石鑫华视觉
PCB板机器视觉定位方案
视觉定位现在属于机器视觉领域中一种比较常见且成熟的应用，一般在3C电子产品中应用的比较多。现在很多的产品都是使用机器视觉来定位组装，已经去掉了很多人工组装的工位了。当年熊孩子说的不读书进厂打螺丝也有出路的那种情况已经一去不复返了，一台螺丝机才小几万块钱，现在没有几个厂还需要打螺丝的工人了。现在不好好读书，毕业了出来只能送外卖跑滴滴不能打螺丝了；再过几年无人机、无人驾驶出来了，送外卖跑滴滴也没有机会了。这里的只介绍根据PCB板上的特征来定位，不介绍后续的动作，具体是打螺丝，还是焊零件又或者是其他什么动作，不得而知。而视觉定位，只要知道产品的定位点坐标(X,Y)以及角度A，即可完成定位。有了这三个数据，再通过相对偏移量和标定，即可实现不同产品的精准定位。检测对象如下图所示：
PCB板机器视觉定位
PCB板机器视觉定位
机器视觉光源
PCB板因为表面通常都是光滑平整的。所以直接考虑使用同轴光源或者是高角度的环形光源。无论是通过PCB板上的孔来定位，还是PCB板上的Mark点来定位，都可以使用这两类光源来照明。找孔时，将PCB板本身打亮，孔表现为黑色的特征；找Mark点时，则利用Mark点的高反光特征，将Mark点表现为明亮特征，而PCB变成黑色背景。本方案中可以考虑使用COLM-60-R/W。
COLM-60-R/W
光源控制器
因为只配置一个同轴光源，光源也比较小的，功率要求不高，也没有什么光源增亮的要求。可以使用PWM控制的模拟控制器，可以考虑使用常规的2通道迷你模拟控制器MAPSM-2424-2CH，24V输出，2通道供电，24V总功率，不带触发和高低电平切换等增强功能，经济实惠小巧轻便。
MAPSM-2424-2CH
工业相机
PCB板本身还是有几十毫米的尺寸的，但是定位孔附近可能也就二三四毫米的样子。当然有些PCB板会比较大，大产品另外考虑，也许需要使用一个相机分别拍摄对角的定位孔或Mark点。或者是使用高分辨率的相机一次拍摄完成。这里的视野比较小，20mm左右的高度，使用500万像素的相机，拍摄24*20mm的视野，像素分辨率可达到24/2448=0.01mm/pixel，对于这种PCB板的定位非常足够了。产品定位孔或Mark点本身的精度就不会太高，工业相机分辨率太高也是没有用的。因为需要运动拍摄，方便后续的进一步抓取等动作，需要使用全局的工业相机。可以考虑MER2-50323GM等500万像素的工业相机。
MER2-503-23GM
工业镜头
500万像素的全局工业相机，通常是2/3寸的芯片，比较常见的小尺寸芯片。因此常规的2/3寸的FA镜头即可满足要求了。因为拍摄视野比较小，考虑低畸变的SHI-C5020FFW等50mm的500万像素级别的工业镜头，加15mm左右的接圈。这样将视野设置为24*20mm，工作距离约150mm。
SHI-C5020FFW
图像处理算法
图像处理相对来说，比较容易，先做粒子分析，得到PCB板上的4个孔的中心。然后使用几何函数，计算4个孔的对角连线的交点，同时计算4个中的两个水平孔的连线的水平夹角，这样就可以得到定位点（X，Y）和产品的角度A。
粒子分析-找到4个定位孔
几何-计算对角线的交点
几何-计算水平方向两个定位点连线和水平面的夹角
产品1-位置1
产品1-位置2
产品2-位置1
产品2-位置2
当然，VBAI里对点排序不是很好处理，就没有做演示了。实际上，是需要对定位孔做排序的。让点的序号固定下来，例如左上角始终是1、右上角始终是2、左下角始终是3、右下角始终是4。
机器视觉项目实现难度
★
相对来说还是比较容易实现的，大部分的变形、毛刺都比较容易检测出来，可能部分不太好界定的位置，到底是属于变形，还是属于可以被接受的，那也只能使用中再去衡量。
视频解说
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