[发明专利]一种新型涡流数据采集系统

摘要

本发明涉及一种新型涡流数据采集系统，包括控制单元、图像数据摄像单元、DSP模块、双口RAM模块，单片机模块，数据采集与通讯系统软件；控制单元通过信号线分别与DSP模块、图像数据摄像单元、双口RAM模块，单片机模块，数据采集模块相连接，所述DSP模块包括数据输入、数据转换和数据处理三个部分；图像数据摄像单元包括摄像设备和数据处理模块，图像数据摄像单元通过信号线与所述DSP模块相连接，所述数据处理模块把摄像设备输入的二值图象进行处理，在图像上利用缺陷单片段进行处理和检测，缺陷单片段为图象某扫描行上连续黑象素构成的区域，缺陷单片段内包括左端点和右端点。本发明以高性能定点DSP芯片为主处理单元，以高速单片机为从处理单元，充分发挥DSP数据处理能力强和单片机接口管理能力强、外围资源丰富的优点，使得两种处理器各司其职，并实现功能互补。

主权项

一种新型涡流数据采集系统，其特征是：包括控制单元、图像数据摄像单元、DSP模块、双口RAM模块，单片机模块，数据采集与通讯系统软件；控制单元通过信号线分别与DSP模块、图像数据摄像单元、双口RAM模块，单片机模块，数据采集模块相连接，所述DSP模块包括数据输入、数据转换和数据处理三个部分；所述数据输入包括信号缓冲、放大、滤波和A/D转换及逻辑控制，所述数据转换包括设定PGA增益系数、产生A/D逻辑控制，信号、串入/并出的数据转换以及地址译码，所述数据处理包括实时读取内存中的16位并行A/D转换结果，对数字滤波、温度补偿等算法产生的数据进行处理，将数据送双口RAM供单片机访问；所述双口RAM模块是所述DSP模块与所述单片机模块的数据交换接口，影响着整个系统数据传输；所述单片机模块包括人机接口与通信接口，主要实现参数设定、实时数据显示、菜单操作以及与PC通信功能；所述人机接口实现对键盘与显示器的接口管理，所述通信接口实现将双口RAM中的实时数据进行外部存储并利用上位PC机进行离线分析和管理；所述数据采集与通讯系统软件包括主要包括人机接口与通信程序、DSP数据采集与数据处理程序和逻辑控制实现；图像数据摄像单元包括摄像设备和数据处理模块，图像数据摄像单元通过信号线与所述DSP模块相连接，所述数据处理模块把摄像设备输入的二值图象进行处理，在图像上利用缺陷单片段进行处理和检测，缺陷单片段为图象某扫描行上连续黑象素构成的区域，缺陷单片段内包括左端点和右端点，生成左端点和右端点的算法思想为：输入：摄像设备输入的二值图象矩阵；输出：由缺陷单片段作为结点组成的链表；算法步骤为：设图像矩阵中第i行缺陷单片段个数为ni图象的高度为H；第1步设置δ1，δ2等偏差阈值；第2步扫描图象第一行(此时i＝0)，检测连续黑象素构成的区域，记录为缺陷单片段，输出为新的缺陷单片段，检查第一个缺陷单片段段并形成第一个域N1，并添加到链表中，后移检测行，结合缺陷单片段的端点分量进行判别；第3步循序检查第k个缺陷单片段形成第k个缺陷单片段Nk，k为整数；第4步置i＝1；扫描图象第i行，检测连续黑象素构成的区域，记录为缺陷单片段，输出为新的缺陷单片段，检查缺陷单片段并形成第i个缺陷单片段Ni，并添加到链表中；第5步逐一处理生成的各个缺陷单片段段；对于某个缺陷单片段D，首先循序检查已形成的各个结点N记录到数据存储单元中，检查已形成链表的下一个结点N，直至处理完第ni个缺陷单片段；第6步判断是否满足i＜H 若是，则结束；否，i＝i+1，转第4步；提取出原图象缺陷轮廓边界的缺陷单片段后，缺陷单片段的左端点和右端点都是成对出现，对于线宽为1的情况，成对出现的缺陷单片段的两个端点重合为一点，因此对缺陷单片段的左端点和右端点，则取其中点，这样由中点组成的点列就代表了缺陷段的轮廓边界，以这些点列为基础，用n次B样条函数来拟合曲线，就获得了缺陷区域。