[發(fā)明專利]基于嵌入式構(gòu)架的多區(qū)域分割視覺檢測(cè)系統(tǒng)及檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210556819.7
• 申請(qǐng)日: 2012-12-18
• 公開（公告）號(hào): CN103018259A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張謙;裴海龍;王乃洲;賀躍幫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N21/94
• 分類號(hào): G01N21/94
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 蔡茂略

1.一種基于嵌入式構(gòu)架的多區(qū)域分割視覺檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括CPLD子系統(tǒng)、ARM子系統(tǒng)、DSP子系統(tǒng)以及IO子系統(tǒng)；

CPLD子系統(tǒng)根據(jù)外部同步信號(hào)和觸發(fā)信號(hào)驅(qū)動(dòng)圖像信號(hào)處理器采集原始圖像數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)寫入到DSP中，同時(shí)CPLD子系統(tǒng)對(duì)人機(jī)界面進(jìn)行顯存管理及VGA輸出管理；

ARM子系統(tǒng)控制人機(jī)界面中的用戶菜單的生成以及響應(yīng)手操板動(dòng)作完成圖像采集工作參數(shù)的設(shè)置和多區(qū)域分割參數(shù)設(shè)置；

DSP子系統(tǒng)，根據(jù)ARM子系統(tǒng)設(shè)置的工作參數(shù)和區(qū)域，分別完成分割出來的多個(gè)區(qū)域內(nèi)的圖像處理,產(chǎn)生判斷結(jié)果并輸出脈沖；

IO子系統(tǒng)，系統(tǒng)的IO包括圖像采集控制及次品剔除控制；處理外觸發(fā)和外同步信號(hào)，保證采集的原始圖像不會(huì)因?yàn)樯a(chǎn)線速度的變化而產(chǎn)生變形；另外當(dāng)DSP檢測(cè)到污點(diǎn)后，根據(jù)計(jì)數(shù)預(yù)設(shè)的延遲排片數(shù)后，發(fā)出次品剔除信號(hào)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于嵌入式構(gòu)架的多區(qū)域分割視覺檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述CPLD子系統(tǒng)包括圖像采集、顯存管理、外同步和外觸發(fā)管理，CPLD子系統(tǒng)響應(yīng)外部同步信號(hào)和觸發(fā)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)圖像信號(hào)處理器采集原始圖像數(shù)據(jù)，并將產(chǎn)生符合DSP數(shù)據(jù)總線時(shí)序的信號(hào)，將這些采集到的圖像數(shù)據(jù)寫入到DSP數(shù)據(jù)總線的緩存中；人機(jī)界面是由CPLD管理SRAM靜態(tài)存儲(chǔ)器作為顯存，CPLD以寄存器的形式開放總線給ARM，ARM以其異步存儲(chǔ)器總線對(duì)這些寄存器進(jìn)行讀寫操作，通過ARM讀寫CPLD的寄存器來實(shí)現(xiàn)顯存數(shù)據(jù)的更新，CPLD先把ARM寫入到其寄存器中的菜單數(shù)據(jù)值，保存到顯存中固定的地址單元，再通過讀取顯存中的數(shù)據(jù)進(jìn)行VGA顯示，實(shí)現(xiàn)菜單界面。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于嵌入式構(gòu)架的多區(qū)域分割視覺檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述ARM子系統(tǒng)包括與CPLD相連接的異步存儲(chǔ)總線接口、配置圖像處理芯片的I2C接口、與DSP相連接的串口、以及擴(kuò)展接口，ARM系統(tǒng)作為視覺系統(tǒng)的控制器，主要負(fù)責(zé)人機(jī)界面管理及系統(tǒng)工作參數(shù)的設(shè)置，ARM通過I2C接口設(shè)置VSP1021專用CCD傳感器圖像采集芯片的相關(guān)寄存器；CPLD以寄存器的形式開放總線給ARM，ARM以其異步存儲(chǔ)器總線對(duì)這些寄存器進(jìn)行讀寫操作，實(shí)現(xiàn)ARM與CPLD之間的協(xié)調(diào)工作、完成人機(jī)界面的管理；同時(shí)ARM通過串口與DSP連接，把圖像檢測(cè)、區(qū)域分割的參數(shù)提供給DSP，以完成圖像的分析。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于嵌入式構(gòu)架的多區(qū)域分割視覺檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述DSP子系統(tǒng)包括，包括圖像存儲(chǔ)部分、圖像處理部分、外部接口部分構(gòu)成，圖像存儲(chǔ)部分由DSP提供了PPI接口給CPLD，工作時(shí)CPLD產(chǎn)生符合DSP數(shù)據(jù)總線時(shí)序的信號(hào),將采集到的原始CCD圖像數(shù)據(jù)寫入到DSP的PPI接口數(shù)據(jù)總線的緩存中，并由DSP的DMA操作將緩存中的數(shù)據(jù)保存到SDRAM中，完成圖像存儲(chǔ)；這些原始的圖像由DSP根據(jù)ARM子系統(tǒng)設(shè)置的工作參數(shù)和區(qū)域，分別完成分割出來的多個(gè)區(qū)域內(nèi)的圖像處理；外部接口部分通過串口與ARM相連接，獲取圖像處理參數(shù)，最后圖像運(yùn)算產(chǎn)生的判斷結(jié)果也通過外部管腳輸出信號(hào)給CPLD處理。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于嵌入式構(gòu)架的多區(qū)域分割視覺檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述IO子系統(tǒng)包括，IO子系統(tǒng)由外同步、外觸發(fā)、次品剔除的排片信號(hào)構(gòu)成，系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，CCD是連續(xù)掃描的，在運(yùn)動(dòng)方向上正確標(biāo)識(shí)出每個(gè)產(chǎn)品的起始位置，以通知CPLD將這部分圖像數(shù)據(jù)寫入到DSP中進(jìn)行計(jì)算，外觸發(fā)是將生產(chǎn)線上的編碼器信號(hào)作為電子凸輪計(jì)數(shù)，通過電子凸輪的計(jì)數(shù)輸出來實(shí)現(xiàn)的；外同步采用伺服放大器的伺服驅(qū)動(dòng)信號(hào)作為同步信號(hào)基準(zhǔn),并以設(shè)置的分頻比例來確定圖像的采樣頻率；次品剔除是當(dāng)DSP進(jìn)行圖像運(yùn)算后，發(fā)現(xiàn)有異常情況時(shí)，通過輸出管腳上的脈沖信號(hào)通知CPLD，再由CPLD發(fā)出排片脈沖信號(hào)給生產(chǎn)線的執(zhí)行機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)的；CPLD根據(jù)界面上預(yù)先設(shè)置的延遲數(shù)，在接收到DSP發(fā)出的檢測(cè)異常脈沖后，對(duì)隨后的外觸發(fā)進(jìn)行計(jì)數(shù),每次計(jì)數(shù)相當(dāng)于走過一個(gè)產(chǎn)品位置，當(dāng)計(jì)數(shù)值等于設(shè)置的延遲數(shù)時(shí)，就發(fā)出剔除脈沖給執(zhí)行機(jī)構(gòu)，完成次品的剔除。