本發(fā)明涉及視覺檢測，尤其涉及焊道虛焊檢測方法和裝置。

背景技術(shù)：

1、在現(xiàn)代電子制造業(yè)中，焊接是連接電子元件與印刷電路板(pcb)的主要方法，其質(zhì)量直接影響產(chǎn)品性能和壽命。虛焊作為一種常見且嚴(yán)重的焊接缺陷，可能導(dǎo)致電路斷開、信號傳輸不穩(wěn)定，甚至引發(fā)安全事故。目前，基于視覺方向的虛焊檢測技術(shù)主要依賴于2d圖像及其圖像處理技術(shù)。

2、然而，現(xiàn)有技術(shù)的2d圖像及其圖像處理技術(shù)存在多重局限性，如檢測過程對光照條件敏感，易受陰影干擾，且焊料反光和背景元件可能影響檢測準(zhǔn)確性，這些因素共同制約了基于2d圖像進(jìn)行虛焊的檢測性能和檢測精度。

3、此外，現(xiàn)有技術(shù)還提供了基于深度學(xué)習(xí)的方法進(jìn)行焊道虛焊檢測，但是，現(xiàn)有的基于深度學(xué)習(xí)的通用方法往往需要高算力支持，檢測速度難以滿足高速生產(chǎn)線的需求。而針對虛焊檢測的傳統(tǒng)算法研究相對匱乏，難以應(yīng)對復(fù)雜的實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境，尤其無法滿足彎曲焊道的虛焊檢測需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供焊道虛焊檢測方法和裝置，以解決或至少部分解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的技術(shù)問題。

2、為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

3、第一方面，本發(fā)明提供了一種焊道虛焊檢測方法，其包括如下步驟：

4、s1、獲取待測樣品的深度圖；

5、s2、提取所述深度圖中焊道的中心線；

6、s3、依據(jù)所述中心線及所述深度圖，獲取所述深度圖的焊道輪廓；

7、s4、依據(jù)所述深度圖的焊道輪廓，獲取所述焊道輪廓的輪廓頂點(diǎn)曲率；

8、s5、依據(jù)所述輪廓頂點(diǎn)曲率，識別所述待測樣品的虛焊區(qū)域。

9、較佳地，所述步驟s2具體包括：

10、采用圖像細(xì)化方法提取所述深度圖中焊道的焊道骨架，將所述焊道骨架作為所述焊道的中心線，其中，所述深度圖具有m個中心線，m≥1，所有中心線共同構(gòu)成中心線點(diǎn)集cenline＝[(x0,y0),(x1,y1),......(xm,ym)]。

11、較佳地，所述步驟s3具體包括：

12、s31、沿所述中心線以等間距作垂直搜索線；

13、s32、在每一所述搜索線上，依據(jù)所述深度圖的像素位置和深度值提取每一焊道的焊道輪廓，所有焊道的焊道輪廓共同構(gòu)成焊道二維輪廓點(diǎn)集conps。

14、具體地，所述步驟s31具體包括：

15、s311、分別將所述搜索線的間距gap和搜索線長度length設(shè)置為預(yù)設(shè)值；

16、s312、從所述中心線的起點(diǎn)開始，沿所述中心線設(shè)置搜索線li：

17、li＝(x-ai)/ai＝(y-bi)/bi,

18、其中，搜索線li為直線，(ai,bi)為所述搜索線li上的其中一個點(diǎn)，且(ai,bi)分別為所述中心線上以所述間距gap為間距的點(diǎn)，(ai,bi)為所述搜索線li的單位方向向量，且(ai,bi)可通過主成分分析計(jì)算(ai,bi)領(lǐng)域點(diǎn)組成的協(xié)方差矩陣的特征向量獲得。

19、具體地，所述步驟s32具體包括：

20、s321、根據(jù)搜索線方程獲取焊道二維輪廓點(diǎn)集conps在所述深度圖上的坐標(biāo)點(diǎn)集ps和對應(yīng)的深度值合集zs:

21、ps＝[(x0,y0),(x1,y1),......(xn,yn)],

22、zs＝[z0,z1,......zn]，

23、其中，n為偶數(shù)；

24、s322、計(jì)算所述焊道二維輪廓點(diǎn)集conps在所述深度圖上的坐標(biāo)點(diǎn)集ps和對應(yīng)的深度值合集zs；

25、s323、將所述焊道二維輪廓點(diǎn)集conpos在所述深度圖上的坐標(biāo)點(diǎn)集ps投影到所述搜索線li的單位方向向量上，以得到所述焊道二維輪廓點(diǎn)集conps的橫坐標(biāo)，將所述焊道二維輪廓點(diǎn)集conps在所述深度圖上的坐標(biāo)點(diǎn)集ps對應(yīng)的深度值合集zs作為所述焊道二維輪廓點(diǎn)集conps的縱坐標(biāo)，得到所述焊道二維輪廓點(diǎn)集conps：

