后通過實(shí)驗(yàn)表明，所設(shè)計(jì)系統(tǒng)對(duì)缺陷檢測(cè)能夠達(dá)到滿意結(jié)果。

關(guān)鍵詞　虛擬儀器；PCB；LabVIEW；模板匹配







Abstract
Circuit board is an important part of modern electronic equipment,its quality affects the performance of products.Due to the fatigue,subjectivity and speed requirement,manual inspection is ineffective to inspect every complex board.To realize defect inspection autom atically,some vision detection system for the PCB by Virtual Instrument and computer vision are studied in this article.
In this paper,we give a summary of the inspection of circuit board and the course of its development,the conception of virtual instruments,and then give a detail about the image preprocessing,image to identify and the image mosaic.
In view of the step of the development of a inspection system,we divide this paper into following units:system overall scheme designing,algorithm design and the system integration.We give a detail analysis of each unit,such as the method of connect labview to database;the variable shared between the labview and the real-time systems;Siemens PPI protocol; the method of connect labview to PLC;the method of generate the data report.
In this paper,the software development of the inspection system adopts labview,IMAQ Vision Builder and Vision assistant,both are powerfull image processing and analysis vision toolkits.The software realizes the function of image collection,image process,image recognition and storage the result of the inspection system.At last, experiments proved that the method discussed can be achieved with satisfactory results in the defect detection.

Key Words　Virtual Instruments; PCB; LabVIEW; Template match


目　錄
摘　要 I
ABSTRACT II
第1章　緒　論 1
1.1　課題研究的背景及意義 1
1.2　國(guó)內(nèi)外電路板檢測(cè)的現(xiàn)狀 2
1.3 論文的內(nèi)容及論文結(jié)構(gòu) 3
1.3.1 主要研究?jī)?nèi)容 3
1.3.2 論文結(jié)構(gòu) 4
1.3.3 系統(tǒng)的主要指標(biāo) 4
第2章　機(jī)器視覺技術(shù)及虛擬儀器 5
2.1 機(jī)器視覺技術(shù) 5
2.1.1 機(jī)器視覺的概念 5
2.1.2 機(jī)器視覺的應(yīng)用 5
2.1.3 機(jī)器視覺的硬件組成 6
2.1.4 機(jī)器視覺中的圖像處理技術(shù) 7
2.2 虛擬儀器技術(shù) 8
2.2.1 虛擬儀器 8
2.2.2 LabVIEW語言 10
2.2.3 IMAQ VISION圖像處理模塊 11
2.3本章小結(jié) 11
第3章　PCB板在線檢測(cè)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) 11
3.1 基于PC的機(jī)器視覺系統(tǒng) 11
3.1.1 光源 11
3.1.2 光學(xué)鏡頭 11
3.1.3 圖像傳感器 11
3.1.4 圖像采集卡 11
3.1.5 計(jì)算機(jī) 11
3.1.6 圖像處理軟件 11
3.2 基于智能相機(jī)的機(jī)器視覺系統(tǒng) 11
3.2.1 智能相機(jī)的概念 11
3.2.2 智能相機(jī)的結(jié)構(gòu) 11
3.2.3 智能相機(jī)視覺系統(tǒng)和基于PC的視覺系統(tǒng)的比較 11
3.3 智能相機(jī)NI 1744 11
3.3.1 智能相機(jī)的結(jié)構(gòu) 11
3.3.2 軟件開發(fā)平臺(tái) 11
3.4視覺系統(tǒng)構(gòu)建模型 11
3.4.1 照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 11
3.4.2 系統(tǒng)總體的設(shè)計(jì) 11
3.5 本章小結(jié) 11
第4章　圖像檢測(cè)算法分析 11
4.1 數(shù)字圖像的特點(diǎn) 11
4.2 圖像的去噪 11
4.2.1 均值濾波 11
4.2.2 中值濾波 11
4.3 圖像的增強(qiáng) 11
4.3.1 直方圖均衡 11
4.3.2 灰度值變換 11
4.4 數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)處理 11
4.5 圖像預(yù)處理的結(jié)果 11
4.6 圖像的模式識(shí)別 11
4.6.1 模式識(shí)別算法的分類 11
4.6.2 模板匹配 11
4.7 本章小結(jié) 11
第5章　圖像的拼接技術(shù) 11
5.1 圖像拼接的原理 11
5.2 圖像配準(zhǔn)方法分類 11
5.2.1 基于頻域的方法 11
5.2.2 基于空間域的方法 11
5.3 比值模板配準(zhǔn) 11
5.3.1 比值算法的數(shù)學(xué)基礎(chǔ) 11
5.3.2 算法的改進(jìn) 11
5.4 比值模板配準(zhǔn) 11
5.5本章小結(jié) 11
第六章 PCB板檢測(cè)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 11
6.1 系統(tǒng)主程序流程 11
6.2 用戶管理模塊 11
6.2.1 用戶模塊的功能 11
6.2.2 用戶模塊的工作流程 11
6.3 圖像采集模塊 11
6.3.1 直接讀取 11
6.3.2 圖像在線獲取 11
6.4 圖像處理和識(shí)別模塊 11
6.4.2 圖像識(shí)別 11
6.4.3 網(wǎng)絡(luò)共享變量 11
6.5 運(yùn)動(dòng)控制模塊 11
6.5.1 LabVIEW和PLC的通訊方式 11
6.5.2 LabVIEW和PLC的通訊程序設(shè)計(jì) 11
6.6 數(shù)據(jù)庫(kù)模塊 11
6.6.1數(shù)據(jù)庫(kù)的建立和連接 11
6.6.2數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)和操作 11
6.7 報(bào)表生成模塊 11
6.8 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 11
6.9 本章小結(jié) 11
總結(jié)與展望 11
總結(jié) 11
展望 11
參考文獻(xiàn) 11