[发明专利]一种基于CPU+GPU+FPGA架构的自动光学检测系统

说明书

本发明公开了一种基于CPU+GPU+FPGA架构的自动光学检测系统。它包括图像存储单元、图像计算单元和图像采集单元，所述图像存储单元具有第一通信接口和第二通信接口，所述图像计算单元具有第一光纤接口、第二光纤接口、第三光纤接口和第四光纤接口，所述图像采集单元具有第三通信接口和相机接口；所述图像计算单元通过第一光纤接口接收图像存储单元发送的配置参数及测试命令、向图像存储单元发送测试结果，通过第二光纤接口接收图像采集单元的数据、向图像采集单元发送配置参数及测试命令，通过第三光纤接口控制点屏信号生成，通过第四光纤接口控制IO光源。本发明具有结构简单、成本低、稳定性好，协调能力好，计算处理能力强等优点。

技术领域

本发明属于自动光学检测技术领域，具体涉及一种基于CPU+GPU+FPGA架构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。传统AOI设备基于图像采集卡+PC机的方式，采集卡、PC多，成本高、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2-3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，每片检测的节拍时间)，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。

现有技术中点屏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，协同控制点屏信号与图像采集处理单元，这样带来整体系统效率下降；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、系统稳定性都较难以控制，且各PC图像计算处理能力都较差；同时现有AOI检测设备方案，点屏信号、光源与AOI检测系统之间均是独立的系统单元，需要总控制单元协调控制点屏信号生成、光源、AOI检测系统图像采集与处理，控制过程复杂，节拍时间长。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述背景技术存在的不足，提供一种能够支持多相机，并实现点屏信号生成、光源控制、图像采集、图像计算处理一体化的基于CPU+GPU+FPGA架构的自动光学检测系统。

本发明采用的技术方案是：一种基于CPU+GPU+FPGA架构的自动光学检测系统，包括图像存储单元、图像计算单元和图像采集单元，所述图像存储单元具有第一通信接口和第二通信接口，所述图像计算单元具有第一光纤接口、第二光纤接口、第三光纤接口和第四光纤接口，所述图像采集单元具有第三通信接口和相机接口；

所述图像存储单元通过第一通信接口向图像计算单元下发配置参数和测试命令、接收图像计算单元发送的测试结果，通过第二通信接口接收采集单元的数据；

所述图像计算单元通过第一光纤接口接收图像存储单元发送的配置参数及测试命令、向图像存储单元发送测试结果，通过第二光纤接口接收图像采集单元的数据、向图像采集单元发送配置参数及测试命令，通过第三光纤接口控制点屏信号生成，通过第四光纤接口控制IO光源；

所述图像采集单元通过第三通信接口输出图像数据、接收配置参数及测试命令，通过相机接口接收相机数据、向相机发送配置参数和测试命令。

进一步地，所述图像存储单元包括

主控PC，用于通过人机交互进行参数配置、输出配置参数及测试命令，用于接收FPGA存储平台的测试结果并上报；