[实用新型]一种基于ZYNQ的三维点云数据在线检测装置及其系统

说明书

本实用新型公开了一种基于ZYNQ的三维点云数据在线检测装置及其系统，其包括依次连接的点云数据采集模块和ZYNQ板卡，所述点云数据采集模块采集被测物体的三维点云数据，所述ZYNQ板卡处理所述三维点云数据并将检测结果输送至计算机上位机；其中，所述点云数据采集模块包括M*N个呈矩阵形式排布的三维点云传感器，M为行数，N为列数，M大于或等于2，所述ZYNQ板卡上设有ZYNQ芯片。上述检测装置将数据处理过程从计算机上位机移植至ZYNQ芯片，充分利用ZYNQ芯片的优势，加快了三维点云数据处理效率，同时，利用M*N个呈矩阵形式排布的三维点云传感器可以加快对被测物体的检测速度。

技术领域

本实用新型属于三维点云数据处理技术领域，具体涉及一种基于ZYNQ的三维点云数据的在线检测装置及其系统。

背景技术

相对于传统的2D图像检测，三维检测有其独特的优势，具体体现在：①在缺陷检测领域，部分缺陷与该缺陷邻域像素的灰度值相近，使用传统的2D图像检测技术无法成功识别缺陷，但使用三维检测可以获得高度信息，进而成功识别缺陷；②在细节检测方面，比如手机侧面圆角的倾斜度，使用传统的2D图像检测无法精确测量，但使用三维检测则可以获取其对应倾斜度。

在三维检测行业中，国内外已有公司利用三维传感器获取被测物体的三维点云数据，进而实现高度检测、轮廓检测、连续轮廓检测、边缘检测、趋势边缘宽度和缺陷检测等功能。然而，因为三维传感器检测精度极高，如：德国品牌SmartRay公司旗下产品ECCO75.030，其垂直分辨率可达1.4um，水平分辨率可达18um，检测速度快，数据采集速度可以达到760万点每秒，从而导致庞大数据量堆积，严重影响生产线的检测效率，大幅度降低工业现场实时检测产品的能力。

因此，为了满足工业现场实时检测需求，亟待在三维线激光传感侧构建具有高数据并发能力、低功耗、高集成度的三维点云数据加速装置，以减轻后端上位机数据处理的压力。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种可以采集被测物体三维点云数据并实时对数据进行在线处理以及结果显示的装置，通过该装置一方面可以加快三维点云数据的处理速度，减轻后端上位机数据处理的压力；另一方面，利用M*N个呈矩阵形式排布的三维点云传感器可以加快对被测物体的检测速度。

一方面，本发明提供一种基于ZYNQ的三维点云数据在线检测装置，包括依次连接的点云数据采集模块和ZYNQ板卡，所述ZYNQ板卡上设有ZYNQ芯片，所述点云数据采集模块采集被测物体的三维点云数据，所述ZYNQ板卡处理所述三维点云数据并将检测结果输送至计算机上位机；

其中，所述点云数据采集模块包括M*N个呈矩阵形式排布的三维点云传感器，M为行数，N为列数，M大于或等于2。

进一步优选，列数N的取值满足：N与三维点云传感器的最佳视野范围的乘积大于或等于被测物体的测量宽度。

进一步优选，行数M的取值满足：

(被测物体的测量长度/检测段流水线速度+流水线转场时间)/M≤流水线来料速度。

其中，流水线转场时间为流水线上一组被测物体的转场切换时间(利用M行三维点云传感器同时检测一组被测物体，检测完毕后再切换另一组)，流水线来料速度为单个被测物体进入流水线的平均时间，被测物体的测量长度是指被测物体从开始测量的位置到结束测量的位置之间的距离。

进一步优选，扫描检测时每一行的三维点云传感器分别对应一个被测物体，相邻两行的三维点云传感器的行距与流水线上相邻两个被测物体的距离相关。

进一步优选，上述装置还包括存储服务器，所述存储服务器与所述ZYNQ芯片以及所述计算机上位机连接。

进一步优选，所述存储服务器以及所述ZYNQ板卡上均设有SATA接口，并通过SATA接口连接。