本發(fā)明涉及焊點(diǎn)虛焊檢測(cè)，尤其涉及一種基于半監(jiān)督學(xué)習(xí)的焊點(diǎn)虛焊檢測(cè)方法及相關(guān)設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、焊點(diǎn)虛焊缺陷是常見(jiàn)的一種線路故障。形成焊點(diǎn)虛焊缺陷的原因主要包括：(1)焊接溫度不夠：如果焊接溫度不夠，焊料可能無(wú)法完全熔化，導(dǎo)致焊點(diǎn)沒(méi)有充分熔化而呈現(xiàn)虛焊狀態(tài)。(2)焊接時(shí)間過(guò)短：如果焊接時(shí)間過(guò)短，焊料可能沒(méi)有充分熔化，無(wú)法與母材充分結(jié)合，導(dǎo)致虛焊缺陷。(3)氣體保護(hù)不充分：如果氣體保護(hù)不充分，料絲或焊機(jī)拉槍接頭處的氣體流動(dòng)不暢，導(dǎo)致氣體里的氧氣對(duì)焊接界面造成氧化或其他污染，并可能在整個(gè)焊接過(guò)程中產(chǎn)生氣泡，導(dǎo)致焊點(diǎn)虛焊缺陷。(4)焊接設(shè)備調(diào)節(jié)不當(dāng)：如果焊接設(shè)備調(diào)節(jié)不當(dāng)，例如電流過(guò)小或電壓過(guò)低等，焊料就很難完全熔化，最終導(dǎo)致虛焊缺陷。(5)工藝操作不規(guī)范：焊接工藝操作不規(guī)范也可能導(dǎo)致焊點(diǎn)虛焊缺陷的產(chǎn)生。例如焊劑用得太少、焊接速度過(guò)快以及沒(méi)有對(duì)焊接表面進(jìn)行充分清潔等，都可能導(dǎo)致焊點(diǎn)虛焊缺陷。

2、虛焊的主要表現(xiàn)有：焊點(diǎn)周?chē)鷷?huì)有一圈比較明顯的塌陷，且焊點(diǎn)不光滑，焊點(diǎn)顏色呈暗灰，焊點(diǎn)有蜂窩特征?；谠摫憩F(xiàn)，目前現(xiàn)有的焊點(diǎn)虛焊缺陷檢測(cè)方法主要包括：(1)直觀檢查法：一般先尋找發(fā)熱的元器件，如功率管、大電流二極管、大功率電阻、集成電路芯片等，這些元件因?yàn)榘l(fā)熱容易出現(xiàn)虛焊，嚴(yán)重的直接可以看出，輕微的可以用放大鏡觀看。(2)電流檢測(cè)法：檢查電流設(shè)定是否符合工藝規(guī)定，有無(wú)在產(chǎn)品負(fù)載變化時(shí)電流設(shè)定沒(méi)有相應(yīng)隨之增加，使焊接中電流不足而產(chǎn)生焊接不良。(3)晃動(dòng)法：用手或攝子對(duì)低電壓元件逐個(gè)地進(jìn)行晃動(dòng)以感覺(jué)元件有無(wú)松動(dòng)現(xiàn)象，這主要應(yīng)對(duì)比較大的元件進(jìn)行晃動(dòng)。(4)震動(dòng)法：當(dāng)遇到虛焊現(xiàn)象時(shí)，可以采取敲擊的方法來(lái)證實(shí)，用螺絲刀手炳輕輕敲擊線路板，以確定虛焊點(diǎn)的位置。(5)補(bǔ)焊法：補(bǔ)焊法是當(dāng)仔細(xì)檢查后仍舊不能發(fā)現(xiàn)故障時(shí)進(jìn)行的一種維修方法，就是對(duì)故障范圍內(nèi)的元件逐個(gè)進(jìn)行焊接。這樣，雖然沒(méi)有發(fā)現(xiàn)真正故障點(diǎn)，但卻能達(dá)到維修目的。綜上，目前的pcb板焊點(diǎn)虛焊檢測(cè)往往是通過(guò)傳統(tǒng)的人工進(jìn)行檢測(cè)，效率較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了提升焊點(diǎn)虛焊缺陷的檢測(cè)效率，本發(fā)明提供一種基于半監(jiān)督學(xué)習(xí)的焊點(diǎn)虛焊檢測(cè)方法及相關(guān)設(shè)備，不僅提高了檢測(cè)效率，還可以降低人為因素導(dǎo)致的檢測(cè)錯(cuò)誤率，具有更高的檢測(cè)精度。

