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          基于DSP和FPGA的機器視覺系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

          作者: 時間:2013-12-21 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

          創(chuàng)新觀點

            本文將與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合,使用TI公司新近推出的6000系列sTMS320DM642為核心,應用ALTERA公司的,用其實現(xiàn)圖像預處理,減輕了s的負擔。應用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實現(xiàn)圖像傳輸。

            1、引言

            自起步發(fā)展到現(xiàn)在,已有15年的發(fā)展歷史。應該說作為一種應用系統(tǒng),其功能特點是隨著工業(yè)自動化的發(fā)展而逐漸完善和發(fā)展的。

            目前,國際上視覺系統(tǒng)的應用方興未艾,1998年的市場規(guī)模為46億美元。在國外,機器視覺的應用普及主要體現(xiàn)在半導體及電子行業(yè),其中大概 40%-50%都集中在半導體行業(yè)。具體如PCB印刷電路。主要的機器視覺公司諸如德國克朗斯公司,美國的工業(yè)動力機械有限公司等等。

            而在國內(nèi),工業(yè)視覺系統(tǒng)尚處于概念導入期,導致以上各行業(yè)的應用很少,即便是有,也只是低端方面的應用,大多數(shù)國內(nèi)公司多代理國外公司產(chǎn)品,自主研發(fā)的相對較少,這樣產(chǎn)品在國內(nèi)售價相對很高,導致很多工廠在權(quán)衡利弊之后,放棄了使用機器視覺的想法。

            但隨著我國配套基礎(chǔ)建設(shè)的完善,技術(shù)、資金的積累,各行各業(yè)對采用圖像和機器視覺技術(shù)的工業(yè)自動化、智能化需求開始廣泛出現(xiàn),同時也由于視頻采集系統(tǒng)硬件產(chǎn)品的價格下降,國內(nèi)有關(guān)大專院校和研究所近兩年在圖像和機器視覺技術(shù)領(lǐng)域進行了積極思索和大膽的嘗試,逐步開始了工業(yè)現(xiàn)場的應用。另外,各行業(yè)的領(lǐng)先企業(yè)在解決了生產(chǎn)自動化的問題以后,已開始將目光轉(zhuǎn)向視覺測量自動化方面。這些應用大多集中在如藥品檢測分裝、印刷色彩檢測等。真正高端的應用還很少,因此,以上相關(guān)行業(yè)的應用空間還比較大。

            嵌入式系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)化是機器視覺系統(tǒng)發(fā)展的兩個趨勢:

            1) 嵌入式系統(tǒng)使得數(shù)據(jù)采集、自動控制和圖像檢測集成得更加緊密,另外基于嵌入式系統(tǒng)的機器視覺系統(tǒng)具有極低的功耗。

            2) 網(wǎng)絡(luò)化是嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展趨勢,其在工業(yè)自動化領(lǐng)域的應用也越來越廣泛,機器視覺于網(wǎng)絡(luò)通信等先進技術(shù)的結(jié)合正在改變工業(yè)自動化生產(chǎn)的面貌。

            當前,機器視覺與運動控制,網(wǎng)絡(luò)通訊等先進技術(shù)的結(jié)合正在改變工業(yè)自動化生產(chǎn)的面貌,而同時具備運動控制,機器視覺,網(wǎng)絡(luò)通訊幾方面技術(shù)背景的企業(yè)無疑將走在前列。

            2、系統(tǒng)硬件設(shè)計

            本次設(shè)計以啤酒瓶檢測為設(shè)計背景,結(jié)合機器視覺的這兩大發(fā)展趨勢,開發(fā)以TI公司TMS320DM642為核心的嵌入式系統(tǒng),并應用以太網(wǎng)技術(shù)進行圖像傳輸。

            設(shè)計模塊示意圖:

          基于DSP和FPGA的機器視覺系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)  
          圖1 硬件結(jié)構(gòu)框圖

            2.1 視頻采集模塊

            模擬視頻信號采用非標準制式,相機工作在外觸發(fā)方式下,由提供觸發(fā)信號,每觸發(fā)一次,相機傳送一場信號。進入電路板的視頻信號幅值為1V,先經(jīng)過視頻運算放大器EL4089放大并嵌位,使幅值升為2V.之后信號分兩路,一路送ISL59885視頻同步分離芯片產(chǎn)生行同步、場同步信號,一路經(jīng) AD9200進

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