一种基于图像识别的晶粒挑选系统及方法与流程

本发明涉及一种晶粒挑选系统，特别是涉及一种基于图像识别的晶粒挑选系统。

背景技术：

目前，有些ic厂为了节约成本会在同一片晶元上切割出多种不同尺寸、不同型号的晶粒，而现有的晶粒挑选设备所挑选的对象必须是相同大小、相同型号的晶粒，针对同一蓝膜上放置的多种不同类型的晶粒无法作业。为此，目前多采用人工挑选的方法挑选出同一类型的晶粒，而采用人工挑选的方式存在挑选效率低、容易出错、容易污染和刮伤晶粒等不足之处。

技术实现要素：

本发明提供了一种基于图像识别的晶粒挑选系统，用于解决背景技术所述的不足之处。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于图像识别的晶粒挑选系统，包括：包括：

工作台，其上放置有蓝膜，该蓝膜上间隔布置有多个待挑选的晶粒；

图像识别装置，其建立有至少一种标准晶粒的像素集：将标准晶粒的图像分解成n个像素点，并记录每个像素点的灰阶标准值；

机械手，用于将蓝膜上所需的晶粒挑选出来；

所述图像识别装置连接有用于获取蓝膜表面各个方位图像的光学镜头，该光学镜头设在工作台上方；所述图像识别装置对光学镜头每次获取的图像的各个像素点的灰阶值与相应的标准晶粒像素集进行一一比对，在比对结果大于预设值时，判定该图像坐标下的对象为所需晶粒。

进一步的，所述光学镜头固定不动，所述工作台为移动平台，其连接有移动控制机构，控制工作台每隔预设时间移动预设位移，使光学镜头获取一次图像，工作台的移动顺序为：沿x轴的预设方向依次移动直至移动到极限位置、沿y轴的预设方向移动预设位移、沿所述x轴的预设方向的反方向依次移动直至移动到极限位置、沿y轴的预设方向移动预设位移，按此循环往复，直至光学镜头获取完获取蓝膜表面各个方位的图像。

进一步的，所述工作台还连接有角度调整机构，用于调整工作台的角度。

进一步的，所述机械手尾部安装有用于吸起晶粒的吸嘴，所述机械手通过转动实现吸料和放料；所述工作台通过所述移动控制机构带动将所需晶粒输送至机械手的吸料位置，且在吸料位置处具有位于蓝膜下方的顶针，所述工作台通过沿z轴方向移动使顶针顶起所需晶粒。

进一步的，还包括放料台，该放料台上铺设有放料蓝膜，所述机械手将挑选出的晶粒整齐放置在该放料蓝膜上。

进一步的，所述图像识别装置包括显示器和连接该显示器的图像识别主机，图像识别主机连接所述光学镜头。

进一步的，所述预设值为设置为一定数值的定位分数，该定位分数为光学镜头每次获取的图像中所有符合的像素点与该图像的总像素点的比值。

进一步的，所述预设位移为一个像素点的长度或若干个像素点的长度之和。

一种基于图像识别的晶粒挑选方法，在工作台上放置间隔布置有多个待挑选晶粒的蓝膜；建立至少一种标准晶粒的像素集：将标准晶粒的图像分解成n个像素点，并记录每个像素点的灰阶标准值；用光学镜头获取蓝膜表面各个方位的图像，对光学镜头每次获取的图像的各个像素点的灰阶值与相应的标准晶粒像素集进行一一比对，若比对结果大于预设值，则判定该图像坐标下的对象为所需晶粒；用机械手将所需晶粒挑选出来。

进一步的，所述光学镜头固定不动，所述工作台通过每隔预设时间移动预设距离使光学镜头获取一次图像，工作台的移动顺序为：沿x轴的预设方向依次移动直至移动到极限位置、沿y轴的预设方向移动预设位移、沿所述x轴的预设方向的反方向依次移动直至移动到极限位置、沿y轴的预设方向移动预设位移，按此循环往复，直至光学镜头获取完获取蓝膜表面各个方位的图像。

进一步的，对比对结果大于预设值的图像的坐标进行记忆，并在光学镜头获取完蓝膜表面各个方位的图像，以及完成对各个图像的比对工作后，用机械手对所记忆的各个图像坐标下的晶粒挑选出来。

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：

1、本发明采用所述工作台、图像识别装置、机械手构成晶粒自动挑选系统，能够代替人工在蓝膜上放置的多种不同类型的晶粒中将同一种类型的晶粒逐一挑选出来，不仅大大提高了工作效率、挑选准确率，减少混料，还可以大大减少因人工对晶粒造成的污染和刮伤。

