随着LED产能需求的不断扩大,人们越来越关注LED关键设备的研发和改进。LED固晶机是LED封装工序中的关键设备之一,用来对晶圆上的LED晶片进行定位、拾取和固晶。固晶机视觉系统的主要功能是对晶片进行位置识别即对晶片进行定位,其速度和精度直接决定了整个固晶机的性能。本文对LED晶片视觉定位算法进行了深入研究,设计了一种基于形状匹配的LED晶片视觉定位算法。主要工作包括:(1)为了提高定位速度和精度,提出了粗精两级模板匹配的定位策略。首先利用图像金字塔构建多方向分层模板。在粗定位过程中,以模板边缘点与待配图像相应点归一化的灰度梯度向量点积之和为相似度评价函数,从图像金字塔至上而下进行匹配,得到像素级的定位结果。在精定位过程中,以基于Facet模型的亚像素边缘为特征,以粗定位的结果为初值,采用ICP算法和K-D tree,实现亚像素级的精确定位。(2)采用投影分割的方法实现了LED晶片图像的快速分割,将模板与待配图像之间一对多的匹配问题转化为一对一的问题。(3)提出了一种新的基于种子点的匹配搜索方法,有效地提高了粗定位速度。此外,在亚像素边缘提取中,利用正交基变换,推导了加快计算速度的卷积模板,提高了精定位速度。(4)开发了一套LED晶片视觉定位软件。本文针对测试图像和实际图像进行了定位实验,实验结果表明,本文算法在速度和精度两个方面均达到与国外商业软件相当的水平,可部分替代国外商业软件使用。