基于ARM和CPLD的数字图像采集系统设计.pdf

天津大学
硕士学位论文
基于ARM和CPLD的数字图像采集系统设计
姓名:胡晓光
申请学位级别:硕士
专业:精密仪器及机械
指导教师:杨学友
20070601
中文摘要关键词:籆籆籾疧狪完成了硬件电路的设计、制作和相关软件的开发;本文还完成了/—操作应用于船舶部件大尺寸几何量测量的视觉检测系统对实时性和稳定性都提出了更高要求,数据处理量和带宽要求也逐渐增大。本文针对这种应用,在以前视觉检测系统的基础上,设计了基于虲氖滞枷癫杉低骋怨钩煞布式数字图像检测系统。该采集系统使用数字图像传感器采集被测图像数据,并由控制数据存入静态小T诓杉瓯徊馔枷窈螅萦蒀刂贫寥階酒校并按照标准中的算法对图像数据进行分割、预测和压缩,并通过串行总线传输入中进行进一步处理。整个系统由运行于芯片中的/—操作系统统一管理。基于虲耐枷袷莶杉⒋娲ⅰ⒋砗痛涫潜疚牡闹氐恪1疚系统的移植和用户程序的开发;此外,还完成了对图像数据的处理、压缩和传输。最后,对图像数据的压缩进行了实验,表明了可行性,但精度有待进一步提高。
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学位论文作者签名:撇讯亨饭厶学位论文作者签名:┛厶蚧签字日期:舻月弦日签字日期:Ⅻ月日学位论文版权使用授权书独创性声明拢H或撰写过白勺芯砍晒膊话;竦媚吲烫没蚱渌逃沟难换蛑本学位论文作者完全了解苤鲞盘堂有关保留、使用学位论文的规定。特授权丕盗盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签字日期:年索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄋ得导师签名:,。
第一章绪论计算机视觉检测概述引言检测技术是现代制造业的基础技术之一,是保证产品质量的关键。近几十年来,由于制造业在新材料、新工艺、新设备等方面取得了巨大进步,许多传统检测技术已经不能满足现代制造业的需要。其表现在:现代制造业产品繁多,许多新型产品没有相应的检测方法;现代制造强调实时、在线、非接触检测,以更高效的控制生产过程,并提高生产效率和产品的合格率,这是许多传统检测手段无法提供的;现代产品的制造精度要求大大提高,需要相应的高精度检测方法;现代产品的体积复杂度提高,需要处理的数据量也大大提高,需要在检测系统中融入图像压缩算法以提高数据的处理和传输效率。视觉检测技术作为重点研究物体的几何尺寸及物体在空间位姿的三维测量技术,凭借其具有非接触、快速、精度高、现场抗干扰能力强、可以快速获取大量信息自动进行数据处理以及易于同设计信息及加工信息集成等突出特点,伴随着现代自动化生产应运而生。视觉检测可以提高生产的柔性和自动化程度。在一些不合适人工作业的危险环境或人工视觉难以满足要求的场合,常用计算机视觉来代替;在大批量工业生产过程中,采用视觉检测系统检查产品质量可以大大提高生产效率和自动化程度。另外计算机视觉系统便于信息集成,是实现现代工业自动化的基础技术。视觉检测系统在汽车零件尺寸测量、模具测量、机器人视觉引导、微电子器件检测、大型工件三维尺寸检测等领域都有重要的应用价值。如天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室已经成功研制出了汽车车身视觉检测系统。此外,随着海洋资源开发力度的不断增大,船舶制造业也取得了飞速的发展,对船舶部件零件的大尺寸几何量的测量也将成为视觉检测技术应用的热点。本文系统即应用于船舶部件的大尺寸几何量测量,并且可以作为通用测量平台加以使今后,随着测量点数量的增加以及测量区域的不断扩大,视觉检测系统将势必与现在的技术相结合,逐渐发展成分布式测控网络系统。天津大学硕士学位论文用。·
.。计算机视觉就是利用各种成像系统代替入的视觉器官作为输入手段,由计算机代替人脑完成处理和解释。它是计算机科学和人工智能研究领域的重要分支。视觉检测理论来源于计算机视觉,是计算机视觉技术在外形尺寸检测方面的应用。视觉检测的任务是对已加工件或装配工件的几何尺寸进行测量以评价其与相应预置标准量的相符程度,所以它不仅要求能够定量的确定景物中物体的空间性质,更重要的是精确描述被测景物的三维尺寸坐标。目前计算机视觉检测系统主要由三部分组成:图像的采集、图像的处理、图像的输出显示。视觉检测系统组成如图卜尽视觉检测系统一般包括:光源、光学系统、疌相机、图像采集卡、图像处理单元、机器