一种基于条纹相位特征的PCB三维重建方法

作     者：吴福培 彭俊龙 叶玮琳 郑志丹 李昇平 

作者机构：汕头大学工学院机械工程系 

出 版 物：《光学学报》 (Acta Optica Sinica)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：080903[工学-微电子学与固体电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：广东省自然科学基金(No.2021A1515010661) 广东省普通高校重点领域专项(No.2020ZDZX2005) 广东省普通高校创新团队资助项目(2020KCXTD012) 

主　　题：三维重建 条纹结构光 印刷电路板 参数标定 图像融合 

摘      要：重建印刷电路板(PCB)表面元器件的三维形貌对确保其贴装质量具有重要意义。为提升PCB表面三维重建的精度和可靠性，论文提出一种基于条纹相位特征的PCB三维重建方法。首先，基于自适应权重法建立多曝光图像的融合规则，进而合成出高质量的条纹图像，并构建异步多频相移法以求解视场内各像素点相位值；其次，针对结构光三角立体模型因标定误差而影响PCB重建精度问题，由相机和结构光发生器视线映射关系建立高度重建模型；在此基础上，基于标准量块的测量值标定并拟合出最终的三维重建参数。实验结果表明，论文所提方法可有效提升高动态范围复杂表面的三维重建效果；在精度评价实验中，采用所提三维重建方法测量陶瓷标准球的平均直径误差为0.0188mm，且能准确可靠地恢复PCB表面元器件的三维形貌，进一步检验了论文所提方法的有效性。