2、第一方面，本發(fā)明提供一種基于半監(jiān)督學(xué)習(xí)的焊點(diǎn)虛焊檢測(cè)方法，包括：

3、步驟1：構(gòu)建已進(jìn)行虛焊缺陷標(biāo)記的已標(biāo)記焊點(diǎn)樣本數(shù)據(jù)集和未進(jìn)行虛焊缺陷標(biāo)記的未標(biāo)記焊點(diǎn)樣本數(shù)據(jù)集；

4、步驟2：對(duì)已標(biāo)記焊點(diǎn)樣本數(shù)據(jù)集和未標(biāo)記焊點(diǎn)樣本數(shù)據(jù)集中的每個(gè)焊點(diǎn)圖片樣本進(jìn)行特征提取；其中，提取的特征包括焊點(diǎn)的高度、體積和表面質(zhì)量評(píng)分；

5、步驟3：基于已標(biāo)記焊點(diǎn)樣本數(shù)據(jù)集的特征，利用有監(jiān)督學(xué)習(xí)算法對(duì)預(yù)設(shè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，得到初始焊點(diǎn)虛焊檢測(cè)模型；

6、步驟4：基于未標(biāo)記焊點(diǎn)樣本數(shù)據(jù)集的特征，利用所述初始焊點(diǎn)虛焊檢測(cè)模型進(jìn)行檢測(cè)，得到未標(biāo)記焊點(diǎn)樣本數(shù)據(jù)集中每個(gè)焊點(diǎn)圖片樣本的標(biāo)簽，并組成新的已標(biāo)記焊點(diǎn)樣本數(shù)據(jù)集；

7、步驟5：利用新的已標(biāo)記焊點(diǎn)樣本數(shù)據(jù)集對(duì)所述初始焊點(diǎn)虛焊檢測(cè)模型再次進(jìn)行訓(xùn)練，得到最終的焊點(diǎn)虛焊檢測(cè)模型；

8、步驟6：將待檢測(cè)焊點(diǎn)圖片對(duì)應(yīng)的特征輸入至最終的焊點(diǎn)虛焊檢測(cè)模型，得到檢測(cè)結(jié)果。

9、進(jìn)一步地，步驟1中，所述已標(biāo)記焊點(diǎn)樣本數(shù)據(jù)集或所述未標(biāo)記焊點(diǎn)樣本數(shù)據(jù)集中的每個(gè)焊點(diǎn)圖片樣本均包括至少三個(gè)子樣本圖像；所述至少三個(gè)子樣本圖像是采用均勻分布在pcb樣本周?chē)闹辽偃齻€(gè)圖像采集設(shè)備進(jìn)行采集得到的。

10、進(jìn)一步地，步驟2中，對(duì)每個(gè)焊點(diǎn)圖片樣本進(jìn)行特征提取，具體包括：

11、利用所述焊點(diǎn)圖片樣本包含的至少三個(gè)子樣本圖像進(jìn)行三維重建，得到pcb樣本的三維模型，基于所述pcb的三維模型和圖像采集設(shè)備的標(biāo)定參數(shù)，提取得到焊點(diǎn)的高度和體積；

12、利用焊點(diǎn)的高度和體積與表面質(zhì)量評(píng)分之間的預(yù)設(shè)關(guān)系，提取得到所述焊點(diǎn)圖片樣本對(duì)應(yīng)的表面質(zhì)量評(píng)分。

13、進(jìn)一步地，還包括：利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法學(xué)習(xí)得到焊點(diǎn)的高度和體積與表面質(zhì)量評(píng)分之間的預(yù)設(shè)關(guān)系。

14、進(jìn)一步地，步驟3中還包括：對(duì)已標(biāo)記焊點(diǎn)樣本數(shù)據(jù)集的特征進(jìn)行歸一化處理；對(duì)應(yīng)地，基于已標(biāo)記焊點(diǎn)樣本數(shù)據(jù)集的歸一化處理后的特征，利用有監(jiān)督學(xué)習(xí)算法對(duì)預(yù)設(shè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，得到初始焊點(diǎn)虛焊檢測(cè)模型；

15、進(jìn)一步地，所述歸一化處理包括：

16、分別選取高度的理想值hi和體積的理想值vi；根據(jù)選取的理想值，分別按照下式對(duì)提取到的原始高度h和原始體積v進(jìn)行歸一化，得到歸一化處理后的高度△hnorm和體積△vnorm：