2、由于所述工作台为移动平台，连接有移动控制机构，使得发明是通过工作台的移动配合光学镜头对蓝膜表面的各个方位完成图像扫描，能够避免光学镜头移动造成图像晃动而无法获取准确的图像。

3、采用先完成各个图像的扫描和比对，再将所需晶粒逐一挑选出来的方式，大大提高工作效率。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明的一种基于图像识别的晶粒挑选系统不局限于实施例。

附图说明

图1是本发明的晶粒挑选系统的结构示意图；

图2是本发明的标准晶粒的像素集的建立示意图；

图3是本发明的图像扫描示意图；

图4是本发明的挑选流程示意图；

图5是本发明的放料台上的蓝膜的放料示意图。

具体实施方式

实施例，请参见图1-图4所示，本发明的一种基于图像识别的晶粒挑选系统，包括：

工作台1，其上放置有蓝膜2，该蓝膜2上间隔布置有多个待挑选的晶粒3；

图像识别装置，其建立有若干种标准晶粒的像素集：将各种标准晶粒的图像分解成n个像素点，并记录每个像素点的灰阶标准值，如图2所示，图中标准die表示标准晶粒；

机械手7，用于将工作台1上所需的晶粒挑选出来；

所述图像识别装置连接有用于获取蓝膜2表面各个方位图像的光学镜头5，该光学镜头5设在工作台1上方；所述图像识别装置对光学镜头5每次获取的图像的各个像素点的灰阶值与所选择的一种标准晶粒的像素集(即该标准晶粒的图像所对应的各个像素点的灰阶标准值)进行一一比对，在比对结果大于预设值时，判定该光学镜头5当前视野下的对象为所需晶粒。

本实施例中，所述光学镜头5固定不动，所述工作台1为移动平台，其连接有移动控制机构(图中未体现)，控制工作台1每隔预设时间(该预设时间例如可以是1-2s)移动预设位移，使光学镜头获取一次图像。工作台的移动顺序为：沿x轴的预设方向依次移动直至移动到极限位置、沿y轴的预设方向移动预设位移、沿所述x轴的预设方向的反方向依次移动直至移动到极限位置、沿y轴的预设方向移动预设位移，按此循环往复，直至光学镜头5完成蓝膜2表面各个方位的图像的扫描过程。以图3为例说明本发明的图像扫描过程：图中虚线方框表示镜头视野，其长、宽与标准晶粒的长、宽一致对应；光学镜头5最先获取蓝膜2左上角的图像51，之后，工作台1沿x轴的负方向平移预设位移，使光学镜头5获取蓝膜2上下一个方位的图像，以此类推，直至光学镜头5获取到蓝膜2右上角的图像；接着，工作台1沿y轴的正方向平移预设位移，使光学镜头5获取蓝膜2上下一个方位的图像52，该图像52与上一次获取的图像在y轴方向上差了预设位移的距离；之后，工作台1沿x轴的正方向平移预设位移，使光学镜头5获取蓝膜2上下一个方位的图像，以此类推，直至光学镜头5获取到蓝膜2左侧相应方位的图像；之后，工作台1沿y轴的正方向平移预设位移。工作台1按上述运动方式循环往复，直至光学镜头5依次获取到蓝膜2上各个方位的图像。所述移动控制机构包括x、y轴线性滑轨模组、z轴线性滑轨模组、导螺杆模组(y轴，x轴，z轴各有一支导螺杆用于驱动工作台沿x轴，y轴与z轴方向移动)、马达系统、移动控制系统主机，其工作原理为：控制系统主机接收移动信号指令，转成控制指令发送给马达系统，马达驱动导螺杆远动，导螺杆带动线性滑轨进行x，y或者z方向的移动。xyz-三维坐标以地面为参考系。所述预设位移为一个像素点的长度或若干个像素点的长度之和。所述工作平台可以通过沿z方向移动对光学镜头进行调焦。

本实施例中，所述工作台1还连接有角度调整机构，用于调整工作台1的角度，使本发明可通过旋转角度搜寻所需的晶粒，这对于蓝膜2上晶粒出现倾斜放置的情况尤为适用。

本实施例中，所述机械手7尾部安装有用于吸起晶粒的吸嘴71，该吸嘴71连接抽真空设备。所述机械手7通过转动实现吸料和放料；在光学镜头5获取完蓝膜表面各个方位的图像，以及完成对各个图像的比对工作后，所述工作台1通过所述移动控制机构带动沿x轴方向、y轴方向运动将所需晶粒输送至机械手7的吸料位置，且在吸料位置处具有位于蓝膜下方的顶针11，所述工作台通过沿z轴方向移动使顶针11顶起所需晶粒。机械手7、工作台1的移动控制机构和图像识别装置由同一个控制总成统一控制，使三者协调动作。

