[實用新型]一種基于ZYNQ的三維點云數據在線檢測裝置及其系統

有效

• 申請號: 202020954761.1
• 申請日: 2020-05-30
• 公開（公告）號: CN212058668U
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 李維創;程恒恒;周檢;朱明楊
• 申請（專利權）人: 板石智能科技（武漢）有限公司
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24;G01B11/00
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 姚瑤

本實用新型公開了一種基于ZYNQ的三維點云數據在線檢測裝置及其系統，其包括依次連接的點云數據采集模塊和ZYNQ板卡，所述點云數據采集模塊采集被測物體的三維點云數據，所述ZYNQ板卡處理所述三維點云數據并將檢測結果輸送至計算機上位機；其中，所述點云數據采集模塊包括M*N個呈矩陣形式排布的三維點云傳感器，M為行數，N為列數，M大于或等于2，所述ZYNQ板卡上設有ZYNQ芯片。上述檢測裝置將數據處理過程從計算機上位機移植至ZYNQ芯片，充分利用ZYNQ芯片的優勢，加快了三維點云數據處理效率，同時，利用M*N個呈矩陣形式排布的三維點云傳感器可以加快對被測物體的檢測速度。

技術領域

本實用新型屬于三維點云數據處理技術領域，具體涉及一種基于ZYNQ的三維點云數據的在線檢測裝置及其系統。

背景技術

相對于傳統的2D圖像檢測，三維檢測有其獨特的優勢，具體體現在：①在缺陷檢測領域，部分缺陷與該缺陷鄰域像素的灰度值相近，使用傳統的2D圖像檢測技術無法成功識別缺陷，但使用三維檢測可以獲得高度信息，進而成功識別缺陷；②在細節檢測方面，比如手機側面圓角的傾斜度，使用傳統的2D圖像檢測無法精確測量，但使用三維檢測則可以獲取其對應傾斜度。

在三維檢測行業中，國內外已有公司利用三維傳感器獲取被測物體的三維點云數據，進而實現高度檢測、輪廓檢測、連續輪廓檢測、邊緣檢測、趨勢邊緣寬度和缺陷檢測等功能。然而，因為三維傳感器檢測精度極高，如：德國品牌SmartRay公司旗下產品ECCO75.030，其垂直分辨率可達1.4um，水平分辨率可達18um，檢測速度快，數據采集速度可以達到760萬點每秒，從而導致龐大數據量堆積，嚴重影響生產線的檢測效率，大幅度降低工業現場實時檢測產品的能力。

因此，為了滿足工業現場實時檢測需求，亟待在三維線激光傳感側構建具有高數據并發能力、低功耗、高集成度的三維點云數據加速裝置，以減輕后端上位機數據處理的壓力。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種可以采集被測物體三維點云數據并實時對數據進行在線處理以及結果顯示的裝置，通過該裝置一方面可以加快三維點云數據的處理速度，減輕后端上位機數據處理的壓力；另一方面，利用M*N個呈矩陣形式排布的三維點云傳感器可以加快對被測物體的檢測速度。

一方面，本發明提供一種基于ZYNQ的三維點云數據在線檢測裝置，包括依次連接的點云數據采集模塊和ZYNQ板卡，所述ZYNQ板卡上設有ZYNQ芯片，所述點云數據采集模塊采集被測物體的三維點云數據，所述ZYNQ板卡處理所述三維點云數據并將檢測結果輸送至計算機上位機；

其中，所述點云數據采集模塊包括M*N個呈矩陣形式排布的三維點云傳感器，M為行數，N為列數，M大于或等于2。

進一步優選，列數N的取值滿足：N與三維點云傳感器的最佳視野范圍的乘積大于或等于被測物體的測量寬度。

進一步優選，行數M的取值滿足：

(被測物體的測量長度/檢測段流水線速度+流水線轉場時間)/M≤流水線來料速度。

其中，流水線轉場時間為流水線上一組被測物體的轉場切換時間(利用M行三維點云傳感器同時檢測一組被測物體，檢測完畢后再切換另一組)，流水線來料速度為單個被測物體進入流水線的平均時間，被測物體的測量長度是指被測物體從開始測量的位置到結束測量的位置之間的距離。

進一步優選，掃描檢測時每一行的三維點云傳感器分別對應一個被測物體，相鄰兩行的三維點云傳感器的行距與流水線上相鄰兩個被測物體的距離相關。

進一步優選，上述裝置還包括存儲服務器，所述存儲服務器與所述ZYNQ芯片以及所述計算機上位機連接。

進一步優選，所述存儲服務器以及所述ZYNQ板卡上均設有SATA接口，并通過SATA接口連接。