17、

18、以及，按照下式對(duì)提取到的原始表面質(zhì)量評(píng)分s進(jìn)行歸一化，得到歸一化處理后的表面質(zhì)量評(píng)分△snorm：

19、△snorm＝(1-s)。

20、進(jìn)一步地，在步驟2之前，還包括：對(duì)已標(biāo)記焊點(diǎn)樣本數(shù)據(jù)集和未標(biāo)記焊點(diǎn)樣本數(shù)據(jù)集進(jìn)行預(yù)處理；所述預(yù)處理包括：灰度化、均衡化、標(biāo)準(zhǔn)化、歸一化、圖像去噪、圖像增強(qiáng)、二值化和形態(tài)學(xué)處理中的一種或多種操作。

21、第二方面，本發(fā)明提供一種基于半監(jiān)督學(xué)習(xí)的焊點(diǎn)虛焊檢測(cè)系統(tǒng)，包括：

22、數(shù)據(jù)集構(gòu)建模塊，用于構(gòu)建已進(jìn)行虛焊缺陷標(biāo)記的已標(biāo)記焊點(diǎn)樣本數(shù)據(jù)集和未進(jìn)行虛焊缺陷標(biāo)記的未標(biāo)記焊點(diǎn)樣本數(shù)據(jù)集；

23、特征提取模塊，用于對(duì)已標(biāo)記焊點(diǎn)樣本數(shù)據(jù)集和未標(biāo)記焊點(diǎn)樣本數(shù)據(jù)集中的每個(gè)焊點(diǎn)圖片樣本進(jìn)行特征提取；其中，提取的特征包括焊點(diǎn)的高度、體積和表面質(zhì)量評(píng)分；

24、有監(jiān)督學(xué)習(xí)模塊，用于基于已標(biāo)記焊點(diǎn)樣本數(shù)據(jù)集的特征，利用有監(jiān)督學(xué)習(xí)算法對(duì)預(yù)設(shè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，得到初始焊點(diǎn)虛焊檢測(cè)模型；

25、半監(jiān)督學(xué)習(xí)模塊，用于基于未標(biāo)記焊點(diǎn)樣本數(shù)據(jù)集的特征，利用所述初始焊點(diǎn)虛焊檢測(cè)模型進(jìn)行檢測(cè)，得到未標(biāo)記焊點(diǎn)樣本數(shù)據(jù)集中每個(gè)焊點(diǎn)圖片樣本的標(biāo)簽，并組成新的已標(biāo)記焊點(diǎn)樣本數(shù)據(jù)集；以及用于利用新的已標(biāo)記焊點(diǎn)樣本數(shù)據(jù)集對(duì)所述初始焊點(diǎn)虛焊檢測(cè)模型再次進(jìn)行訓(xùn)練，得到最終的焊點(diǎn)虛焊檢測(cè)模型；

26、檢測(cè)模塊，用于將待檢測(cè)焊點(diǎn)圖片對(duì)應(yīng)的特征輸入至最終的焊點(diǎn)虛焊檢測(cè)模型，得到檢測(cè)結(jié)果。

27、第三方面，本發(fā)明提供一種電子設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器上并可在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如第一方面所述的方法。

28、第四方面，本發(fā)明提供一種非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如第一方面所述的方法。

29、本發(fā)明的有益效果：

30、本發(fā)明通過(guò)將有監(jiān)督學(xué)習(xí)和半監(jiān)督學(xué)習(xí)結(jié)合，在無(wú)需對(duì)焊點(diǎn)圖片樣本進(jìn)行大量人工標(biāo)注的情況下，提高了pcb板焊點(diǎn)虛焊檢測(cè)的效率和準(zhǔn)確率，大大降低了人工檢測(cè)出錯(cuò)的風(fēng)險(xiǎn)，確保了產(chǎn)品質(zhì)量的一致性。此外，本發(fā)明提供的相關(guān)設(shè)備具有智能化和自動(dòng)化的特點(diǎn)，可以將其與生產(chǎn)線上的其他設(shè)備進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，提高pcb產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

