[發(fā)明專利]一種分層并行計(jì)算的芯片管腳在線視覺檢測系統(tǒng)及其方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710995093.X
• 申請日: 2017-10-23
• 公開（公告）號(hào): CN107767372B
• 公開（公告）日: 2020-03-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州茂特斯自動(dòng)化設(shè)備有限公司
• 主分類號(hào): G06T7/00
• 分類號(hào): G06T7/00;G06T7/13;G06T5/00
• 代理公司: 上海申新律師事務(wù)所 31272
• 代理人: 閔東

1.一種分層并行計(jì)算的芯片管腳在線視覺檢測系統(tǒng)，其特征在于：分為底層處理平臺(tái)和上層處理平臺(tái)兩個(gè)部分；

所述底層處理平臺(tái)由FPGA實(shí)現(xiàn)，負(fù)責(zé)芯片圖像數(shù)據(jù)的讀入，芯片圖像的預(yù)處理，對存在缺陷的芯片進(jìn)行剔除，以及將定位好的芯片管腳圖像傳輸給所述上層處理平臺(tái)；

所述的芯片圖像的預(yù)處理的具體內(nèi)容為：

首先對芯片圖像進(jìn)行中值濾波，以平滑掉各種奇異突變；然后利用邊緣沿檢測算法對芯片管腳邊緣進(jìn)行提取，在芯片管腳定位出來以后，如果發(fā)現(xiàn)不是均勻分布，則說明該芯片存在缺陷，需要剔除；如果發(fā)現(xiàn)是均勻分布的，則說明該芯片沒有存在缺陷，可將定位好的芯片管腳圖像傳輸給所述上層處理平臺(tái)，進(jìn)行缺陷計(jì)算；

所述上層處理平臺(tái)由CPU+GPU的架構(gòu)實(shí)現(xiàn)，其中，GPU采用GPU的并行計(jì)算體系，負(fù)責(zé)對提取的芯片管腳圖像進(jìn)行缺陷計(jì)算；CPU負(fù)責(zé)芯片圖像及其數(shù)據(jù)的傳輸，芯片缺陷計(jì)算的控制以及芯片管腳檢測結(jié)果的存儲(chǔ)；

所述的缺陷計(jì)算的具體內(nèi)容為：

采用亞像素定位算法，首先測算芯片管腳邊緣中心點(diǎn)的位置，并根據(jù)這些中心點(diǎn)的位置計(jì)算出包括管腳寬度、管腳間距、管腳共面度、長度偏差在內(nèi)的所需的計(jì)算結(jié)果，然后利用側(cè)視圖得到棧高，由此計(jì)算棧高分布狀態(tài)，表征共面度的特性。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分層并行計(jì)算的芯片管腳在線視覺檢測系統(tǒng)，其特征在于：所述的缺陷計(jì)算的計(jì)算過程包括如下幾方面：每個(gè)管腳連通域的搜索確定，基于一維灰度矩的亞像素邊緣定位，以及利用所述亞像素邊緣定位的精確定位值的封裝管腳參數(shù)計(jì)算。

3.一種分層并行計(jì)算的芯片管腳在線視覺檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1）采用CCD相機(jī)對位于傳送帶上的芯片進(jìn)行逐一拍照，并將拍攝到的芯片圖像傳輸給由FPGA實(shí)現(xiàn)的底層處理平臺(tái)；

步驟2）所述底層處理平臺(tái)在讀入芯片圖像后，對芯片圖像進(jìn)行預(yù)處理，包括通過濾波以平滑掉芯片圖像中各種奇異突變，以及利用邊緣沿檢測算法對芯片管腳邊緣進(jìn)行提取；

步驟3）在芯片管腳定位出來后，若發(fā)現(xiàn)不是均勻分布，則說明該芯片存在缺陷，所述底層處理平臺(tái)立即將其剔除；若發(fā)現(xiàn)是均勻分布的，則說明該芯片沒有存在缺陷，所述底層處理平臺(tái)將定位好的芯片管腳圖像通過CPU傳輸給由CPU+GPU的架構(gòu)實(shí)現(xiàn)的上層處理平臺(tái)，進(jìn)行缺陷計(jì)算；

步驟4）在收到提取到的芯片管腳圖像后，所述上層處理平臺(tái)中的GPU采用亞像素定位算法，首先測算芯片管腳邊緣中心點(diǎn)的位置，并根據(jù)這些中心點(diǎn)的位置計(jì)算出包括管腳寬度、管腳間距、管腳共面度、長度偏差在內(nèi)的所需的計(jì)算結(jié)果，利用側(cè)視圖得到棧高，由此計(jì)算棧高分布狀態(tài)，表征共面度的特性，得出最終計(jì)算結(jié)果；

步驟5）所述上層處理平臺(tái)通過CPU輸出最終計(jì)算結(jié)果，并保存至硬盤；

步驟6）在檢測到不良芯片后，本系統(tǒng)可根據(jù)自動(dòng)對應(yīng)系統(tǒng)提供的光電信號(hào)計(jì)數(shù)獲得不良芯片的位置并加以排除。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的分層并行計(jì)算的芯片管腳在線視覺檢測方法，其特征在于：步驟2）中，所述濾波的方法采用中值濾波，并采用3×3鄰域窗口的計(jì)算方式。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的分層并行計(jì)算的芯片管腳在線視覺檢測方法，其特征在于：步驟2）中，所述邊緣沿檢測算法采用Sobel算法，畫面每秒傳輸幀數(shù)能達(dá)到500fps。