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电路板故障红外热像检测关键技术研究

作 者: 崔伟
导 师: 田裕鹏
学 校: 南京航空航天大学
专 业: 测试计量技术及仪器
关键词: 故障检测 印制电路板 红外热像 图像配准 图像融合
分类号: TN215
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
下 载: 81次
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内容摘要


随着现代科学技术的进步和工艺水平的提高,传统接触式印制电路板检测方法已经不能满足日益复杂的各种电子设备故障的检测及维护需要。红外热像检测技术以其非接触、快速、检测结果形象直观等优势得到了广泛应用。电路板故障红外热像检测技术通过比较和分析电路板在正常和故障工作状态下的红外热图像来确定故障元件,是检测和诊断印制电路板故障的新技术,本文对该检测技术中的图像配准图像融合、故障元件识别定位及故障判定等关键技术环节进行了研究。元件识别也称热源辨识,是指在故障检测诊断之前,将PCB热图像信息与各个元件对应起来,即确定每个电路板元件在热图像上的估计区域。本文通过对电路板可见光图像和红外图像融合处理,得到同时具有电路板背景信息和辐射信息的新图像,并将其作为热源辨识的主要依据。电路板的红外图像和可见光图像之间存在着空间位置差异,在对其进行融合前必须进行图像配准,因此本文研究了多种图像配准和融合的方法。对于故障判定,本文重点通过差分热图和序列热图温度变化的分析研究,作为故障判定的依据,并通过检测实验,对两种检测方法进行了分析和比较。最后,本文使用OpenCV库开发了电路板故障红外热像检测分析系统软件。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
图清单  8-9
表清单  9-10
注释表  10-11
第一章 绪论  11-16
  1.1 课题的研究背景及意义  11-12
  1.2 国内外研究发展现状  12-13
  1.3 本文的研究内容  13-15
  1.4 本文的内容安排  15-16
第二章 红外热像检测技术  16-26
  2.1 红外热成像技术  16-21
    2.1.1 红外辐射及其特点  16-17
    2.1.2 红外辐射相关定律  17-18
    2.1.3 红外热成像原理  18-20
    2.1.4 Thermal CAM S65 型红外热像仪  20-21
  2.2 电路板故障红外热像检测技术  21-23
    2.2.1 电路板故障红外热像检测原理  21-22
    2.2.2 电路板红外热像检测技术流程  22
    2.2.3 电路板故障的分类分析  22-23
  2.3 电路板故障红外热像检测的关键技术  23-25
    2.3.1 元器件的识别定位  23-24
    2.3.2 故障元器件的判别分析  24-25
  2.4 本章小结  25-26
第三章 电路板红外成像检测的图像配准与融合  26-48
  3.1 图像配准方法  26-27
  3.2 图像预处理  27-29
    3.2.1 数学形态学  27-28
    3.2.2 形态学梯度  28-29
  3.3 电路板热图像的配准  29-41
    3.3.1 基于傅立叶-梅林的配准方法  29-33
    3.3.2 基于互信息和梯度的配准方法  33-36
    3.3.3 基于图像特征的配准方法  36-40
    3.3.4 方法比较及分析  40-41
  3.4 电路板可见光图像与红外热图的配准  41-43
    3.4.1 电路板可见光图像与红外图像的特点  41-42
    3.4.2 电路板可见光图像与红外图像的配准  42-43
  3.5 电路板图像的融合  43-47
    3.5.1 基于小波变换的图像融合  44-46
    3.5.2 基于alpha 通道的透明融合技术  46-47
  3.6 本章小结  47-48
第四章 电路板故障元器件的判定  48-58
  4.1 元件的温度特征信息  48-50
    4.1.1 标准热图及检测过程的标准化  48-49
    4.1.2 元件温度信息的提取  49-50
  4.2 故障元器件的判定  50-57
    4.2.1 差分热图检测法  50-52
    4.2.2 序列热图检测法  52-54
    4.2.3 检测结果及比较  54-57
  4.3 本章小结  57-58
第五章 电路板故障红外热像检测系统  58-67
  5.1 开发环境及工具  58-59
    5.1.1 OpenCV 介绍  58
    5.1.2 OpenCV 在系统中的使用  58-59
  5.2 电路板红外热像检测软件系统  59-66
    5.2.1 图像处理模块  59-60
    5.2.2 数据库管理模块  60-62
    5.2.3 图像配准及融合模块  62-64
    5.2.4 故障分析模块  64-66
  5.3 本章小结  66-67
第六章 总结与展望  67-68
  6.1 全文总结  67
  6.2 未来研究展望  67-68
参考文献  68-72
致谢  72-73
攻读硕士学位期间发表的学术论文  73

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 光电子技术、激光技术 > 红外技术及仪器 > 红外探测、红外探测器
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