[发明专利]一种运动带状材料在线质量检测系统无效

专利信息
申请号: 200910045120.2 申请日: 2009-01-09
公开(公告)号: CN101482518A 公开(公告)日: 2009-07-15
发明(设计)人: 任立红;杨影;丁永生;郝矿荣 申请(专利权)人: 东华大学
主分类号: G01N21/89 分类号: G01N21/89
代理公司: 上海泰能知识产权代理事务所 代理人: 黄志达;谢文凯
地址: 201620上海市松*** 国省代码: 上海;31
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摘要:
搜索关键词: 一种 运动 带状 材料 在线 质量 检测 系统
【说明书】:

技术领域

本发明属线阵图像传感技术和嵌入式开发技术领域,特别涉及一种用于检测运动带状材料质量信息的基于线阵图像传感器阵列的在线质量检测系统。

背景技术

目前用于检测系统的方案一般有两种:一种是基于PC机的检测系统,另一种是基于DSP的检测系统。虽然通用PC机强大的资源优势是其它系统所不能比拟的,但是高消耗也是该系统一大弊病,只能提供中等的视频处理能力,且要占用CPU几乎全部的处理能力,另外该系统体积过于庞大,这些因素都造成了在工业应用中的不便,多用于视频采集和视频处理的算法研究和仿真阶段;基于DSP的检测系统,由于DSP强大处理能力和高运行速度,加上具有可编程性,实时运行速度可达每秒数以千万条复杂指令程序,远远超过通用微处理器。随着DSP技术的发展,高速图像采集与处理系统广泛用于检测系统中。另外,近几年关于嵌入式检测系统大多是基于图像采集卡的,没有发现在不使用采集卡的疵点检测系统。不使用采集卡的质量检测系统在实现对CCD相机的精确控制下降低了设备成本,代表了当今检测系统的发展方向。由于被测物体处于高速运动当中,而缺陷检测要求高清晰度高分辨率的图像,因此用普通摄像设备很难获得满足要求的无模糊图像。线阵CCD摄像设备每次扫描只对一条扫描线成像,利用被摄物体与CCD之间的相对运动通过连续扫描形成二维图像。因此,只要线扫描率足够高,可以消除运动模糊。

质量检测已被证实是生产过程中最难实现自动化的工序。目前运动带状材料的在线质量检测大多依靠人工目测的方法来完成。人工目测不但存在劳动强度大、效率低、易受人为因素影响、误检率和漏检率高等缺点,还会对工人的视觉造成严重的伤害。人工检验一般只能检验出“40%~60%”的疵点。查阅国内外申请的关于带状材料在线检测的专利了解到,对带状材料的检测仅限于钢铁,玻璃,印刷品等,如专利200710051862.7一种基于机器视觉的浮法玻璃缺陷在线检测装置;专利200410061395一种印刷品质量在线检测装置;专利200720067927一种带钢浪型在线检测系统,这些系统都是基于工控机的在线检测系统,都不涉及基于DSP的运动带状材料线阵图像传感器阵列的在线质量检测系统,尤其是多线阵CCD阵列图像采集不需要图像采集卡以及自适应同步控制等高速实时检测的关键技术,并且检测系统专用性很强不能灵活应用到其他检测系统上。因此研究开发基于DSP的并行线阵CCD阵列在线质量检测系统具有良好的应用前景和市场需求。经过相应算法的调整,该方法可以方便地应用到其它带状材料的质量检测。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种在不使用图像采集卡的情况下对运动带状材料的图像采集及处理等的嵌入式检测系统,特别适用于动态带状材料的质量检测和在线控制。采用多个线阵CCD传感器和适用于运动带状材料的光源组成光学成像系统,利用多个DSP处理器和上位机以及各种设计电路构成线阵CCD图像传感器阵列的控制系统,它可以在不使用采集卡的情况下把CCD采集的数据传输给DSP进行处理,根据运动带状材料速度变化实现对CCD采样频率的自动控制,使得采集的图像不会出现变形。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:提供一种运动带状材料在线质量检测系统,包括由至少二个高分辨率线阵CCD组成的并行图像传感器组、一套由至少二个DSP组成的图像传输和处理的嵌入式系统以及适合运动带状缠绕材料特点的照明系统,所述的高分辨率线阵CCD包括高速CCD信号数字复接电路,实现至少二路CCD信号的输入,及一个DSP处理至少二个CCD采集的数据,所述的高分辨率线阵CCD还包括根据运动带状材料速度对CCD采样频率进行控制的自动控制电路;所述的CCD与DSP间有数据通讯接口电路,采用TMS320C6416在不使用图像采集卡的情况下实现运动带状材料图像的实时采集。

所述的CCD采样采取外同步触发模式,触发信号由外同步触发电路产生,即由安装在运动带状材料设备的卷轴上编码器产生的,实现了根据运动带状材料速度对CCD采样频率的自动控制。

所述的编码器输出信号与相机的输入信号之间的转换采用DS90LV048A接收器接收来自编码器的外同步触发信号,同时把TTL信号转换为LVDS差分信号,编码器的信号是在DSP控制下传输给CCD相机,编码器脉冲输出端口与DSP脉冲输出引脚之间添加了光电隔离器和驱动器。

所述的CCD内部的发送器和后端处理器的信号转换采用DS90CR286芯片将摄像机输出的LVDS信号转换成28位的CMOS/TTL信号,然后再从中分离出图像数据信号和使能信号,作为后端数据接收的使能信号和数据输入信号。

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