专利名称：一种嵌入式图像检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种图像检测装置，具体涉及一种可用于在线检测的、 基于机器视觉技术的嵌入式图像检测装置。
背景技术：
产品检测技术对于产品的生产和消费都十分重要，多年来一直是工农 业领域的重要研究课题。采用机器视觉的方法对产品的外部品质进行检测， 把合格品和不合格品区分开，是产品生产过程中一个重要环节，对于提高 产品质量、产品分级具有重要意义。
在基于机器视觉的产品在线检测技术中，对产品图像的采集和处理已 成为其最重要的组成部分。目前的图像采集装置主要采用计算机与图像采
集卡或者数字信号处理器(DSP: Digital Signal Processor)与现场可编 程门阵列(FPGA: Field Programmable Gate Array)等方式。计算机与图 像采集卡方式是早期采用的方式，可以充分利用计算机的软硬件资源，降 低研发难度，但其体积大、成本高。随着DSP(Digital Signal Processor数 字信号处理器)技术的发展，DSP与FPGA是目前一种主要的应用方式，DSP 控制图像数据的采集、存储、处理和传输。虽然这种方式取得了理想的效 果，但成本较高，难以被市场所接受。 发明内容
本实用新型是为了克服现有技术存在的缺点而提出的，其目的是提供 一种嵌入式实时图像检测装置。
本实用新型的技术方案是 一种嵌入式图像检测装置，包括喂料系统、 图像采集系统、嵌入式图像检测系统、静态存储器、闪存、执行机构和人 机界面。喂料系统包括料仓，在料仓的下方设置有振动喂料器，在振动喂 料器的下方设置有滑槽，在滑槽的下方设置有履带式传送带。所述的图像 采集系统包括镜头，在镜头的下方设置有光源和一个多面体背景板；嵌入 式图像检测系统包括控制调度模块、时序控制模块、算法处理模块、存储 管理模块和结果输出模块。
光源采用高频光谱白光作为光源。
人机界面采用的彩色触摸屏型号为VT585W或者性能类似的彩色触摸屏。
本实用新型以彩色CCD作为图像传感器，以FPGA为硬件核心，基于SOPC技术构建集光学、图像处理、模式识别等技术于一体的嵌入式图像检测装 置，简化了硬件结构，提高集成度，降低了成本，同时减小了设备的体积， 可以方便地安装在产品的在线检测生产线上。
图1是本实用新型的整体组成框图2是本实用新型的结构示意图。 其中-
1物料系统2图像采集系统
3嵌入式图像检测系统4静态存储器
5闪存6执行机构
7人机界面21镜头
22彩色CCD23模数转换
14料仓15振动喂料器
16滑槽19喷嘴
20传送带27光源
28背景板31控制调度模块
32存储管理模块33算法处理模块
34时序控制模块35结果输出模块
具体实施方式
参照附图和实施例对本实用新型的一种嵌入式图像检测装置进行详细
说明
如图l、 2所示， 一种嵌入式图像检测装置，包括物料系统l、图像采 集系统2、嵌入式图像检测系统3、静态存储器4、闪存5、执行机构6和 人机界面7。
其中，物料系统1包括料仓14，在料仓14的下方设置有振动喂料器 15，在振动喂料器15的下方设置有滑槽16，在滑槽16的下方设置有履带 式传送带20。
图像采集系统2包括镜头21，镜头21和彩色电荷藕合器件(彩色CCD) 22成为一体，模数转换23将彩色CCD22传输来的模拟图像信息数字化，在 镜头21的下方设置有光源27和一个多面体背景板28。
其中，彩色CCD (Charge Coupled Device,电荷耦合器件)由一种 高感光度的半导体材料制成，可将光子转换成电荷，具有分辨率高、识别 精度高、可移植性强等特点。
光源27采用高频光谱白光作为光源。背景板28:在不同的参考背景下，镜头21获取到的图像灰度值和RGB (红、绿、兰)特征信息值是不同的，为满足分选不同颜色的要求，采用 一个多面体为参考背景板，本实用新型为六面体，每面涂有不同的参考背 景色。多面体背景板28由控制电路控制，工作时可根据不同物料分选分级 要求自动控制背景板转动到不同背景棱面。
嵌入式图像检测系统3包括控制调度模块31、存储管理模块32、算法 处理模块33、时序控制模块34和结果输出模块35。
其中控制调度模块31负责管理和调度其它模块，完成对待测物的质量 检测和评价，主要评价待测物的颜色、光泽、大小、形状、病斑等。
