[发明专利]一种RFID天线的外观缺陷检测系统及其方法

说明书

技术领域

本发明属于RFID制造领域，更具体地，涉及一种RFID天线的外观缺陷检测系统及其方法。

背景技术

视频识别也即RFID技术，又称为电子标签，是通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据的通信技术。它的基本组成部分包括标签、阅读器和天线，其中标签由耦合元件及芯片组成，每个标签对应唯一的电子编码并附着在物体上用于标示目标对象；阅读器用于读写或写入标签信息，而天线用于在标签与阅读器之间传递射频信号。由于RFID技术无须在识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触，并具备高速识别、抗恶劣环境和保密性强等优点，因此在物流、仓储管理、医疗和身份识别、食品加工，以及工业制造过程的生产数据实时监控及质量追踪等多个领域获得了广泛的应用。

在RFID设备中，天线作为主要的能量传输功能层，是按照射频识别所要求的功能而设计的电子线路，其通过蚀刻、烫印或导电油墨印刷等方式将导电银浆或导电碳浆布置在PVC、PC或PET天线基板上，并与面层、保护层和底层等封装而成。天线的布线图案的加工质量直接影响到标签与阅读器之间能否最大程度地传递信号，甚至会影响到RFID设备的正常工作运行。

然而，目前高精度的天线图案检测设备在国内外均属空白，现有技术中大部分都是由人工（人眼直接观察天线基板印刷情况）或半人工（人眼通过摄像机屏幕观察天线基板印刷情况）来执行指令检测，这样不仅效率低、成本高，而且检测结论的精确性和一致性难以得到保证，并极大限制了RFID天线标签生产行业的发展。相应地，在相关领域中存在对RFID天线的质量检测方式作出进一步改进的技术需求。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或技术需求，本发明的目的在于提供一种RFID天线的外观缺陷检测系统及其方法，其通过以结构紧凑、便于操作的方式来对RFID天线的线宽、断线/粘连以及毛刺/印刷污染等重点因素进行质量检测，能够高效率、高准确性地获知RFID天线的质量检测结果，并便于实时反馈和质量控制，因而尤其适用于工业化RFID的加工制造过程。

按照本发明的一个方面，提供了一种RFID天线的外观缺陷检测系统，其特征在于，该外观缺陷检测系统包括摄像装置、三自由度移动模组、条形光源、背光光源和视觉检测装置，其中：

所述摄像装置安装在可沿着X轴、Y轴和Z轴三个方向来回移动的三自由度移动模组上，并处于待检测的RFID天线的上方，用于在其视野范围内拍摄天线的图像；

所述条形光源对称设置在摄像装置的两侧，所述背光光源设置在待检测的RFID天线的下方，由此根据RFID天线基板的不同而选择性开启与摄像装置相配合，以便执行对天线的拍摄操作；

所述视觉检测装置包括标定单元、图像获取单元、边缘检测单元、线宽测量单元和连通域分析单元，其中标定单元用于对摄像装置所要拍摄的图像建立像素坐标，并将像素坐标转换成同一世界坐标系下的坐标值；所述图像获取单元用于采集摄像装置所拍摄的天线图像；所述边缘检测单元用于对所采集的整体图像执行边缘检测，并获取该图像中的RFID天线数量及其各自所对应的长、宽和中心点坐标值信息；所述线宽测量单元用于对所采集图像中的各个天线设定兴趣区域，并分别测量该区域内的平均线宽与标准天线的线宽作比较；所述连通域分析单元用于从所采集图像中获取各个天线的单独图像，并执行二值化处理及blob分析以获得有关图案断线和/或粘连的检测结果，或是将各个天线的图像与标准天线图像匹配相减后再执行二值化处理及blob分析，由此获得有关毛刺和/或印刷污染的检测结果。

作为进一步优选地，所述视觉检测装置还包括显示单元，用于显示外观缺陷检测过程中的中间及最终检测结果。

作为进一步优选地，所述摄像装置为工业CCD相机。

按照本发明的另一方面，还提供了相应的检测方法，其特征在于，该检测方法包括下列步骤：

（a）在采用摄像装置摄取待检测的RFID天线图像之前，执行摄像装置的预标定步骤；

（b）通过操作三自由度移动模组来使摄像装置到达所需位置，并通过其与条形光源或背光光源之间的配合，对待检测的一个或多个RFID天线拍摄其图像；

（c）采集所拍摄的图像，并对其执行边缘检测，然后将符合检测条件也即边缘检测长度与标准天线相符的边缘中心点定为待检测天线的中心点，统计符合检测条件的边缘中心点个数以获得该检测图像内的RFID天线数量，并分别记录各个天线有关长、宽和中心点坐标值等信息；