AOI设备的模块设计
文章出处：AOI官方责任编辑：admin人气：发表时间：2016-05-16 15:39
为了能够将AOI设备的功能描述功能加以实现，我们需要将AOI设备进行分解，并以各独立模块进行设计和实现。在进行设计之前，我们先看一下设备的工作流程。
AOI设备的工作流程
AOI的检测的流程，可以分成建模和检测两个过程，图将这两个流程全部串接在一起，是一个AOI设备检测的完整的流程图。
AOI检查流程图
上述流程包含了AOI检测可能有的所有的工作，为了能够完成这些工作，我们可以把检测分成不同模块进行设计和编程。有了这些模块的划分，就可以有条理的，以模块为单位的，独立地完成整个AOI设备的功能要求。
检测的模块分析
从AOI检测的流程中，我们可以看到检测过程有多种的检测任务组成，为了设计完成AOI设备的整体功能，可以分成多个模块加以编程实现。
AOI设备的模块划分：检测开始->图像采集模块->图像配准模块->特征提取和瑕疵查找模块->检查结束
图像采集模块
图像采集模块用于CCD摄像头图像的获取，即将PCB板放置在工作台上，通过工作台下的马达，和摄像头上的马达的位置调节，将待测PCB板移动到合适位置，进行CCD摄像，并采集摄取的图像信息。
在此模块，我们需要完成的工作有两个：
１．针对工作台下的马达，和CCD摄像头上的马达移动的驱动程序设计，最终完成Ｘ和Ｙ向的平移。
２．在合适的位置，进行摄像，系统读取CCD摄入的图像信息。
图像配准模块
图像配准是进行检测的一个很关键的步骤，它的作用是建立起PCB模板图像和待测板图像之间的位置联系。
由于模板和待测的放置是在不同的时间放置，也可能有不同的工作人员放置，其放置的位置的肯定有位移，配准就是要找出这些位移值。将待测图像的数据经过位移纠正后，和模板的进行比对找瑕疵。
完成配准需要的工作有：
１．寻找图像的边缘点，并从中找出边缘线。
２．在边缘线里找出配准用的锚线（Anchor Line）。
３．利用锚线，采用配准算法，找出待测PCB板图像和模板图像之间位移值。
４．其中第1、2步在建模的过程中实现，第３步在待测板进行检测的过程中实现。
特征提取和瑕疵查找模块
特征提取和瑕疵查找，是设备最终进行检测的步骤。该模块包括对PCB图像中要进行检测的部分进行特征提取，而后通过特征比对，在待测板中查找存在的瑕疵。因为我们要检测的对象是PAD和BGA二种，所以必须对这二种对象分别进行处理。
针对PAD的处理步骤为：
１．取边缘点，进行矩形边缘检测，是矩形的判断为PAD。
２．取PAD的边界点为特征值，储存在文本文件内。
３．在待测PCB板上取特征值，进行配准处理。
４．在PCB中，使用瑕疵检测算法找出瑕疵，并标记。
针对BGA的处理步骤为：
１．取边缘点，进行圆形边缘检测，是圆形的判断为BGA。
２．取PAD的圆心和半径值为特征值，储存在文本文件内。
３．在待测PCB板上取特征值，进行配准处理。
４．在PCB中，使用瑕疵检测算法找出瑕疵，并标记。
在其中第1、2步在建模的过程中实现，第3、4步在待测板进行检测的过程中实现。
模块分析总结
本系统开发的各模块和检测过程的关系，如表表示。
各模块的总结
采集模块 配准模块 PAD处理模块 BGA处理模块
建模过程 1.马达驱动 1.取边缘线 1．判断PAD. 1.判断BGA
2.CCD图像读取 2.取锚线 2.取PAD特征函数 2.取BGA特征函数
检测过程 1.马达驱动 3.求模板和待测图像之间位移 3.PAD配准 3.BGA配准
2.CCD图像读取 4.瑕疵检测 4.瑕疵检测
下一步的工作，就是通过编程完成各部分模块的功能。
程序设计的一些原则
实现AOI系统各部分的功能，需要通过编程加以实现，我们采用的开发平台为VC++6.0
而在实际的设计过程中，为了满足设计的指标，我们的程序设计必须遵守下面一些设计的原则：
１．无外部数据库，因为在检测过程中调用外部数据库将会大大地降低检测的速度，也会极大地消耗系统资源。
２．对于要有存储的各类特征值，系统定义了不同的结构加以存储。如印制板上的边缘线定义了Line的结构；焊盘PAD建模时定义了一个RecPad的结构；而对于BGA也自定义了一个BGA的结构来存储。
３．采用简单的外部文件，存储建模时生成的一些基本信息，如边缘线、锚线、PAD、BGA等。我们生成的文件为TXT格式的文件，格式简单而易于操作。
４．采用比对的方式进行AOI的检测，即将合格的同类样品和待测设备进行比较，并识别出待测样品是否有瑕疵。
５．区分处理图像的运算复杂度。将所有耗时较长的图像处理过程集中到建模的过程中，而检测时则尽量使用较为简单的图像处理算法。
６．对模板图像和待测图像之间的配准算法有严格的要求，要求简单实用，且误差率低。
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