基于DM6437的嵌入式机器视觉系统的研究与开发

发布时间：2020-04-09 08:46

【摘要】：随着科学技术的发展,工业生产的自动化程度越来越高,市场对产品质量和性能的要求越来越高,这就要求产品检测装置应具有更高的智能化。具有非接触式、检测精度高、检测速度快、高度智能化以及安装方便等优点的机器视觉检测技术正是在这种强大的市场需求驱动下发展起来的。目前,国外对机器视觉技术的研究比较成熟,其机器视觉产品已经应用到了各行各业的产品检测上,而国内对机器视觉技术的研究尚处于起步阶段,国内的机器视觉检测行业一直被国外机器视觉产品垄断。本文采用美国德州仪器(TI)公司的DM6437芯片作为核心处理器,并结合嵌入式实时操作系统技术、图像处理技术、光学技术、网络通信技术、串口通信技术等,设计实现了一款嵌入式机器视觉系统。系统的硬件电路以DM6437芯片为核心,采用模块化设计,包括了图像采集模块、图像处理模块、存储模块和通信模块等,各模块之间协调工作。采用CMOS传感器和DM6437直接相连的方式,简化了采集模块的电路设计;DM6437外扩DDR2存储器和NAND FLASH存储器构成了系统的存储模块,可以存储大量的图像数据和配置信息数据;系统还提供了丰富的通信接口,如以太网接口、RS-485串口、I/O口等,可以方便地与很多工业现场设备进行通信。系统的软件实现基于DSP/BIOS嵌入式实时操作系统,采用多任务并行处理机制,包括图像采集、图像处理、以太网通信、串口通信等任务,各任务之间通过信号量同步。图像处理算法以模块的行式封装并存于NAND FLASH存储器中,程序在运行的时候根据配置信息可以快速方便的调用算法模块,提高了系统图像处理的效率;以太网通信的软件实现基于TI公司的NDK(Network Developer’s Kit)开发包,加快了系统的开发进度,并提高了网络通信的可靠性。实验证明,该系统具有检测精度高、检测速度快、通信接口丰富、安装方便等优点,能够与国外多数嵌入式机器视觉产品相媲美,并且已经应用于工业控制的机器视觉检测现场。
【图文】：

数字图像,机器视觉,嵌入式,测控系统

一个完整的嵌入式机器视觉测控系统结构如图2-1 所示，，由嵌入式机器视觉系统(以下简称“下位机”)、计算机(以下简称“上位机”)、智能终端(HMI)、光源和执行机构等组成，其中下位机集图像采集、图像处理和结果输出等功能于一体，为嵌入式机器视觉测控系统的核心部分，也是本文研究的重点。图 2-1 嵌入式机器视觉测控系统组成框图Fig.2-1 Embedded Machine Vision Control System’s Block Diagram下位机通过将被测物体的光学图像信号转换为可处理的数字图像信号，并对其进行处理得到正确的处理结果，最后将结果输出给执行机构执行相应的动作，完成物体的检

整体结构,系统硬件,通信方式,以太网通信

Fig.2-2 Diagram of the overall Hardware Structure块由 DM6437 外扩 DDR2 和 NAND FLASH 存储器构成。DM6437(EMIF)外接 NAND FLASH，用于固化系统代码和用于图像处理的过 DDR2 控制器外接 DDR2 存储器，用于存储图像数据和系统程序序从 NAND FLASH 启动，并加载系统程序至 DDR2 中运行，系统像数据均存入 DDR2 存储器中，而用户下载的算法配置信息需保持入 NAND FLASH 中。供了以太网通信、RS-485串口通信、I/O口通信等通信方式。DM6437AX3485 芯片构成了 RS-485 串行接口，可以和支持 RS-485 通信的设C、文本屏等。DM6437 的 EMAC 外设和网络芯片 TLK100、RJ-45口，可以和支持以太网通信的设备进行通信，如 PC、触摸屏等。此外IO 向外界提供 I/O 通信方式，可以和支持 I/O 通信方式的外部设备软件整体设计方案软件开发平台的选择
【学位授予单位】：江南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TP368.1

【引证文献】