[发明专利]基于嵌入式构架的多区域分割视觉检测系统及检测方法

说明书

技术领域

本发明涉图像分割和图像处理技术领域，特别涉及基于嵌入式构架的多区域分割视觉检测系统及检测方法。

背景技术

在婴儿纸尿片和妇女卫生巾等个人卫生用品的成品制造中都使用的无纺布原材料，它们是一次性用品，且与人体直接接触,因而顾客对产品的质量及卫生状况极其关注。然而在成品的生产过程中，不可避免地会出现一些机器油污、粉末、滴胶甚至死昆虫等污物附着在成品表面上，这些污物的面积大小不一。目前国内个人卫生用品行业的生产线速度每分钟高达300m，包装前的人工随机抽样检测不仅效率低下,无法检测所有产品，而且增加了人员成本。在生产线上安装视觉检测系统，是近两年来国内无纺布成品生产厂商提出的新需求。目前个人卫生用品行业使用的机器视觉系统主要有两种：(1)国际大厂商提供的集成系统,如Cognex、Keyence、Omron等的视觉系统；(2)国内一些公司采用OEM相机在个人计算机(PC)平台上自主开发的视觉系统。然而这两种视觉系统的价格昂贵，不仅生产线制造厂家及最终产品制造商的成本增加了，而且无法掌握核心知识产权。

另外，实际婴幼儿纸尿片和成人卫生用品的成品在设计为了提高产品的质量和效果，往往不是一个纯白色的表面，不仅存在压花，而是加入了其他的吸水材料，称之为蓝芯片。压花和蓝芯片与纸尿片表面存在着很大的灰度差，视觉系统在检测时容易把压花和蓝芯片当作污渍，所以压花和蓝芯片的存在直接导致了表面污渍检测系统在设计时需要对不同的区域进行分割处理。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种降低检测误判率、提高检测可靠性的多区域分割视觉检测系统。

本发明的另一目的在于，提供一种基于上述视觉检测系统的检测方法。

为了达到上述第一目的，本发明采用以下技术方案:

本发明一种基于嵌入式构架的多区域分割视觉检测系统，包括CPLD子系统、ARM子系统、DSP子系统以及IO子系统；

CPLD子系统根据外部同步信号和触发信号驱动图像信号处理器采集原始图像数据，并将这些数据写入到DSP中，同时CPLD子系统对人机界面进行显存管理及VGA输出管理；

ARM子系统控制人机界面中的用户菜单的生成以及响应手操板动作完成图像采集工作参数的设置和多区域分割参数设置；

DSP子系统，根据ARM子系统设置的工作参数和区域，分别完成分割出来的多个区域内的图像处理,产生判断结果并输出脉冲；

IO子系统，系统的IO包括图像采集控制及次品剔除控制；处理外触发和外同步信号，保证采集的原始图像不会因为生产线速度的变化而产生变形；另外当DSP检测到污点后，根据计数预设的延迟排片数后，发出次品剔除信号。

优选的，所述CPLD子系统包括图像采集、显存管理、外同步和外触发管理，CPLD子系统响应外部同步信号和触发信号，驱动图像信号处理器采集原始图像数据，并将产生符合DSP数据总线时序的信号，将这些采集到的图像数据写入到DSP数据总线的缓存中；人机界面是由CPLD管理SRAM静态存储器作为显存，CPLD以寄存器的形式开放总线给ARM，ARM以其异步存储器总线对这些寄存器进行读写操作，通过ARM读写CPLD的寄存器来实现显存数据的更新，CPLD先把ARM写入到其寄存器中的菜单数据值，保存到显存中固定的地址单元，再通过读取显存中的数据进行VGA显示，实现菜单界面。

优选的，所述ARM子系统包括与CPLD相连接的异步存储总线接口、配置图像处理芯片的I2C接口、与DSP相连接的串口、以及扩展接口，ARM系统作为视觉系统的控制器，主要负责人机界面管理及系统工作参数的设置，ARM通过I2C接口设置VSP1021专用CCD传感器图像采集芯片的相关寄存器；CPLD以寄存器的形式开放总线给ARM，ARM以其异步存储器总线对这些寄存器进行读写操作，实现ARM与CPLD之间的协调工作、完成人机界面的管理；同时ARM通过串口与DSP连接，把图像检测、区域分割等参数提供给DSP，以完成图像的分析。