本实施例中，还包括放料台8，该放料台8上铺设有放料蓝膜9，所述机械手7将挑选出的晶粒整齐放置在该放料蓝膜9上，如图4所示。所述放料台8、工作台1分别设置在系统平台10上。

本实施例中，所述图像识别装置包括显示器6、连接该显示器6的图像识别主机4。还包括操控面板，用于启闭该系统，以及选择采用何种标准晶粒的像素集作为新一轮挑选工作的比对标准，亦即，当挑选完将其中一种类型的晶粒后，工作人员可以通过选择另一种标准晶粒的像素集来进行下一轮的挑选工作，从中将另一种类型的晶粒也逐一挑选出来，以此循环，直至挑选完各种类型的晶粒。

本实施例中，所述预设值为设置为一定数值(本实施例中，该数值为90)的定位分数，该定位分数为光学镜头5每次获取的图像中所有符合的像素点与该图像的总像素点的比值。所述预设值可以根据实际晶粒的复杂程度状况进行调整。

本发明的一种基于图像识别的晶粒挑选系统，其工作流程可用图4进行简单示意，即建立标准晶粒的像素集→扫描和比对→挑选出所需的晶粒。所挑选出的各种类型的晶粒可以放置在同一张放料蓝膜9上(如图5所示)，也可以放在不同的放料蓝膜上。所述图像识别装置对比对结果大于预设值的图像的坐标进行记忆，并在光学镜头获取完蓝膜表面各个方位的图像，以及完成对各个图像的比对工作后，用机械手配合工作台、顶针对所记忆的各个图像坐标下的晶粒逐一挑选出来。

本发明的一种基于图像识别的晶粒挑选方法为：在工作台上放置间隔布置有多个待挑选晶粒的蓝膜；建立至少一种标准晶粒的像素集：将标准晶粒的图像分解成n个像素点，并记录每个像素点的灰阶标准值；用光学镜头获取蓝膜表面各个方位的图像，对光学镜头每次获取的图像的各个像素点的灰阶值与相应的标准晶粒像素集进行一一比对，若比对结果大于预设值，则判定该图像坐标下的对象为所需晶粒；用机械手将所需晶粒挑选出来。

本实施例中，所述光学镜头固定不动，所述工作台通过每隔预设时间移动预设距离使光学镜头获取一次图像，工作台的移动顺序为：沿x轴的预设方向依次移动直至移动到极限位置、沿y轴的预设方向移动预设位移、沿所述x轴的预设方向的反方向依次移动直至移动到极限位置、沿y轴的预设方向移动预设位移，按此循环往复，直至光学镜头获取完获取蓝膜表面各个方位的图像。

本实施例中，对比对结果大于预设值的图像的坐标进行记忆，并在光学镜头获取完蓝膜表面各个方位的图像，以及完成对各个图像的比对工作后，用机械手对所记忆的各个图像坐标下的晶粒挑选出来。

本实施例中，所述机械手尾部安装有用于吸起晶粒的吸嘴，该吸嘴连接抽真空设备。所述机械手通过转动实现吸料和放料；在光学镜头获取完蓝膜表面各个方位的图像，以及完成对各个图像的比对工作后，所述工作台通过进行x轴方向、y轴方向运动将所需晶粒输送至机械手的吸料位置，且在吸料位置处具有位于蓝膜下方的顶针，所述工作台通过沿z轴方向移动使顶针顶起所需晶粒，以便于吸嘴将该所需晶粒吸起。

本实施例中，所述预设值为设置为一定数值(本实施例中，该数值为90)的定位分数，该定位分数为光学镜头每次获取的图像中所有符合的像素点与该图像的总像素点的比值。所述预设值可以根据实际晶粒的复杂程度状况进行调整。

本发明的一种基于图像识别的晶粒挑选系统及方法，其与现有技术采用人工挑选的方式相比，具有以下优势：大大提高了工作效率；减少混料，并可以整体地放置所挑选出来的晶粒；可以大大减少因人工造成的晶粒污染与刮伤；所挑选出的各种类型的晶粒可以整齐放置在同一张放料蓝膜上，也可以放在不同的放料蓝膜上。

上述实施例仅用来进一步说明本发明的一种基于图像识别的晶粒挑选系统及方法，但本发明并不局限于实施例，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明技术方案的保护范围内。