基于网络相机的分布式机器视觉检测系统

摘要

产品质量需求是人们对产品的基本需求。产品外观质量作为产品质量的重要评价指标，关系着产品性能、价值以及人们对产品的评价，其检测环节受到企业越来越多的重视。随着检测速度和精度要求的不断提高，在线产品检测环节普遍采用机器视觉来代替人工检测。而在线视觉检测系统往往针对于具体的应用，对需求变动不具备良好的适应能力。因此，研究和构建可重构的在线视觉检测系统，对提升产品检测的自动化程度和适应性，具有十分重要的意义。
　　本文在分析机器视觉技术国内外发展现状以及机器视觉系统框架的基础上，结合可重构技术和网络控制系统技术，设计了一种可重构的机器视觉网络控制系统模型，提出系统硬件的选型原则，设计出最小系统结构及其检测流程。
　　在此基础上，通过对GigE协议栈的研究，分析了Gig E相机识别以及控制方式。然后通过对 Gig E相机传输性能和传输延迟的分析，指出视觉系统中产品与图像的匹配方案。此外，提出一种工业相机的通用控制模型，完成基于该模型的相机实例开发。
　　本文完成了可重构软件平台的设计，提出一种“检测+跟踪”式的在线检测系统模型。针对检测模块，建立了视觉检测分布式并行计算环境，实现并行计算任务发布以及程序之间的异步通信功能，并探讨了分布式视觉系统的负载均衡和容错机制。
　　最后结合电容的外观检测应用，进行检测实验系统的搭建，对系统检测、跟踪模块功能进行实验验证，实验结果显示该系统能达到预期的设计目的，并且具有良好的重构能力，满足工业视觉检测应用的需求。

目录

声明

缩略词

第一章 绪论

1. 1 课题的研究背景及意义

1. 2 机器视觉技术简介

1. 3 论文的研究内容及组织结构

第二章 系统总体设计及关键技术

2. 1 机器视觉检测系统总体设计

2. 2 硬件系统关键技术

2. 3 检测流程分析与设计

2. 4 本章小结

第三章 Gi gE网络相机分析与应用

3. 1 G igE协议分析

3. 2 G igE相机工作原理

3. 3 网络相机通讯实时性分析

3. 4 网络相机控制模型设计

3. 5 本章小结

第四章 机器视觉软件系统设计

4. 1 并行计算技术

4. 2 数字图像处理技术

4. 3 软件系统结构设计

4. 4 产品检测功能模型

4. 5 分布式视觉检测框架设计与实现

4. 6 本章小结

第五章 系统测试分析

5. 1 电容外观检测需求

5. 2 硬件测试系统的搭建

5. 3 软件系统的组建

5. 4 系统测试结果分析

5. 5 本章小结

第六章 总结与展望

6. 1 全文总结

6. 2 研究展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文