基于FPGA的锡膏印刷质量检验系统设计

摘要

在自动光学检测领域,大都是通过光学组件构件,运用PC-Base技术,开发软件来实现各种设备的检测功能。随着应用领域对相机精度要求的提高,数据量剧增,软件的顺序处理架构特性导致数据处理压力与日俱增。特别对于多相机处理系统,PC端数据处理速度和效率的瓶颈将更加突出。
　　 本课题就自动光学检测设备速度与精度的瓶颈问题,提出一种全新的自动光学检测架构,将目标检测分为相机端FPGA处理和PC端复检的两级处理。这种架构将部分图像处理软件工作移转到硬件层进行分摊,将初级图像处理和大量占资源的工作通过硬件来完成,以加快处理速度。该课题的研究,解决了传统AOI检测架构中相机与PC数据传输量大,PC端的工作负荷重,检测速度慢的问题。
　　 通过锡膏印刷质量检测的实例,介绍了相机端使用模组内主控芯片FPGA及内嵌DSP对锡膏印刷质量进行检测的方法,并对相机自动检测流程各个阶段进行了论述。实验结果表明,设计系统性能指标达到了应用要求。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 课题背景

1.2 锡膏检测AOI国内外研究现状

1.3 论文结构安排

第二章 锡膏检测AOI系统设计基础

2.1 锡膏检测AOI的阵列影像架构

2.2 锡膏检测AOI的成像系统

2.3 锡膏检测AOI系统中的FPGA

2.4 锡膏检测AOI系统中的DSP

2.5 锡膏检测AOI系统中的颜色模型

2.6 本章小结

第三章 锡膏检测AOI系统总体设计

3.1 锡膏检测AOI的组成及工作原理

3.1.1 锡膏检测AOI的组成

3.1.2 锡膏检测AOI的工作原理

3.1.3 锡膏印刷质量的判定依据

3.2 检测流程设计

3.2.1 锡膏检测AOI自动检测流程

3.2.2 相机检测流程

3.3 本章小结

第四章 锡膏检测AOI系统实现

4.1 图像获取

4.1.1 CMOS图像传感器驱动

4.1.2 影像数据的采样及同步问题处理

4.2 图像预处理

4.2.1 颜色插值

4.2.2 色彩压缩

4.3 图像存储

4.4 图像压缩

4.4.1 传输速度分析

4.4.2 图像压缩原理

4.4.3 DSP程序实现

4.5 目标检测

4.5.1 图像分割

4.5.2 目标追踪

4.5.3 目标信息统计

4.5.4 NG判断及分类

4.6 NG信息存储

4.7 本章小结

第五章 系统测试与结果分析

5.1 测试环境及方法

5.1.1 测试环境

5.1.2 测试方法

5.2 测试结果及分析

5.2.1 检测时间对比

5.2.2 检测精度对比

5.3 结论

第六章 结束语

6.1 全文总结

6.2 下一步工作展望

致谢

参考文献

研究成果