[發明專利]基于FPGA的輸送帶撕裂檢測方法

在審

• 申請號: 201911317131.1
• 申請日: 2019-12-19
• 公開（公告）號: CN110844518A
• 公開（公告）日: 2020-02-28
• 發明（設計）人: 劉逸凡;黃友銳;韓濤
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: B65G43/02
• 分類號: B65G43/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.基于FPGA的輸送帶撕裂檢測方法，其特征在于，所述方法包括下屬步驟：

(1)在輸送帶上方安裝攝像頭對輸送帶進行長期不間斷的錄像，對獲取的圖像進行亮度判斷，調整LED補光燈的輸出電壓，使不同環境下錄制的視頻都能保持清晰；

(2)通過Verilog HDL硬件描述語言編程，實現FPGA的邏輯電路對接收到的圖像數據進行實時預處理；

(2a)從錄制的輸送帶視頻中逐幀取圖；

(2b)對獲取的圖片，使用f(i,j)＝0.2989R(i,j)+0.5870G(i,j)+0.1140B(i,j)進行灰度變換，其中f(i,j)表示灰度值，R(i,j)表示紅色分量值，G(i,j)表示綠色分量值，B(i,j)表示藍色分量值；

(2c)對經過灰度變換的圖片使用g(i,j)＝median{f(i-k,j-l)},(k,l)∈H進行中值濾波，其中(i,j)表示原始圖片的某一像素的位置坐標，g(i,j)表示對原始圖片(i,j)位置的灰度變換后的像素值，f(i-k,j-l),(j,l)∈H表示濾波模板窗口H在原始圖片(i,j)像素上的各個像素值，median{}表示選取{}里所有像素值的中間值；

(2d)對經過中值濾波的圖片使用|G|＝|G_x|+|G_y|，進行邊緣檢測，其中A表示經過中值濾波的原始圖像，G表示經過邊緣檢測后的圖像，G_x表示經過水平邊緣檢測的圖像灰度值，G_y表示經過垂直邊緣檢測的圖像灰度值；

(2e)對經過邊緣檢測的圖片使用P＝P₁₁&P₁₂&P₁₃&P₂₁&P₂₂&P₂₃&P₃₁&P₃₂&P₃₃進行腐蝕計算，其中P是腐蝕計算的中心像素點，P₁₁-P₃₃是腐蝕計算中心像素點3×3像素矩陣中9個像素點；

(3)將FPGA芯片與DDR3 SDRAM相連，將DDR3 SDRAM芯片作為幀緩存模塊，用以存放待測圖像數據和標準圖像數據；

(4)在啟動檢測之前將在良好光照條件下提前錄制的輸送帶標準圖像存入幀緩存模塊；

(5)從幀緩存模塊同時提取標準圖像和待測圖像，將標準圖像作為背景幀，將待測圖像作為當前圖像幀，將兩幅圖像使用進行背景差分算法，其中X_ij為當前圖像幀的像素點，Y_ij為背景幀的像素點，θ為背景差分算法得到的返回值；

(6)判斷相減后得到的返回值θ是否大于“撕裂”閾值，若大于“撕裂”閾值則判斷為出現撕裂,若小于“撕裂”閾值，則等待下一幀待測圖像與標準圖像進行差分處理；

(7)若判斷為“撕裂”，則將θ與δ進行比較，如果δ>θ,則使用打標機進行打標，如果δ≤θ則進行緊急停車，發出警報，其中δ“撕裂”體積閾值；

(8)將判斷為撕裂的圖片通過HDMI接口傳送到顯示器上。