表面检测图像采集处理卡设计与应用

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产品表面检测是现代化大生产中必不可少的重要环节。传统的检测往往由人工来完成,不仅工作量大,而且易受到检测人员主观因素的影响,从而不能够保证检测的效率与精度。特别是随着生产过程自动化程度的不断提高,人类视觉检测越来越不能满足当今工业领域的要求。由于计算机图像处理技术的不断完善,机器视觉技术在表面检测中的应用受到了越来越多的关注。  本文介绍了机器视觉技术,并将它引入表面检测领域,详细介绍了基于机器视觉的表面检测在工业中的应用;论文从总体上分析了表面检测系统的特点、性能要求,提出了一种通用的表面检测系统的设计框架,并将其分为传动系统、照明系统、光学成像系统、图像采集卡处理及上位机等子系统,描述了各个子系统的功能。  图像采集处理卡是系统的核心部分,为了满足在线检测的实时性要求,本文提出了一种采用DSP、FPGA及千兆以太网的混合结构的图像采集处理卡,以FPGA作为图像采集与相机控制模块,以DSP为图像处理核心,以千兆以太网为传输手段,从而在硬件上解决了图像数据的采集、处理与传输的问题。嵌入式软件在逻辑上被分为应用程序,TCP/IP协议栈与以太网驱动三个部分,实现硬件相关与硬件无关代码的分离,从而大大增强系统的可移植性。  论文在表面检测系统设计的基础上,将其应用于织疵检测,完成布匹疵点自动在线检测功能。论文描述了表面检测系统的各个子系统针对织疵检测的具体实现方法,选用2048像素的高精度相机作为图像捕获设备,采用透射照明方式,并对图像数据的存储与传输方式进行了深入研究,通过DSP的EDMA完成图像传输与图像处理的并行化,有效解决了图像数据量大、系统硬件资源有限、检测实时性要求高三者之间的矛盾。实践证明,该系统能较好的完成织疵在线检测功能,从而为表面检测系统的设计与应用提供了一种参考方案。
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