技術(shù)特征：

1.一種基于半監(jiān)督學(xué)習(xí)的焊點(diǎn)虛焊檢測(cè)方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于半監(jiān)督學(xué)習(xí)的焊點(diǎn)虛焊檢測(cè)方法，其特征在于，步驟1中，所述已標(biāo)記焊點(diǎn)樣本數(shù)據(jù)集或所述未標(biāo)記焊點(diǎn)樣本數(shù)據(jù)集中的每個(gè)焊點(diǎn)圖片樣本均包括至少三個(gè)子樣本圖像；所述至少三個(gè)子樣本圖像是采用均勻分布在pcb樣本周?chē)闹辽偃齻€(gè)圖像采集設(shè)備進(jìn)行采集得到的。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于半監(jiān)督學(xué)習(xí)的焊點(diǎn)虛焊檢測(cè)方法，其特征在于，步驟2中，對(duì)每個(gè)焊點(diǎn)圖片樣本進(jìn)行特征提取，具體包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于半監(jiān)督學(xué)習(xí)的焊點(diǎn)虛焊檢測(cè)方法，其特征在于，還包括：利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法學(xué)習(xí)得到焊點(diǎn)的高度和體積與表面質(zhì)量評(píng)分之間的預(yù)設(shè)關(guān)系。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于半監(jiān)督學(xué)習(xí)的焊點(diǎn)虛焊檢測(cè)方法，其特征在于，步驟3中還包括：對(duì)已標(biāo)記焊點(diǎn)樣本數(shù)據(jù)集的特征進(jìn)行歸一化處理；對(duì)應(yīng)地，基于已標(biāo)記焊點(diǎn)樣本數(shù)據(jù)集的歸一化處理后的特征，利用有監(jiān)督學(xué)習(xí)算法對(duì)預(yù)設(shè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，得到初始焊點(diǎn)虛焊檢測(cè)模型。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于半監(jiān)督學(xué)習(xí)的焊點(diǎn)虛焊檢測(cè)方法，其特征在于，所述歸一化處理包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于半監(jiān)督學(xué)習(xí)的焊點(diǎn)虛焊檢測(cè)方法，其特征在于，在步驟2之前，還包括：對(duì)已標(biāo)記焊點(diǎn)樣本數(shù)據(jù)集和未標(biāo)記焊點(diǎn)樣本數(shù)據(jù)集進(jìn)行預(yù)處理；所述預(yù)處理包括：灰度化、均衡化、標(biāo)準(zhǔn)化、歸一化、圖像去噪、圖像增強(qiáng)、二值化和形態(tài)學(xué)處理中的一種或多種操作。

8.一種基于半監(jiān)督學(xué)習(xí)的焊點(diǎn)虛焊檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括：

9.一種電子設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器上并可在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的方法。

10.一種非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種基于半監(jiān)督學(xué)習(xí)的焊點(diǎn)虛焊檢測(cè)方法及相關(guān)設(shè)備。該方法包括：構(gòu)建已進(jìn)行虛焊缺陷標(biāo)記的已標(biāo)記焊點(diǎn)樣本數(shù)據(jù)集和未進(jìn)行虛焊缺陷標(biāo)記的未標(biāo)記焊點(diǎn)樣本數(shù)據(jù)集；對(duì)兩個(gè)數(shù)據(jù)集的每個(gè)焊點(diǎn)圖片樣本進(jìn)行特征提??；基于已標(biāo)記焊點(diǎn)樣本數(shù)據(jù)集的特征，利用有監(jiān)督學(xué)習(xí)算法對(duì)預(yù)設(shè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，得到初始焊點(diǎn)虛焊檢測(cè)模型；利用初始焊點(diǎn)虛焊檢測(cè)模型對(duì)未標(biāo)記焊點(diǎn)樣本數(shù)據(jù)集進(jìn)行檢測(cè)，得到該數(shù)據(jù)集中每個(gè)焊點(diǎn)圖片樣本的標(biāo)簽，并組成新的已標(biāo)記焊點(diǎn)樣本數(shù)據(jù)集；利用新的已標(biāo)記焊點(diǎn)樣本數(shù)據(jù)集對(duì)初始焊點(diǎn)虛焊檢測(cè)模型再次進(jìn)行訓(xùn)練，得到最終的焊點(diǎn)虛焊檢測(cè)模型；將待檢測(cè)焊點(diǎn)圖片對(duì)應(yīng)的特征輸入至最終的焊點(diǎn)虛焊檢測(cè)模型，得到檢測(cè)結(jié)果。

技術(shù)研發(fā)人員：張彥波,賈琪,劉博文,王夢(mèng)君,王海洋,任可,蔣城,王子靖,李明雋,唐賢濤,郭陽(yáng)晨,韓杰明
受保護(hù)的技術(shù)使用者：河南大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9