自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)儀的圖像采集處理系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著電子產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，印刷電路板產(chǎn)業(yè)得到了迅猛發(fā)展。PCB產(chǎn)品向著超薄型、小元件、高密度、細(xì)間距方向快速發(fā)展，其技術(shù)性和復(fù)雜性已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)相當(dāng)高的水平。因此，PCB的生產(chǎn)質(zhì)量要求越來越嚴(yán)格，必須進(jìn)行質(zhì)量控制。目前PCB生產(chǎn)線上有各種各樣的在線檢測(cè)設(shè)備，有的采用光學(xué)方法，有的采用電子方法(即光學(xué)測(cè)試和電測(cè)試兩大類)。自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)儀器利用攝像頭、掃描儀等對(duì)PCB板進(jìn)行掃描，將標(biāo)準(zhǔn)PCB板和被測(cè)PCB板的圖像進(jìn)行比較，可檢查出PCB板上孔

2、之間的位置、孔徑、走線的寬度、線間寬度、電子元件等的缺陷。
　　本文實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)儀的圖像采集處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)成功應(yīng)用于AOI的PCB圖像采集和圖像基本預(yù)處理。并在此基礎(chǔ)上深入研究了基于FPGA的一些復(fù)雜圖像處理算法，并給出了相應(yīng)設(shè)計(jì)及仿真。
　　系統(tǒng)采用接觸式圖像傳感器進(jìn)行圖像采集，由三個(gè)長(zhǎng)度為21cm的CIS拼接而成，其采集長(zhǎng)度為60cm。采用Xlinix公司Spartan III AN系列FPGA芯片作為整個(gè)系統(tǒng)的

3、控制中心，對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行控制，將圖像數(shù)據(jù)暫存在相關(guān)的存儲(chǔ)系統(tǒng)后進(jìn)行圖像預(yù)處理，然后把經(jīng)過處理的圖像信號(hào)由Camera Link傳給PC機(jī)，最后由PC機(jī)進(jìn)行復(fù)雜的圖像缺陷檢測(cè)。
　　系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括硬件設(shè)計(jì)及FPGA程序設(shè)計(jì)兩個(gè)部分。硬件方面，根據(jù)所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)方案框圖選擇元器件，并根據(jù)要求對(duì)各芯片進(jìn)行了選型；構(gòu)建電路系統(tǒng)，完成各部分電路的電源設(shè)計(jì)、接口設(shè)計(jì)、以及 FPGA的外圍電路等的設(shè)計(jì)，得到了硬件電路原理圖；在綜合考慮信號(hào)的傳輸線理論

4、，反射、串?dāng)_及地彈等信號(hào)完整性問題的基礎(chǔ)上，根據(jù)原理圖繪制出六層PCB版圖。FPGA程序設(shè)計(jì)方面，以Xlinix公司提供的ISE為開發(fā)平臺(tái)，使用Verilog HDL對(duì)FPGA內(nèi)部各模塊進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并完成了各模塊的RTL級(jí)代碼編寫。為了提高圖像預(yù)處理的速度，本文對(duì)基于FPGA的圖像預(yù)處理進(jìn)行了研究，使用硬件描述語言（verilog HDL）完成了基于中值濾波算法的圖像噪聲去除和基于Sobel算子、Canny算子的圖像邊緣檢測(cè)，并通過了綜