26、conps＝[(x0/a0,z0),(x1/a1,z1),...(xn/an,zn)]。

27、較佳地，所述步驟s4具體包括：

28、s41、遍歷所述焊道二維輪廓點(diǎn)集conps的縱坐標(biāo)值，確定所述焊道二維輪廓點(diǎn)集conps的最大縱坐標(biāo)值；

29、s42、將所述焊道二維輪廓點(diǎn)集conps的最大縱坐標(biāo)值對應(yīng)的點(diǎn)作為所述焊道輪廓的輪廓頂點(diǎn)；

30、s43、依據(jù)所述焊道輪廓的輪廓頂點(diǎn)的鄰域點(diǎn)集，計(jì)算所述焊道輪廓的輪廓頂點(diǎn)曲率。

31、具體地，通過主成分分析法或二次函數(shù)擬合法，計(jì)算所述焊道輪廓的輪廓頂點(diǎn)曲率。

32、較佳地，所述步驟s5具體包括：

33、s51、設(shè)置曲率閾值、虛焊輪廓數(shù)量閾值，虛焊曲率相對閾值和虛焊曲率絕對閾值，并根據(jù)非虛焊區(qū)域的輪廓頂點(diǎn)曲率設(shè)置基礎(chǔ)曲率；

34、s52、遍歷所有焊道輪廓，當(dāng)任一輪廓頂點(diǎn)曲率大于曲率閾值乘以輪廓基礎(chǔ)曲率時，將當(dāng)前輪廓頂點(diǎn)曲率對應(yīng)的焊道輪廓識別為潛在虛焊輪廓；

35、s53、將連續(xù)的潛在虛焊輪廓?dú)w類為虛焊輪廓組，分別計(jì)算所述虛焊輪廓組內(nèi)的輪廓數(shù)量，當(dāng)任一所述虛焊輪廓組內(nèi)的輪廓數(shù)量大于虛焊輪廓數(shù)量閾值時，將當(dāng)前所述虛焊輪廓組識別為潛在虛焊輪廓組；

36、s54、計(jì)算所述潛在虛焊輪廓組的曲率均值，若任一所述潛在虛焊輪廓組的曲率均值大于虛焊曲率相對閾值乘以輪廓基礎(chǔ)曲率或虛焊曲率絕對閾值時，將當(dāng)前所述虛焊輪廓組識別為虛焊輪廓組。

37、較佳地，所述步驟s5進(jìn)一步包括：

38、對所述待測樣品的虛焊區(qū)域的輪廓位置進(jìn)行標(biāo)注。

39、較佳地，所述步驟s1具體包括：

40、通過3d線掃相機(jī)對所述待測樣品進(jìn)行激光掃描，以獲取所述獲取待測樣品的深度圖。

41、第二方面，本發(fā)明提供了一種焊道虛焊檢測裝置，其特征在于，包括：

42、第一執(zhí)行模塊，被配置為用于獲取待測樣品的深度圖；

43、第二執(zhí)行模塊，被配置為用于提取所述深度圖中焊道的中心線；

44、第三執(zhí)行模塊，被配置為用于依據(jù)所述中心線及所述深度圖，獲取所述深度圖的焊道輪廓；

45、第四執(zhí)行模塊，被配置為用于依據(jù)所述深度圖的焊道輪廓，獲取所述焊道輪廓的輪廓頂點(diǎn)曲率；

46、第五執(zhí)行模塊，被配置為用于依據(jù)所述輪廓頂點(diǎn)曲率，識別所述待測樣品的虛焊區(qū)域。

47、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

48、本發(fā)明利用深度圖和圖像處理技術(shù)對待測樣品的焊道進(jìn)行虛焊檢測，一方面，由于虛焊在深度圖中呈現(xiàn)干癟粗糙，而正常焊接處飽滿圓潤的特征差異，故通過基于深度圖的虛焊檢測分析能夠提升檢測準(zhǔn)確性；另一方面，本發(fā)明通過圖像處理算法對待測樣品的深度圖進(jìn)行檢測，無需依賴復(fù)雜的成像系統(tǒng)、強(qiáng)大的算力和大量數(shù)據(jù)，避免引入人工智能模型而過度依賴高算力，能夠有效簡化檢測流程、提升檢測效率和可靠性，并降低檢測成本。