一种网络集中式OCR识别系统及方法

摘要

本发明公开了一种网络集中式OCR识别系统及方法，涉及工业OCR识别领域，其包括与嵌入式控制芯片通讯的高帧率摄像头、频闪光源、步进电机和OCR服务器，其中，所述高帧率摄像头，用于获取与转盘同步转动的晶圆的图像，频闪光源，用于提升高帧率摄像头的图像采集质量；步进电机，用于驱动转盘转动；嵌入式控制芯片，用于向OCR服务器发送高帧率摄像头所得的图像以及转盘角度位置信息，并接收OCR服务器的识别结果，控制步进电机对应动作以对晶圆进行调整；本发明的有益效果是：可根据使用需求将OCR模组灵活的布置在本地或者远程工业服务器上，充分利用现有服务器的计算能力，不需要专门设计或采购专用OCR专用摄像模组，实现良好的成本控制。

权利要求

1.一种网络集中式OCR识别系统，其特征在于，包括与嵌入式控制芯片(300)通讯的：高帧率摄像头(100)，用于获取与转盘同步转动的晶圆的图像；

频闪光源(200)，用于提升高帧率摄像头(100)的图像采集质量；

步进电机(400)，用于驱动转盘转动；

OCR服务器(500)，用于对高帧率摄像头(100)获得的每帧图像进行识别，输出识别结果；

嵌入式控制芯片(300)，用于向OCR服务器(500)发送高帧率摄像头(100)所得的图像以及转盘角度位置信息，并接收OCR服务器(500)的识别结果，控制步进电机(400)对应动作以对晶圆进行调整。

2.根据权利要求1所述的一种网络集中式OCR识别系统，其特征在于，所述高帧率摄像头(100)的曝光时序、频闪光源(200)的频率与步进电机(400)旋转角度同步。

3.根据权利要求1或2所述的一种网络集中式OCR识别系统，其特征在于，所述嵌入式控制芯片(300)通过高速局域网与OCR服务器(500)通讯。

4.根据权利要求1或2所述的一种网络集中式OCR识别系统，其特征在于，所述OCR服务器(500)通过本地高速接口与嵌入式控制芯片(300)连接，同时OCR服务器(500)还通过通信接口与上位机连接。

5.根据权利要求1或2所述的一种网络集中式OCR识别系统，其特征在于，所述高帧率摄像头(100)和频闪光源(200)的数量均为多个，形成摄像模组阵列，高帧率摄像头(100)和频闪光源(200)按照位置顺序排列在转盘一侧。

6.一种网络集中式OCR识别方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，机械手臂抓取晶圆后，放置到由步进电机驱动转动的转盘上，晶圆由转盘带动转动；

S2，高帧率摄像头在频闪光源的作用下拍摄晶圆图像，且高帧率摄像头的曝光时序与频闪光源的频率同步；

S3，嵌入式控制芯片获取晶圆图像后，将其与当前晶圆图像拍摄时的转盘角度位置信息编码后发送至OCR服务器内，由OCR服务器对每帧图像进行分析识别；

S4，当识别到关键信息点时，OCR服务器将该帧图像对应的转盘角度位置信息输出给嵌入式控制芯片，嵌入式控制芯片控制步进电机动作，进行位置调整，调整完成后，晶圆由机械手臂抓取运回。

7.根据权利要求6所述的一种网络集中式OCR识别方法，其特征在于，所述高帧率摄像头和频闪光源均为多组，形成摄像模组阵列，高帧率摄像头和频闪光源按照位置顺序排列在转盘一侧，并同时向嵌入式控制芯片输出不同位置的图像信息。

说明书

一种网络集中式OCR识别系统及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及工业OCR识别领域，具体是一种网络集中式OCR识别系统及方法。

背景技术

[0002] 业内现有设备是独立运行的专用方案，包括OCR识别模组、嵌入式控制芯片、步进电机和机械手臂等，机械手臂在抓取目标物品后，放置到步进电机驱动的转盘上，步进电机
驱动目标物品进行旋转，OCR模组识别旋转物品的边沿和关键特征，识别完成后，根据识别
结果对目标物品进行调整归类，然后用机械手臂整齐有序地转运到仓库。

