高速運(yùn)動線纜表觀檢測中全景圖像采集系統(tǒng)的研究.pdf

1、電線電纜行業(yè)為國家基礎(chǔ)建設(shè)的重要產(chǎn)業(yè)。目前國內(nèi)線纜生產(chǎn)線對線纜表觀質(zhì)量檢測主要是通過人工目檢，效率低，誤檢率高。近年來，機(jī)器視覺技術(shù)快速發(fā)展，機(jī)器視覺系統(tǒng)在工業(yè)檢測中具有無接觸、檢測效率高和誤檢率低等優(yōu)點(diǎn)。國外的機(jī)器視覺技術(shù)研究起步較早，技術(shù)成熟，國內(nèi)對機(jī)器視覺技術(shù)研究起步較晚，國內(nèi)尚未出現(xiàn)應(yīng)用于線纜表觀檢測的機(jī)器視覺技術(shù)。研究具有自主知識產(chǎn)權(quán)的基于機(jī)器視覺技術(shù)的線纜表觀檢測系統(tǒng)具有重要意義。機(jī)器視覺系統(tǒng)的核心為圖像采集和圖像處理，圖像

2、采集系統(tǒng)所采集的圖像質(zhì)量直接影響圖像處理系統(tǒng)的處理效果。
　　本文首先設(shè)計(jì)線纜表觀全景360°圖像采集光學(xué)系統(tǒng)。為了實(shí)現(xiàn)對線纜表觀全景360°圖像采集，設(shè)計(jì)基于平面鏡系統(tǒng)的光學(xué)平臺，根據(jù)圖像處理系統(tǒng)需求和線纜運(yùn)動速度，選擇合適的相機(jī)和鏡頭。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該光學(xué)系統(tǒng)可以采集直徑為6.53 mm線纜表觀全景圖像，像素分辨率為22.5m。然后，設(shè)計(jì)圖像采集傳輸電路。為了解決高速 LVDS差分傳輸線阻抗匹配、時(shí)序和高速信號串?dāng)_問題，采用了

3、蛇形等長布線技術(shù)、阻抗控制技術(shù)和信號隔離技術(shù)等，設(shè)計(jì)了Camera Link轉(zhuǎn)FMC子卡，將串行的Camera Link協(xié)議圖像數(shù)據(jù)解串成并行的圖像數(shù)據(jù)，通過FMC接口，輸入到Zynq內(nèi)。最后，設(shè)計(jì)Zynq內(nèi)FPGA邏輯電路。為了實(shí)現(xiàn)高速Camera Link圖像數(shù)據(jù)采集、緩存、預(yù)處理和顯示，使用了并行處理技術(shù)、流水線技術(shù)、乒乓操作技術(shù)、同步電路設(shè)計(jì)技術(shù)、總線互聯(lián)技術(shù)等，設(shè)計(jì)了相機(jī)觸發(fā)模塊、圖像數(shù)據(jù)采集模塊、圖像預(yù)處理模塊、HDMI顯示