[發明專利]具有圖像處理能力的CMOS圖像傳感器系統

在審

• 申請號: 201611134240.6
• 申請日: 2016-12-10
• 公開（公告）號: CN108616706A
• 公開（公告）日: 2018-10-02
• 發明（設計）人: 張梁燕;李武森;陳文建
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: H04N5/372
• 分類號: H04N5/372
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 陳鵬;朱顯國

本發明公開了一種具有圖像處理能力的CMOS圖像傳感器系統，包括CMOS圖像傳感器、FPGA、同步動態隨機存儲器和數據傳輸模塊；所述CMOS圖像傳感器用于采集被測物體的圖像信息；所述FPGA用以產生CMOS圖像傳感器控制信號以及對CMOS圖像傳感器采集到的圖像信息進行處理得到被測物體的尺寸信息；所述同步動態隨機存儲器用于暫存圖像信息和尺寸信息；所述數據傳輸模塊用于傳輸圖像信息和尺寸信息到上位機。本發明具有非接觸性、高精度、高效率、穩定性好、體積小、成本相對較低等優點，便于推廣使用。

技術領域

本發明涉及一種圖像傳感器，尤其涉及一種具有圖像處理能力的CMOS圖像傳感器系統。

背景技術

鋼鐵素有“工業糧食”之稱，是造船、橋梁、機械、汽車等行業中不可缺少的原材料，在國民經濟中具有重要地位。在鋼板的生產過程中，鋼板的外形尺寸是非常重要的參數，直接影響決定鋼板的成材率。傳統的測量方法是采用檢測頭與鋼板直接接觸來測量，這種測量方法測量效率低、勞動強度大，而且測量過程會使測量儀器的檢測頭發生磨損，從而造成測量精度的降低。為提高測量效率和精度，鋼板尺寸的自動在線測量系統成為生產線上不可缺少的設備之一。機器視覺技術有著非接觸、高效率、高精度、高抗干擾能力等優點，采用機器視覺技術對鋼板尺寸進行自動在線測量，進一步提高測量效率和精度。

基于機器視覺的鋼板尺寸測量系統現今多以CCD圖像傳感器為基礎，在進行尺寸測量時采用圖像處理和硬件設備標定相結合的測量方式。其寬度測量是由兩個與鋼板前進方向并行排放的攝像機共同完成的，如圖1所示。系統中鋼板寬度測量值L由三部分組成，先設計出兩個傳感器CCD1與CCD2的距離L1，然后根據CCD1、CCD2成像測出邊緣值的大小L2、L3，就可得出鋼板的寬度L＝L1+L2+L3。該系統主要存在的問題有：(1)對平行光源的平行度要求很高；(2)安裝精度要求高，如果雙CCD間的L1出現誤差，對測量的結果將帶來極大的影響。因此該測量系統存在精度不夠高、穩定性不高等缺陷。

發明內容

本發明的目的在于提供一種具有圖像處理能力的CMOS圖像傳感器系統。

實現本發明目的的技術方案為：

一種具有圖像處理能力的CMOS圖像傳感器系統，包括CMOS圖像傳感器、FPGA、同步動態隨機存儲器和數據傳輸模塊；

所述CMOS圖像傳感器用于采集被測物體的圖像信息；

所述FPGA用以產生CMOS圖像傳感器控制信號以及對CMOS圖像傳感器采集到的圖像信息進行處理得到被測物體的尺寸信息；

所述同步動態隨機存儲器用于暫存圖像信息和尺寸信息；

所述數據傳輸模塊用于傳輸圖像信息和尺寸信息到上位機。

與現有的技術相比，本發明的有益效果為：

(1)本發明采用CMOS圖像傳感器獲取鋼板的原始圖像信息，通過FPGA實現數字圖像的處理從而獲取鋼板的外形尺寸信息，通過網絡接口傳輸到PC端；該傳感器系統具有非接觸性、高效率、高精度、體積小、結構簡單及成本相對較低等優點，便于推廣使用；

(2)對比于CCD圖像傳感器，CMOS圖像傳感器具有集成度高、可靠性高、隨機讀取、功耗低、抗輻射性高和成本低等CCD圖像傳感器所不具有的獨特的優點。

附圖說明

圖1為雙CCD鋼板尺寸測量系統示意圖。

圖2為本發明具有圖像處理能力的CMOS圖像傳感器系統總體框圖。

圖3為FPGA內部的主要功能模塊圖。

圖4為SPI模塊示意圖。

圖5為LVDS數據接收及圖像重建模塊示意圖。