[发明专利]一种基于FPGA平台的自动光学检测系统

说明书

技术领域

本发明涉及自动光学检测技术领域，具体涉及一种基于FPGA平台的自动光学检测系统。

背景技术

AOI自动光学检测，涉及到光学系统、机构控制系统、点屏控制系统、软体控制系统、图像处理系统等。如图1所示，传统AOI设备基于PC机方式，PC多，协调困难，系统稳定性差，扩展不方便，难以用于大尺寸模组检测；并且各TFT-LCD AOI自动光学检测设备厂商仅在一两个领域有技术积累和研发能力，基本上不能完全覆盖全部领域，只能通过102-3家的产品组合在一起搭建成一套完整的AOI自动光学测试系统，该设备的总体负责通常为掌握基于机器视觉图像处理算法的单位。因此，他们均采用的是基于计算机网络的分散控制方案，利用局域网将各设备单元简单集成在一起，如为了满足产线检测TT(Tact Time，每片面板检测的总时间)，均采用多台计算机阵列分担负荷进行运算处理，数量一般都会达到10多台。因此，这种简单的系统集成方案不仅系统复杂、成本高，而且稳定性差、效率低，实际达不到预期效果，且几乎不具备可扩展性，已越来越不受面板生产厂商的青睐。

具体的，如图2所示，现有技术中PG信号与图像采集处理单元是两个不同系统方案，需要有另外的主控单元，协同控制PG信号与图像采集处理单元，这样带来整体系统效率下降；如图3所示，图像采集卡，每张图像采集卡只能连接1路相机，目前大部分图像采集卡，使用PCIE接口方式与PC通信，这样一台PC能同时支持的采集卡数量有限，会使用大量的图像采集卡及增加PC的数量，不同的PC之间通过主控PC协调与控制，复杂度、系统稳定性都较难与收敛；AOI检测设备方案，PG信号与AOI检测系统是两个独立的系统单元，需要总控制单元协调控制PG信号生成、信号切换、AOI检测系统图像采集与处理。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种能减少PC使用，且支持多相机，并实现PG信号、图像采集、机构控制一体化的基于FPGA平台的自动光学检测系统。

本发明的技术方案是：一种基于FPGA平台的自动光学检测系统，包括FPGA平台、PC端、用于连接模组的信号扩展单元、用于连接光源的IO控制单元以及用于对待测屏幕进行取像的相机组，所述FPGA平台具有与PC端连接的第一通信接口，与信号扩展单元连接的第二通信接口，与IO控制单元连接的第三通信接口和与相机连接的第四通信接口；

所述第一通信接口用于接收PC端下发的模组配置参数、点屏画面参数、切图指令、IO控制信号、相机配置参数和一键测试指令，以及向PC端上传图像数据；

所述第二通信接口用于向信号扩展单元发送模组配置参数和点屏画面参数；

所述第三通信接口用于向IO控制单元发送IO控制信号；

所述第四通信接口用于向相机发送相机配置参数和一键测试指令，以及接收相机获取的图像数据。

较为优选的，所述FPGA平台具有多个mini SAS标准口和光口，所述mini SAS标准口用于连接PCIE转接卡、CL图像采集卡、GE图像采集卡中的一种或多种，所述光口用于连接光纤。

较为优选的，所述FPGA平台包括图像采集单元，所述图像采集单元具有多个Camera Link接口和/或GE接口，所述相机组包括大相机、小相机和线扫相机，所述Camera Link接口用于连接大相机以及线扫相机，所述GE接口用于连接小相机，所述大相机为分辨率大于6576*4384的相机，所述小相机为分辨率小于6576*4384的相机。

较为优选的，所述FPGA平台还包括核心处理单元，所述核心处理单元用于接收PC端下发的模组配置参数、点屏画面参数、切图指令、IO控制信号、相机配置参数和一键测试指令，根据所述模组配置参数和点屏画面参数对待测模组进行配置，根据接收到的切图指令控制模组切换点屏画面，根据IO控制信号控制光源关断，根据相机配置参数对相机进行参数配置、根据一键测试指令控制相机组取图，接收相机组发送的图像数据并进行存储，以及将所述图像数据上传至PC端。

较为优选的，所述核心处理单元通过PCIE接口与PC端连接，通过HDMI接口与信号扩展单元连接。

较为优选的，所述图像采集单元包括Camera link协议解析模块或Gige Vision协议解析模块、数据封包模块、数据发送传输模块和相机配置模块；

所述Camera link协议解析模块和Gige Vision协议解析模块用于实现相机配置参数的接收、解析和发送；