存储管理模块32主要管理静态存储器4和闪存5。由于FPGA内部的存 储空间有限，且图像数据量较大，因此需要使用片外存储器来缓存数据。 由模数转换23传输过来的图像数据在FPGA时序控制下，存储到静态存储 器4中待用，系统采集或处理后的有关数据可以存储在闪存5中。
算法处理模块33主要对图像的处理包括图像校正、滤波、感兴趣区域 提取、特征值提取、分析判断等过程，针对具体的识别对象(如苹果、番 茄等农产品)，速度快，实时性强。
时序控制模块34是现场可编程门阵列(FPGA)中的一个功能模块，经 过AVAL0N总线挂接到处理器上，负责产生彩色CCD22和模数转换23的驱 动时序，驱动图像信号经过彩色CCD22采集后经过模数转换变成数字信号。 整个过程在时序控制模块32的管理下有序进行。
结果输出模块35控制调度模块通过数据通讯接口将处理结果送到执行 机构6和人机界面7，驱动执行机构6执行相应动作，人机界面7负责显示 图像的相关信息。
执行机构6包括喷嘴19，喷嘴19根据需要可以设计成不同结构形式， 如扁形结构。
人机界面7采用彩色触摸屏，通过信号线与嵌入式图像检测系统3连 接。分选时，在触摸屏上显示依据不同的分选分级标准分选出的正常物料 图像和与之对应的剔出物料的图像。点击不同的图像，'即可确定选择了不 同的分选标准。同时在分选工作时，经图像采集系统2采集到当前分选物 料的图像后，可在触摸屏上实时地显示，便于观察。彩色触摸屏可选用 VT585W型或者性能类似的彩色触摸屏。
本实用新型的工作过程是 (i )被检测物经振动喂料器15振动从料仓14中落入传送带20上，在传送带20上逐个被检测，检测被检测物是否到达采集区域；
(ii) 待测物到达设定位置，光源27的光被遮挡，产生一个电平触发 信号。该信号送入嵌入式图像检测系统3，触发光源27曝光，同时启动图 像采集、处理等整个检测过程。
(iii) 在控制调度模块31的控制下，完成对待测物的质量检测和评价， 主要评价待测物的颜色、光泽、大小、形状、病斑等，把分析结果通过结 果输出模块35送到执行机构6。
(iv) 执行机构6根据检测结果，通过喷嘴19把不同品质的待测物分 别放到不同的容器中，即实现了待测物的分级检测。
本实用新型以彩色CCD作为图像传感器，以FPGA为硬件核心，基于S0PC 技术构建集光学、图像处理、模式识别等技术于一体的嵌入式图像检测装 置，简化了硬件结构，提高集成度，降低了成本，同时减小了设备的体积， 可以方便地安装在产品的在线检测生产线上。
权利要求1、一种嵌入式图像检测装置，包括喂料系统(1)、图像采集系统(2)、嵌入式图像检测系统(3)、静态存储器(4)、闪存(5)、执行机构(6)和人机界面(7)，喂料系统(1)包括料仓(14)，在料仓(14)的下方设置有振动喂料器(15)，在振动喂料器(15)的下方设置有滑槽(16)，在滑槽(16)的下方设置有履带式传送带(20)，其特征在于所述的图像采集系统(2)包括镜头(21)，在镜头(21)的下方设置有光源(27)和一个多面体背景板(28)；嵌入式图像检测系统(3)包括控制调度模块(31)、存储管理模块(32)、算法处理模块(33)、时序控制模块(34)和结果输出模块(35)。
2、 根据权利要求1所述的一种嵌入式图像检测装置，其特征在于光 源(27)采用高频光谱白光作为光源。
3、 根据权利要求1所述的一种嵌入式图像检测装置，其特征在于人 机界面(7)采用的彩色触摸屏型号为VT585W或者性能类似的彩色触摸屏。
专利摘要本实用新型公开了一种嵌入式图像检测装置，包括喂料系统、图像采集系统、嵌入式图像检测系统、静态存储器、闪存、执行机构和人机界面。喂料系统包括料仓、振动喂料器、滑槽和履带式传送带。图像采集系统包括镜头、光源和一个多面体背景板；嵌入式图像检测系统包括控制调度模块、时序控制模块、算法处理模块、存储管理模块和结果输出模块。本实用新型以彩色CCD作为图像传感器，以FPGA为硬件核心，基于SOPC技术构建集光学、图像处理、模式识别等技术于一体的嵌入式图像检测装置，简化了硬件结构，提高集成度，降低了成本，同时减小了设备的体积，可以方便地安装在产品的在线检测生产线上。
文档编号G01N21/57GK201327415SQ200820145109
公开日2009年10月14日 申请日期2008年12月30日 优先权日2008年12月30日
发明者刘恩树, 张海顺, 徐晓明, 朱体高, 王峻松, 王志为, 赵永福 申请人:天津市华核科技有限公司