专利名称：基于fpga的激光测径方法
技术领域：
本发明涉及线缆检测领域，更具体地涉及一种基于FPGA的激光测径方法。
背景技术：
近年来，我国线缆行业发展迅速，然而我国的线缆制造企业生产线上大部分没有 安装在线检测设备，仍然沿袭落后的劳动密集型生产模式，大部分线缆品种生产工艺落后、 产品质量一致性无法得到有效的保证。评价线缆产品品质的重要参数有如外径、偏心指标 的在线测量设备，为了提供线缆产品的成品质量，亟待研发能够满足高精度检测要求并适 应高速生产线抖动环境的线缆直径在线检测装置。线缆直径的测量方法有很多，主要分为接触测量和非接触测量两种。其中接触测 量方法有直接利用尺寸工具进行抽样检查、电磁式接触测量等。用尺寸工具测量，精度不够 且测量速度缓慢，主要用于离线抽样分析场合；用电磁式测量，测量精度和速度都难以得到 保证，亦不能满足测量的实时性要求。近年来，科研人员提出了激光扫描成像、光电投影成 像、激光衍射等非接触式光电测径原理，通过光电传感器将线缆直径信息转化为电信号进 行处理，具有检测快速，测量精度高等特点。无论是基于何种光电检测原理，其模数转换及后续的信号处理电路的设计直接关 系到传感器数据采集及处理的速度和精度指标，是检测装置研发中必不可少的重要环节。 目前绝大多数检测装置都是以单片机或数字信号处理器(Digital Signal Processing，简 称DSP)作为核心信号处理单元，通过软件的方式来实现检测工作流程的。由于光电传感元 件的工作频率往往高达数兆赫兹，而且在线检测方式下高速生产线以及线缆工件抖动的工 作环境要求检测装置的检测时间尽可能短。基于单片机的传统设计架构不仅对处理器的最 大工作主频具有严格的限制，而且对软件工作方式下带来的程序指令执行时耗、软件系统 可靠性设计等均提出了更为苛刻的要求。如何在高频环境下满足检测系统的高速高精测量 指标是检测装置设计工作的关键。因此，有必要提供一种基于FPGA的激光测径方法来满足需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于FPGA的激光测径方法，以实现对线缆直径的高速 可靠的、高精度的在线检测。为实现上述目的，本发明提供了一种基于FPGA的激光测径方法，用于实时检测线 缆的直径，包括以下步骤(1)产生平行光，将待测线缆横贯于所述平行光中；( 产生的所 述平行光经过待测线缆遮挡而部分射出；C3)将所述部分射出的平行光汇聚并通过光电传 感器转化成模拟电信号；(4)接收模拟电信号并进行放大处理；( 接收放大处理后的模拟 电信号并进行波形处理；(6)接收波形处理后的模拟信号并转化成数字信号；(7)接收所述 数字信号并进行运算处理；(8)接收运算处理后的数字信号并显示。较佳地，所述步骤(1)中的平行光为脉冲激光，激光光源采用脉冲式的工作方式，有利于延长半导体激光器的工作寿命，进一步提高系统的稳定可靠性。 较佳地，所述步骤(5)按照如下函数解析式修正处理线缆的直径数据波形 f
权利要求
1.一种基于FPGA的激光测径方法，用于实时检测线缆的直径，其特征在于，包括以下 步骤(1)产生平行光，将待测线缆横贯于所述平行光中；(2)产生的所述平行光经过待测线缆遮挡而部分射出；(3)将所述部分射出的平行光汇聚并通过光电传感器转化成模拟电信号；(4)接收模拟电信号并进行放大处理；(5)接收放大处理后的模拟电信号并进行波形处理；(6)接收波形处理后的模拟信号并转化成数字信号；(7)接收所述数字信号并进行运算处理；(8)接收运算处理后的数字信号并显示。
2.如权利要求1所述的基于FPGA的激光测径方法，其特征在于，所述步骤(1)中的平 行光为脉冲激光。
3.如权利要求1所述的基于FPGA的激光测径方法，其特征在于，所述步骤(5)按照如下函数解析式修正处理线缆的直径数据波形 fD = — χ (resualt _/ + resualt — m- resualt _ r) d ~ ~ —其中，D为线缆直径，f为焦距，d为光栅到光电传感器的距离，result_l为光电传感器采样数据的左边界处理结果，results为光电传感器采样数据的右边界处理结果，resultm为中间数据段处理结果。
全文摘要
本发明公开了一种基于FPGA的激光测径方法，用于实时检测线缆的直径，包括以下步骤(1)产生平行光，将待测线缆横贯于所述平行光中；(2)产生的所述平行光经过待测线缆遮挡而部分射出；(3)将所述部分射出的平行光汇聚并通过光电传感器转化成模拟电信号；(4)接收模拟电信号并进行放大处理；(5)接收放大处理后的模拟电信号并进行波形处理；(6)接收波形处理后的模拟信号并转化成数字信号；(7)接收所述数字信号并进行运算处理；(8)接收运算处理后的数字信号并显示。本发明的基于FPGA的激光测径方法能够适应较高的生产线速度和线缆抖动工作环境下的实时在线检测，满足高频环境下高速高精度地测量线缆直径的指标。
文档编号G01B11/08GK102087100SQ20101055530
公开日2011年6月8日 申请日期2010年11月23日 优先权日2010年11月23日
发明者刘涛, 李明斌, 李迅波, 陈勇强 申请人:东莞市日新传导科技股份有限公司, 东莞电子科技大学电子信息工程研究院