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基于遗传算法的PCB板元件检测[电路与系统专业优秀论文]

上传者：顾心聪
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上传时间：2015-05-08
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基于遗传算法的PCB板元件检测[电路与系统专业优秀论文]



基于遗传算法的ＰＣＢ板元件检测 摘要
摘要
随着ＰＣＢ板制造工艺的发展，电路板上焊接的各种器件越来越多，发生焊
接错误的概率也越来越高。如果在检验过程中不能将这些问题找出来，势必在
ＰＣＢ板调试和应用过程中留下安全隐患。目前主要使用两种方法来检测ＰＣＢ板
上元件安装质量，一是采用人工检测的方法；二是采用计算机视觉检测技术。
本文针对目前检测方法中的一些不足，提出了一种新的检测方法，即通过图
像模板匹配法逐个检测ＰＣＢ板上元器件，详细描述了ＰＣＢ板元器件检测的基本
原理，并使用基于ＦＰＡＧ硬件平台的代间差分遗传算法对图像搜索匹配过程进行
优化，显著降低了系统的成本以及设计复杂度，同时也为遗传算法的实对应用开
辟了新的思路和方法。
本文首先介绍了一般遗传算法的设计方法。然后介绍了ＰＣＢ板元器件检测
的基本原理，并采用图像模板匹配算法检测ＰＣＢ板上应焊接某一阻值电阻的区
域是否焊接了其他阻值的电阻或者发生漏焊。接着采用简单遗传算法（ＳＧＡ）对
图像搜索匹配过程进行优化。针对简单遗传算法（ＳＧＡ）本身固有的缺陷，提出
利用代间差分遗传算法进～步优化其搜索匹配速度，给出了算法实现的全过程，
并验证了代间差分遗传算法可以有效优化图像匹配搜索过程，加快检测的速度。
鉴于用软件实现代间差分遗传算法对检测过程进行优化，存在检测速度相对
较慢，不能满足实时检测的要求，采用 传统的ＰＣ机作为实现平台，成本昂贵，
系统设计复杂，无法发挥遗传算法并行性的特点等问题。本文以ＦＰＧＡ为硬件平
台实现代间差分遗传算法（ＩＤＧＡ），详细介绍了硬件实现流程，同样对图像搜索
匹配过程进行优化，详细描述了系统结构框图以及设计流程，并将实验结果与采
用软件实现的实验结果相比较，验证了采用ＦＰＧＡ为硬件平台实现代间差分遗传
算法（ＩＤＧＡ），其检测速度和实时性大大优于软件实现方法，完全发挥了遗传算
法的并行性，加快了检测的速度，实现了实时性的要求。
关键词：ＰＣＢ板元件，遗传算法，ＦＰＧＡ

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