[發(fā)明專利]一種基于CPU+GPU+FPGA架構(gòu)的自動光學檢測系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2017-10-31
• 公開（公告）號: CN107817216B
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 沈亞非;歐昌東;鄧標華;汪舟;梅林海;董文忠;唐文天;李波
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢精測電子集團股份有限公司
• 主分類號: G01N21/01
• 分類號: G01N21/01;G01N21/95;G05B19/042
• 代理公司: 武漢開元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42104
• 代理人: 黃行軍

本發(fā)明公開了一種基于CPU+GPU+FPGA架構(gòu)的自動光學檢測系統(tǒng)。它包括圖像存儲單元、圖像計算單元和圖像采集單元，所述圖像存儲單元具有第一通信接口和第二通信接口，所述圖像計算單元具有第一光纖接口、第二光纖接口、第三光纖接口和第四光纖接口，所述圖像采集單元具有第三通信接口和相機接口；所述圖像計算單元通過第一光纖接口接收圖像存儲單元發(fā)送的配置參數(shù)及測試命令、向圖像存儲單元發(fā)送測試結(jié)果，通過第二光纖接口接收圖像采集單元的數(shù)據(jù)、向圖像采集單元發(fā)送配置參數(shù)及測試命令，通過第三光纖接口控制點屏信號生成，通過第四光纖接口控制IO光源。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、穩(wěn)定性好，協(xié)調(diào)能力好，計算處理能力強等優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于自動光學檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于CPU+GPU+FPGA架構(gòu)的自動光學檢測系統(tǒng)。

背景技術(shù)

AOI自動光學檢測，涉及到光學系統(tǒng)、機構(gòu)控制系統(tǒng)、點屏控制系統(tǒng)、軟體控制系統(tǒng)、圖像處理系統(tǒng)等。傳統(tǒng)AOI設(shè)備基于圖像采集卡+PC機的方式，采集卡、PC多，成本高、協(xié)調(diào)困難，系統(tǒng)穩(wěn)定性差，擴展不方便，難以用于大尺寸模組檢測；并且各TFT-LCD AOI自動光學檢測設(shè)備廠商僅在一兩個領(lǐng)域有技術(shù)積累和研發(fā)能力，基本上不能完全覆蓋全部領(lǐng)域，只能通過2-3家的產(chǎn)品組合在一起搭建成一套完整的AOI自動光學測試系統(tǒng)，該設(shè)備的總體負責通常為掌握基于機器視覺圖像處理算法的單位。因此，他們均采用的是基于計算機網(wǎng)絡的分散控制方案，利用局域網(wǎng)將各設(shè)備單元簡單集成在一起，如為了滿足產(chǎn)線檢測TT(Tact Time，每片檢測的節(jié)拍時間)，均采用多臺計算機陣列分擔負荷進行運算處理，數(shù)量一般都會達到10多臺。因此，這種簡單的系統(tǒng)集成方案不僅系統(tǒng)復雜、成本高，而且穩(wěn)定性差、效率低，實際達不到預期效果，且?guī)缀醪痪邆淇蓴U展性，已越來越不受面板生產(chǎn)廠商的青睞。

現(xiàn)有技術(shù)中點屏信號與圖像采集處理單元是兩個不同系統(tǒng)方案，需要有另外的主控單元，協(xié)同控制點屏信號與圖像采集處理單元，這樣帶來整體系統(tǒng)效率下降；每張圖像采集卡只能連接1路相機，目前大部分圖像采集卡，使用PCIE接口方式與PC通信，這樣一臺PC能同時支持的采集卡數(shù)量有限，會使用大量的圖像采集卡及增加PC的數(shù)量，不同的PC之間通過主控PC協(xié)調(diào)與控制，復雜度、系統(tǒng)穩(wěn)定性都較難以控制，且各PC圖像計算處理能力都較差；同時現(xiàn)有AOI檢測設(shè)備方案，點屏信號、光源與AOI檢測系統(tǒng)之間均是獨立的系統(tǒng)單元，需要總控制單元協(xié)調(diào)控制點屏信號生成、光源、AOI檢測系統(tǒng)圖像采集與處理，控制過程復雜，節(jié)拍時間長。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了解決上述背景技術(shù)存在的不足，提供一種能夠支持多相機，并實現(xiàn)點屏信號生成、光源控制、圖像采集、圖像計算處理一體化的基于CPU+GPU+FPGA架構(gòu)的自動光學檢測系統(tǒng)。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種基于CPU+GPU+FPGA架構(gòu)的自動光學檢測系統(tǒng)，包括圖像存儲單元、圖像計算單元和圖像采集單元，所述圖像存儲單元具有第一通信接口和第二通信接口，所述圖像計算單元具有第一光纖接口、第二光纖接口、第三光纖接口和第四光纖接口，所述圖像采集單元具有第三通信接口和相機接口；

所述圖像存儲單元通過第一通信接口向圖像計算單元下發(fā)配置參數(shù)和測試命令、接收圖像計算單元發(fā)送的測試結(jié)果，通過第二通信接口接收采集單元的數(shù)據(jù)；

所述圖像計算單元通過第一光纖接口接收圖像存儲單元發(fā)送的配置參數(shù)及測試命令、向圖像存儲單元發(fā)送測試結(jié)果，通過第二光纖接口接收圖像采集單元的數(shù)據(jù)、向圖像采集單元發(fā)送配置參數(shù)及測試命令，通過第三光纖接口控制點屏信號生成，通過第四光纖接口控制IO光源；

所述圖像采集單元通過第三通信接口輸出圖像數(shù)據(jù)、接收配置參數(shù)及測試命令，通過相機接口接收相機數(shù)據(jù)、向相機發(fā)送配置參數(shù)和測試命令。

進一步地，所述圖像存儲單元包括

主控PC，用于通過人機交互進行參數(shù)配置、輸出配置參數(shù)及測試命令，用于接收FPGA存儲平臺的測試結(jié)果并上報；