基于ARM+DSP的PET瓶封盖质量检测系统的研制

摘要

在饮料制造行业中，随着国家近年对产品质量、卫生方面的监管的不断提升，也加速了各饮料生产厂家对自动化检测设备的引入，而饮料PET瓶密封性能的好坏直接影响到产品的质量，也直接影响到企业的形象和声誉。本文旨在开发一套基于ARM+DSP的PET瓶封盖质量实时在线检测系统，实现PET封盖质量的在线、实时以及高速检测。
　　本文以PET瓶口封盖为研究对象，采用ARM+DSP的双核控制的方法，在分析瓶口封盖质量特征的基础上，结合系统的设计目标，设计了PET瓶封盖质量在线检测系统的整体方案，实现PET瓶封盖质量的高速高精度在线检测。既满足了机器视觉系统集成化、便携化的需求，同时节约了硬件成本，有较高的实用价值。系统按功能划分为图像采集系统、图像处理系统、运动控制管理系统共三个部分。各个部分的主要研究内容可归纳为：
　　1、基于DSP的图像采集系统，通过DSP对图像传感器MT9T001原始数据流进行直接读取，大大提高了图像采集的速度。此外，通过对原始数据流进行颜色插值，更能确保图像采集的质量和精度，与其他图像采集系统相比具有高速、高精度的特点。
　　2、基于DSP的图像处理系统，包括图像预处理算法和PET瓶封盖质量检测核心处理算法两部分内容。整个图像处理系统的算法都是秉承系统高效与稳定的标准来进行设计的，通过对比不同算法的运算时间以及可靠性来完成检测算法流程的设计，使系统效率和精度达到最优化。
　　3、基于ARM的控制管理系统，主要包括控制管理系统的各部分硬件模块接口电路的设计以及基于ARM处理器的Linux系统底层IO端口驱动和软件控制流程的实现。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 课题背景与研究意义

1．2 国内外研究现状

1．3 研究内容与章节安排

1．3．1 研究内容

1．3．2 章节安排

第二章 PET瓶封盖质量在线检测系统整体架构设计及技术基础

2．1 PET瓶封盖质量在线检测系统整体架构设计

2．1．1 基于DSP的图像采集及处理系统功能需求与设计

2．1．2 基于ARM的控制管理系统功能需求与设计

2．2 PET瓶封盖质量在线检测系统相关技术基础

2．2．1 图像处理技术基础

2．2．2 嵌入式技术基础

2．2．3 机器视觉检测系统相关性能参数与测试方法

2．3 本章小结

第三章 基于DSP的PET瓶封盖质量检测图像采集及处理系统设计

3．1 基于基于机器视觉的PET瓶封盖质量在线检测系统的搭建

3．1．1 图像传感器芯片选取

3．1．2 镜头选取

3．1．3 光源选取

3．2 DSP图像处理器选取和功能框架设计

3．2．1 本系统DSP图像处理器的选择和优势分析

3．2．2 基于DSP的图像采集及处理系统总体框架设计

3．3 基于DSP DM642的图像采集系统设计

3．3．1 基于MT9T001的图像采集接口电路设计

3．3．2 各类图像采集插值算法对比与分析

3．3．3 基于DM642与MT9T001的图像采集过程

3．4 基于DSP DM642的图像处理系统设计及算法实现

3．4．1 PET瓶封盖质量检测整体算法流程设计

3．4．2 PET瓶封盖质量检测预处理算法设计

3．4．3 PET瓶封盖质量检测核心处理算法设计与实现

3．4．4 不同封盖质量的PET瓶检测算法策略设计与分析

3．5 PET瓶封盖检测算法在DSP DM642上的实现

3．5．1 DM642的软件框架

3．5．2 PET瓶封盖质量检测算法在DSP DM642上的移植实现

3．6 基于DSP的图像处理系统标定方法

3．6．1 标定点识别算法流程

3．6．2 标定比例计算

3．7 本章小结

第四章 基于ARM的控制管理系统设计与实现

4．1 基于ARM的控制管理系统平台框架设计

4．2 基于ARM的控制管理系统的硬件设计与实现

4．2．1 控制模块硬件电路设计

4．2．2 电源管理模块电路设计

4．3 基于ARM的控制管理系统的软件设计与实现

4．3．1 基于ARM主处理器控制端口的Linux驱动程序设计

4．3．2 基于Linux系统的PET瓶封盖质量检测软件流程设计

4．3．3 基于QT4的PET瓶检测显示界面开发

4．4 本章小结

第五章 实验结果与分析

5．1 实验平台介绍

5．1．1 实验硬件环境

5．1．2 实验软件环境

5．2 实验结果与展示

5．3 实验数据测试与分析

5．3．1 基于MT9T001的图像处理系统重复性和可再现性测试及数据分析

5．3．2 基于DSP的图像处理系统速度测试

总结与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

声明

致谢

附录