工业智能相机的设计及其在干电池生产缺陷检测中的应用

摘要

基于机器视觉系统的缺陷检测在工业生产中的应用越来越广，要求也越来越高，目前市面上的机器视觉系统主要为板卡式机器视觉系统（即PC以及工业摄像机组成），结构复杂，体积庞大，安装困难，与工业现场的通用接口不兼容。随着当今微处理器技术的发展，本文针对板卡式机器视觉系统带来的种种缺陷，提出自主研发工业智能相机，应用于检测干电池生产过程中出现缺陷，主要替代市面上广泛使用的板卡式机器视觉系统，将图像采集、传输以及处理等功能集成于单一的相机内。工业智能相机采用TI公司6000系列高性能数字媒体处理器作为核心处理器，外加SDRAM芯片用于缓存图像数据、PHY芯片用于建立以太网连接，图像传感器采用CMOS彩色图像传感器，同时设计PC端上位机软件，配套工业智能相机，用于图像查看和后期调试使用，从而构成性能稳定，成本低，结构紧凑，开发简易的避免了计算机介入的工业智能相机系统，后期在该工业智能相机中设计干电池生产缺陷检测算法，将其运用于干电池生产线中，有效地提高了干电池生产效率和生产质量。
　　本文的主要研究内容如下：
　　(1)工业智能相机的体系结构设计
　　首先介绍了运用基于工业智能相机在干电池生产线中实现缺陷检测的工作原理，然后根据系统的功能需求和性能指标确定工业智能相机的体系结构。
　　(2)工业智能相机的硬件设计
　　根据上述工业智能相机整体系统方案和性能指标确定各子系统的器件选型和硬件电路设计，同时对各个功能模块的工作方式作简要阐述。
　　(3)工业智能相机的软件设计
　　根据工业智能相机的功能要求，介绍了图像传感器以及主处理器选型的过程。同时介绍了主处理器和图像传感器的工作方式以及工业智能相机的软件设计过程进行详细地介绍。介绍工业智能相机系统的主程序设计以及各个子程序的设计和调试工作。
　　(4)基于工业智能相机的干电池内部浆层纸填充缺陷检测算法的设计
　　分析干电池内部浆层纸填充缺陷形式，根据缺陷检测的具体要求设计干电池内部浆层纸填充缺陷检测算法，并移植于工业智能相机中，通过具体实验，测试运行效果，并分析测试结果；发现存在的问题，并提出可以改进和完善的方案。
　　本文最后进行总结，说明研究的创新点与研究成果，也对课题研究不足和改进之处提出了展望。本课题的研究有效地提高了干电池的生产效率和生产质量，同时可以有效地推广到其它产品缺陷检测上。

目录

第一章 绪 论

1.1 本课题研究背景及意义

1.2 国内外研究现状和发展态势

1.3 本文主要的研究内容和章节安排

第二章 工业智能相机的体系结构设计

2.1 引 言

2.2 工业智能相机实现干电池缺陷检测的工作原理

2.3 工业智能相机的设计需求

2.4 工业智能相机的体系结构设计

2.5 本章小结

第三章 工业智能相机的硬件设计

3.1 引 言

3.2 硬件设计需求

3.3 工业智能相机的硬件设计

3.4 工业智能相机的PCB设计

3.5 硬件测试

3.6 本章小结

第四章 工业智能相机的软件设计

4.1 引 言

4.2 软件设计的需求和开发环境

4.3 工业智能相机主程序设计

4.4 工业智能相机初始化子程序

4.5 工业智能相机图像采集子程序

4.6 工业智能相机图像数据传输子程序

4.7 工业智能相机图像预处理子程序

4.8 PC端上位机软件

4.9 本章小结

第五章 工业智能相机在干电池生产缺陷检测中的应用

5.1 引 言

5.2 干电池生产过程中的缺陷

5.3 干电池浆层纸填充缺陷检测系统组成

5.4 干电池浆层纸填充缺陷检测算法实现

5.5 系统实现及测试结果分析

5.6 本章小结

总结与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表论文

声明

致谢