福建在线AOI原理

对于运动物体的检测，要考虑图像运动模糊带来的不利影响，准确计算导致运动模糊的小曝光时间，确定图像传感器的型号。图像传感器的曝光时间应小于导致运动模糊的小曝光时间，快速曝光选择全局快门模式为宜，高速情况下不易采用卷帘式曝光模式；为了获得比较好的信噪比，图像传感器的增益尽可能为1，图像亮度的提升尽可能用光源的能量（功率）来弥补，或者在不影响可用的成像景深情况下，增大镜头的孔径光阑。在系统集成中，被测件的支撑方式、精密传输与定位装置也必须精心设计，这牵涉到精密机械设计技术，这对平板显示、硅片、半导体和MEMS等精密制造与组装产业中的自动光学检测系统非常重要。在这些领域，制造过程通常在超净间进行，要求自动光学检测系统具有很高的自洁能力，对系统构件的材料选型、气动及自动化装置选型、运动导轨的设计与器件选型都有严格要求，不能给生产环境尤其是被测工件本身带来二次污染。尤其是用于表面缺陷检测的AOI系统不能在检测过程中，给被测件表面带来缺陷（如粉尘、划伤、静电等）。 AOI自动光学检测设备的优点就是可以取代以前SMT炉前，而且可以比人眼更精确的判断出SMT的打件组装缺点。福建在线AOI原理

AOI（AutomaticOpticInspection）的全称是自动光学检测，是基于光学原理来对焊接生产中遇到的常见缺陷进行检测的设备,如在线监测检测PCBA板卡(PCBA是英文Printedcircuitboard+assembly的简称,也就是说PCB空板经过SMT上件,再经过DIP插件的整个制作过程,简称PCBA板卡)。越来越多的工厂配备AOI检测设备来保证产品的质量，其基本原理是通过光的反射来检查如BGA等元件贴装是否正确，焊接是否良好，是否有漏贴、反向或短路现象等不良。在经过AOI检测出现不良时,需要现场工作人员进行目测判定，判定后的良品,通过手动修改检测结果为合格,继续后面的生产，而不良品则进行维修。然而,当后段反馈SMT不良时，偶尔发现比较直白不良如漏件、反件、错件,这些不良在AOI检测中有报出，可是被现场操作人员误判而流入了后续生产中。 aoi测试可重复性是判断AOI软件优劣的重要指标。

基本的AOI技术包含下列子系统：高速高精度XY方向的运动控制系统;机械光学系统;高精度高可靠性图像采集系统;智能图像识别与错误检测系统。这些子系统构成了一个与多维测量和错误检测密切相关的设备。注意到AOI识别是机器视觉在印刷电路板领域的具体应用，换言之，印刷电路板的缺陷检测实质上是属于模式识别的范畴。它将PCB上的不同缺陷视为不同的模式类，从采集到的图像信号中提取和选择特征，根据特征向量构造判别函数，进行缺陷分类，即模式识别。识别算法的好坏直接影响到智能图像识别系统的性能，进而影响整个AOI系统的性能。从机器视觉的发展来看，目前在AOI上面至少可以完整地应用以下的视觉识别算法。

AOI检测设备中常用的红绿蓝LED光源。特殊波长光源一般是指红外或紫外波长光源，一些特殊材料在可见光范围内吸收差别不大，灰阶变化不明显时可以考虑采用特殊波长光源，比如说利用紫外光能量高可以激发荧光材料的原理，检测具有荧光发光特性物质微残留时紫外光源就是一种比较有效的手段，因材料成分与红外光谱有对应关系的原理，红外光源对不具有发光性质的有机化合物残留缺陷检出就有很大的作用，甚至可以实现成分分析。特殊光源中，利用偏振光与物体相互作用后偏振态的变化，利用光学干涉原理的白光干涉（whitelightinterferometry）在特定缺陷检测中的得到了应用，例如通过相干光的干涉图案计算出对应的相位差和光程差，可以测量出被测物体与参考物体之间的差异，且分辨率与精度为可以达到亚波长，测量三维物体形貌与高度也正成为AOI检测的新需求。（下图为侧光源与同轴光源实例） 存在的主要问题是，当一些检查对象是不可见的，或是在PCB上存在一些干扰使得图像变得模糊或隐藏起来了。

AOI的工作方式与SMT加工当中SPI和印刷机中使用的视觉系统相同，通常使用设计规则检查(DRC)和模式识别。DRC方法根据一些给定的规则检查电路图形(所有的线应该在焊点处结束，所有的引线应该至少，所有的引线应该至少，等等)。该方法能从算法上保证待测电路的正确性，且具有制作简单、算法逻辑简单、处理速度快、程序编辑量小、数据占用空间小等特点，因此被很多人采用。但该方法确定边界的能力较差。图形识别方法是将存储的数字图像与实际图像进行比较。根据完整的印刷电路板或根据模型建立的检验文件进行检验，或根据计算机轴辅助设计中编制的检验程序进行检验。其准确性取决于所采用的发牌率和检验程序，一般与电子测试系统相同，但采集的数据量大，对数据的实时处理要求较高。模式识别方法利用实际设计数据代替DRC中已建立的设计原则，具有明显的优势。随着电子技术、图像传感技术和计算机技术的快速发展，AOI技术成为表面缺陷检测的重要手段。北京专业AOI

用计算机处理系统代替人脑执行数据处理，让AOI检测系统可以取产制造中的人工目检环节。福建在线AOI原理

AOI图像采集的一个关键步骤是控制系统，光电传感器的FOV（视窗）有限，物体高速运动中准确地抓拍到清晰的图像，软硬件协调动作非常重要，如下图所示，当图像传感器与机台移动速度不匹配时造成图像的拉伸，收缩等变形，所以，载物移动平台XY方向移动与图像采集光电传感器的同步移动影响到数据的准确，要在固定光照，等间距下拍摄一幅清晰的图像，高精度的导轨，电机和运动控制程序是非常必要的。在AOI检测中，噪声是造成图像退化的因素之一，起因是AOI图像获取，传输过程中，外界杂散光，光电二极管电子噪声及温度，光源的不稳定不均匀，机械系统的抖动，传感器温度等原因导致，不可避免的使得图像因含有噪音而变得模糊。给图像识别，图像切割等后续处理工作带来了困难。因此，为了获得真实的图像信息，除去噪声的滤波处理必不可少。 福建在线AOI原理

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