[0003] 该设备的性能受到OCR识别模组的极大影响，该模组要完成图像的实时识别和分析，并输出结果，因此存在以下几个弊端：

[0004] 需要高性能的嵌入式芯片，硬件成本高；该OCR模组嵌入式算法门槛高，国产化难度大；每一台设备均需要一个OCR模组，规模应用成本高；往往占据整机大部分成本；OCR识
别模式固化和半固化，专用性强，不能灵活变更配置；整机制造受到OCR模组海外供货的限
制。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于提供一种网络集中式OCR识别系统及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

[0006] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

[0007] 一种网络集中式OCR识别系统，包括与嵌入式控制芯片通讯的高帧率摄像头、频闪光源、步进电机和OCR服务器，其中，所述高帧率摄像头，用于获取与转盘同步转动的晶圆的
图像，频闪光源，用于提升高帧率摄像头的图像采集质量；步进电机，用于驱动转盘转动；嵌
入式控制芯片，用于向OCR服务器发送高帧率摄像头所得的图像以及转盘角度位置信息，并
接收OCR服务器的识别结果，控制步进电机对应动作以对晶圆进行调整；OCR服务器，用于对
高帧率摄像头获得的每帧图像进行识别，输出识别结果。

[0008] 作为本发明再进一步的方案：所述高帧率摄像头的曝光时序、频闪光源的频率与步进电机旋转角度同步。

[0009] 作为本发明再进一步的方案：所述嵌入式控制芯片通过高速局域网与OCR服务器通讯。

[0010] 作为本发明再进一步的方案：所述OCR服务器通过本地高速接口与嵌入式控制芯片连接，同时OCR服务器还通过通信接口与上位机连接。

[0011] 作为本发明再进一步的方案：所述高帧率摄像头和频闪光源的数量均为多个，形成摄像模组阵列，高帧率摄像头和频闪光源按照位置顺序排列在转盘一侧。

[0012] 一种网络集中式OCR识别方法，包括以下步骤：

[0013] S1，机械手臂抓取晶圆后，放置到由步进电机驱动转动的转盘上，晶圆由转盘带动转动；

[0014] S2，高帧率摄像头在频闪光源的作用下拍摄晶圆图像，且高帧率摄像头的曝光时序与频闪光源的频率同步；

[0015] S3，嵌入式控制芯片获取晶圆图像后，将其与当前晶圆图像拍摄时的转盘角度位置信息编码后发送至OCR服务器内，由OCR服务器对每帧图像进行分析识别；

[0016] S4，当识别到关键信息点时，OCR服务器将该帧图像对应的转盘角度位置信息输出给嵌入式控制芯片，嵌入式控制芯片控制步进电机动作，进行位置调整，调整完成后，晶圆
由机械手臂抓取运回。

[0017] 作为本发明再进一步的方案：所述高帧率摄像头和频闪光源均为多组，形成摄像模组阵列，高帧率摄像头和频闪光源按照位置顺序排列在转盘一侧，并同时向嵌入式控制
芯片输出不同位置的图像信息。

[0018] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：可根据使用需求将OCR模组灵活的布置在本地或者远程工业服务器上，充分利用现有服务器的计算能力，不需要专门设计或采购专
用OCR专用摄像模组，实现良好的成本控制。

附图说明

[0019] 图1为一种网络集中式OCR识别系统的结构示意图(远程识别)。

[0020] 图2为一种网络集中式OCR识别系统的结构示意图(本地识别)。

[0021] 图3为一种网络集中式OCR识别系统的结构示意图(具有摄像模组阵列)。

[0022] 图中：100‑高帧率摄像头、200‑频闪光源、300‑嵌入式控制芯片、400‑步进电机、500‑OCR服务器。

具体实施方式

[0023] 这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例
中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附
权利要求书中所详述的、本实施例公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

[0024] 实施例1

[0025] 请参阅图1～3，本发明实施例中，一种网络集中式OCR识别系统，包括高帧率摄像头100、频闪光源200、嵌入式控制芯片300、步进电机400和OCR服务器500，本实施例中，所述
高帧率摄像头100，与嵌入式控制芯片300通讯，用于获取与转盘同步转动的晶圆的图像，频
闪光源200，与嵌入式控制芯片300通讯，用于提升高帧率摄像头100的图像采集质量；步进
电机400，与嵌入式控制芯片300通讯，用于驱动转盘转动；OCR服务器500，与嵌入式控制芯
片300通讯，用于对图像进行识别，即对转动的晶圆的边沿和关键特征识别，输出识别结果。

