[實(shí)用新型]基于Zynq的機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201821696801.6
• 申請日: 2018-10-19
• 公開（公告）號: CN211906310U
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘇魯陽;陳子為;吳正正;陳龍;劉皓然
• 申請（專利權(quán)）人: 成都信息工程大學(xué)
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06T7/00;G05B19/042
• 代理公司: 北京元本知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11308
• 代理人: 常桑

本實(shí)用新型公開了一種基于Zynq的機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)。本實(shí)用新型包括FPGA核和ARM核；所述FPGA核包括用于進(jìn)行信號濾波的幀觸發(fā)模塊、攝像頭驅(qū)動模塊、用于進(jìn)行圖像處理的FPGA處理加速模塊、顯示驅(qū)動模塊和VDMA模塊；所述ARM核包括AXI總線、存儲模塊、用于運(yùn)行Linux系統(tǒng)的ARM和USB HOST模塊，所述AXI總線連接VDMA模塊、存儲模塊和ARM，所述ARM連接USB HOST模塊，所述USB HOST模塊用于連接鍵盤、鼠標(biāo)，所述ARM用于連接網(wǎng)絡(luò)。本實(shí)用新型能大大提高機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性能，并且可以進(jìn)行二次開發(fā)。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及機(jī)器視覺檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種基于Zynq的機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)。

背景技術(shù)

機(jī)器視覺是用機(jī)器代替人眼進(jìn)行目標(biāo)對象的識別、判斷和測量，主要研究用計(jì)算機(jī)來模擬人的視覺功能。機(jī)器視覺技術(shù)是一個(gè)綜合的技術(shù)概念，包括視覺傳感器技術(shù)、光源照明技術(shù)、光學(xué)成像技術(shù)、數(shù)字圖像處理技術(shù)、模擬與數(shù)字視頻技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)和自動控制技術(shù)等。機(jī)器視覺的特點(diǎn)不僅在于模擬人眼功能，更重要的是它能完成人眼所不能勝任的某些工作。

機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)是指在工業(yè)自動化生產(chǎn)過程中，對工業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品進(jìn)行自動檢測與分析的圖像處理系統(tǒng)。對于不同的工業(yè)產(chǎn)品，所需求的智能相機(jī)系統(tǒng)的功能略有不同，大致可以分為缺陷檢測、尺寸測量、顏色識別、特征提取、特征定位、條形碼、二維碼識別等功能。

在工業(yè)生產(chǎn)過程中，相對于傳統(tǒng)檢驗(yàn)方法，機(jī)器視覺技術(shù)的最大優(yōu)點(diǎn)是快速、準(zhǔn)確、可靠與智能化，對提高產(chǎn)品檢驗(yàn)的一致性、產(chǎn)品生產(chǎn)的安全性、降低工人勞動強(qiáng)度以及實(shí)現(xiàn)企業(yè)的高效安全生產(chǎn)和自動化管理具有不可替代的作用。

目前，工業(yè)領(lǐng)域的機(jī)器視覺系統(tǒng)價(jià)格昂貴，多數(shù)依賴進(jìn)口，而且體積龐大，對于一般的視覺處理功能比較單一，且圖像采集、處理的速度慢。而且使用過程中的維護(hù)費(fèi)用也很高，不能進(jìn)行二次開發(fā)。大多數(shù)使用PC機(jī)進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)的處理，很難達(dá)到實(shí)時(shí)處理的要求。而且存在功耗大，不易于維護(hù)的缺點(diǎn)。再者，機(jī)器視覺系統(tǒng)的體積較大，主要是使用PC機(jī)作為圖像處理的平臺，難免會增加整體視覺檢測系統(tǒng)的體積。

隨著科技的發(fā)展，各工業(yè)領(lǐng)域?qū)C(jī)器視覺系統(tǒng)的要求已與往日不同，隨著集成化程度的越來越高，要求研發(fā)周期越來越短；隨著精密化程度的提升，要求視覺系統(tǒng)的體積越來越小；隨著生產(chǎn)速度的提升，要求視覺系統(tǒng)的實(shí)時(shí)處理速度越來越高。此外，我國工業(yè)領(lǐng)域門類齊全，對機(jī)器視覺系統(tǒng)的要求很高，針對不同行業(yè)的機(jī)器視覺系統(tǒng)的區(qū)別主要在于圖像后期處理的方法。目前沒有一套普適的和可以二次開發(fā)的機(jī)器視覺系統(tǒng)存在。

目前存在的機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)實(shí)時(shí)性能差，主要就是因?yàn)椴杉幚硭俣嚷@就導(dǎo)致了生產(chǎn)效率的低下。還有就是目前大多數(shù)的機(jī)器視覺系統(tǒng)都是使用諸如DSP、CPU等芯片來完成系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，沒有采用Zynq平臺。Zynq平臺包含F(xiàn)PGA資源和高效的ARM核處理器，使得機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)的圖像采集、圖像處理、圖像傳輸?shù)乃俣却蟠筇嵘梢赃_(dá)到實(shí)時(shí)處理的效果。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足之處，本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種基于Zynq的機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)。

本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是：一種基于Zynq的機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)，包括FPGA核和ARM核；

所述FPGA核包括用于進(jìn)行信號濾波的幀觸發(fā)模塊、攝像頭驅(qū)動模塊、用于進(jìn)行圖像處理的FPGA處理加速模塊、顯示驅(qū)動模塊、用于數(shù)據(jù)緩存的第一VDMA模塊、第二VDMA模塊和第三VDMA模塊，所述幀觸發(fā)模塊接收外部電平信號，所述攝像頭驅(qū)動模塊連接外部攝像頭，所述幀觸發(fā)模塊連接攝像頭驅(qū)動模塊，所述攝像頭驅(qū)動模塊連接第一VDMA模塊，所述FPGA處理加速模塊連接第二VDMA模塊，所述顯示驅(qū)動模塊連接第三VDMA模塊，所述顯示驅(qū)動模塊用于連接顯示器；