缺陷檢測機器視覺系統(tǒng)硬件平臺
作者： 發(fā)布時間：2025-04-05 瀏覽次數(shù) :0
精質(zhì)缺陷檢測機器視覺系統(tǒng)采用SONY工業(yè)視覺系統(tǒng)，可對產(chǎn)品的尺寸、外觀進行檢測如：長、寬、高、圓心距、點到點、點到線、圓心到線、夾角、劃痕、毛刺、缺陷、臟污、裂痕等不良。
缺陷檢測機器視覺系統(tǒng)將被檢測的目標(biāo)轉(zhuǎn)換成圖像信號，傳送給專用的圖像處理系統(tǒng)，根據(jù)像素分布和亮度、顏色等信息,轉(zhuǎn)變成數(shù)字化信號,圖像處理系統(tǒng)對這些信號進行各種運算來抽取目標(biāo)的特征。
目前，實時圖像處理采集方案主要為下面幾個方面。
1、現(xiàn)場可編程門陣列( FPGA) 。FPGA 由多個可編程的基本邏輯單元組成的一個 2 維矩陣，邏輯 單元之間以及邏輯單元與 I / O 單元之間通過可編程 連線進行連接。FPGA 能在設(shè)計上具有很強的靈活性 ，集成度、工作速度也在不斷提高，可實現(xiàn)的功能也越來越強 同時其開發(fā)周期短，系統(tǒng)易于維護和擴 展，能夠大大地提高圖像數(shù)據(jù)的處理速度。
實時圖像處理系統(tǒng)中，底層的信號數(shù)據(jù)量大，對 處理速度的要求高，但運算結(jié)構(gòu)相對比較簡單，適合 采用 FPGA 以硬件方式來實現(xiàn) 高層處理算法的特 點是處理的數(shù)據(jù)量相對較少，但算法和控制結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可使用 DSP 來實現(xiàn)。所以，可以把二者的優(yōu)點 結(jié)合在一起以兼顧實時性和靈活性。
USB、串口、并口是計算機和外設(shè)進行通訊的常 用接口，但對于數(shù)據(jù)量大的圖像來說，串行 RS - 232協(xié)議難于達到圖像采集實時性要求。USB 口即使 能滿足所需速度，但要求外設(shè)必須支持 USB 協(xié)議，而 USB 協(xié)議與常用工程軟件的接口還不普及。 IEEE - 1394 接口具有廉價，速度快，支持熱拔插，數(shù) 據(jù)傳輸速率可擴展，標(biāo)準(zhǔn)開放等特點，在眾多領(lǐng)域得 到了廣泛的應(yīng)用。但隨著數(shù)字圖像采集速度的提 高、數(shù)據(jù)量的增大，原有的標(biāo)準(zhǔn)漸難以滿足需求。為 了簡化數(shù)據(jù)的連接，實現(xiàn)高速、高精度、靈活、簡單的連接，在 National Semiconductor 公司等多家相機制 造商共同制定推出了 Camera Link 標(biāo)準(zhǔn)。CameraLink 是專門為數(shù)字?jǐn)z像機的數(shù)據(jù)傳輸提出的接口 標(biāo)準(zhǔn)，專為數(shù)字相機制定的一種圖像數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù) 控制信號及相機控制信號傳輸?shù)目偩€接口，其主 要特點是采用了低壓差分信號 ( LVDS) 技術(shù)，使攝 像機的數(shù)據(jù)傳輸速率大大提高。
2、專用集成電路( ASIC) 。ASIC 是針對于某一固定算法或應(yīng)用而專門設(shè)計的硬件芯片，有很強的 實時性。但在實際應(yīng)用中存在開發(fā)周期相對較長、成本高、適應(yīng)性和靈活性差等缺點。
3、數(shù)字信號處理器( DSP) 。DSP 是一種特 的微處理器，是以數(shù)字信號來處理大量信息的器件。其工作原理是將接收到的模擬信號轉(zhuǎn)換為0或 1 的 數(shù) 字 信 號 ， 再 對 數(shù) 字 信 號 進 行 修 改 、刪 除 和 強 化，并在其他系統(tǒng)芯片中把數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)解譯回模擬數(shù) 據(jù)或?qū)嶋H環(huán)境格式，其實時運行速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過通用 微處理器。但是，DSP 的體系仍是串行指令執(zhí)行系 統(tǒng)，而且只是對某些固定的運算進行硬件優(yōu)化，故不 能滿足眾多的算法要求。
4、 通用計算機網(wǎng)絡(luò)并行處理。這種處理結(jié)構(gòu) 采 用多 客 戶 機 + 服 務(wù) 器 的 方 式 ，一 個 圖 像 傳 感 器 對應(yīng)一臺客戶機，服務(wù)器實現(xiàn)信息的合成，圖像處理 的大部分工作由軟件來完成。該結(jié)構(gòu)雖然比較龐 大，但升級維護方便、實時性較好。
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