[0026] 此处，高帧率摄像头100拍摄的每帧图像，嵌入式控制芯片300获取与之对应的转盘角度位置信息，并将两者编码后输出给OCR服务器500(格式为：帧头+高帧率摄像头ID+绝
对角度+图像数据+帧尾)，此处，转盘角度位置信息可以由步进电机400的控制电路获取。

[0027] OCR服务器500对每帧图像进行分析识别，当识别到关键信息点时，OCR服务器500将与该帧图像对应的转盘角度位置信息回传给嵌入式控制芯片300，由嵌入式控制芯片300
控制步进电机400进行对应动作，进行位置调整，调整好后，晶圆由机械手臂抓取运回，由于
每帧图像和转盘角度位置信息同步编码或者同步，因此网络传输时延并不影响识别精度。

[0028] 具体的来说，高帧率摄像头100的曝光时序、频闪光源200的频率与步进电机400旋转角度同步。

[0029] 具体的，OCR服务器500与嵌入式控制芯片300的通讯方式，其可以采用以下方式实现：

[0030] 嵌入式控制芯片300通过高速局域网与OCR服务器500通讯，此种方式，相当于将OCR模组布置到本地工业服务器中，形成OCR服务器500，即远程识别方式。

[0031] 而对于小规模应用的场景，可以将OCR模组嵌入到嵌入式Linux平台上，来替换工业服务器，即实际上，OCR模组与嵌入式Linux平台形成的组合，可以放置在该装置的本地位
置，实现脱机独立运行，即OCR服务器500通过本地高速接口与嵌入式控制芯片300连接，同
时OCR服务器500还通过通信接口(这里的通信接口优选使用低速接口，因为其对通讯速度
要求并不高，所以普通网络足以满足使用)与上位机连接。

[0032] 同时，为了提升整个系统的运行速度，所述高帧率摄像头100和频闪光源200的数量均为多个，形成摄像模组阵列，高帧率摄像头100和频闪光源200按照位置顺序排列在转
盘一侧。

[0033] 若每帧图像的步进角度为θ，共有N个高帧率摄像头，其中，第一个高帧率摄像头的位置为0，那么第二个高帧率摄像头的位置为(A+1)θ，第三个高帧率摄像头的位置为(B+2)
θ，第N个高帧率摄像头的位置为(X+N)θ，其中A、B…X为N的整数倍，根据具体安装决定，这样
整个系统以N倍速率旋转，每个摄像模组同时输出不同位置的图像信息。

[0034] 实施例2

[0035] 本发明实施例中，一种网络集中式OCR识别方法，包括以下步骤：

[0036] S1，机械手臂抓取晶圆后，放置到由步进电机驱动转动的转盘上，晶圆由转盘带动转动；

[0037] S2，高帧率摄像头在频闪光源的作用下拍摄晶圆图像，且高帧率摄像头的曝光时序与频闪光源的频率同步，可以提升图像质量，便于后期的识别；

[0038] S3，嵌入式控制芯片获取晶圆图像后，将其与当前晶圆图像拍摄时的转盘角度位置信息编码后发送至OCR服务器内，由OCR服务器对每帧图像进行分析识别，此处，转盘角度
位置信息可以直接由步进电机的控制电路获得，由于每帧图像和转盘角度位置信息同步编
码或者同步，因此网络传输时延并不影响识别精度；

[0039] S4，当识别到关键信息点时，OCR服务器将该帧图像对应的转盘角度位置信息输出给嵌入式控制芯片，嵌入式控制芯片控制步进电机动作，进行位置调整，调整完成后，晶圆
由机械手臂抓取运回。

[0040] 进一步的来说，为了提升工作效率，所述高帧率摄像头和频闪光源均为多组，形成摄像模组阵列，高帧率摄像头100和频闪光源200按照位置顺序排列在转盘一侧，并同时向
嵌入式控制芯片输出不同位置的图像信息，且相互不重复。

[0041] 需要特别说明的是，本技术方案中，可根据使用需求将OCR模组灵活的布置在本地或者远程工业服务器上，充分利用现有服务器的计算能力，不需要专门设计或采购OCR专用
摄像模组，实现良好的成本控制，可将多台OCR模组集中布置到中央服务器上，实现规模应
用，而且OCR模组运行在通用计算平台上，实现门槛低，不需要针对专用芯片进行开发和调
试，可以灵活更改和配置识别模式。此外，上述实施例仅以晶圆寻边为例，来作为本系统的
具体实施方式。

[0042] 本领域技术人员在考虑说明书及实施例处的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适
应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯
用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由权利要求指
出。

[0043] 应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。