焦炉机车炉号识别与对位检测设计

摘要

随着我国钢铁产量的不断攀升,对焦炭的需求量也不断提高,从而急需提高焦炭生产过程的自动化水平。解决焦炭生产过程中的三车对位检测,是提高自动化水平的首要问题。论文首先介绍了课题背景,通过分析以前学者的研究成果与工业生产中的实践经验,提出了本文的解决方案,进一步对三车对位检测方法进行了改进和提高。由于工业现场环境复杂,鉴于传统检测方法的不足,本文采用了图像处理技术识别立体条码的方法,实现了毫米级检测精度。为了使这个检测方法有一个理想的实现平台,研制了嵌入式图像处理系统。在硬件系统设计中,采用了基于TMS320DM355处理器为核心的嵌入式图像处理系统,该系统将图像捕获、显示和检测输出等集成到一个单板上,便于系统的安装和维护。采用MT9T001 CMOS图像传感器进行图像信号的采集,采用视频处理前端系统对来自图像传感器的数据进行捕获,从而实现较高的分辨率和帧率；采用视频处理后端对图像数据进行显示输出。依靠以太网完成和PLC等设备的通讯,方便控制系统的设计和实现。在软件设计中,对嵌入式Linux操作系统的构建进行了详细描述,包括移植BootLoader建立系统运行环境,加载Linux操作系统内核和文件系统。在使用内存映射技术的基础上编写了图像采集程序和图像显示程序。以Socket通讯方式实现了以太网通讯。在采用自制的嵌入式图像检测系统获取了立体条码图像后,针对检测目标的特征,依靠数字图像处理方法对捕获图像进行处理和解码。在完成炉号检测的同时也获得了位置偏差信息,得到了理想的实验结果。论文最终对系统软硬件设计和图像处理算法的进一步研究作了总结与展望。

目录

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 课题背景以及研究意义

1.2 国内外发展现状

1.3 本课题的方法和思路

1.4 本文章节安排

2 系统整体介绍

2.1 结构光机器视觉检测原理

2.2 嵌入式数字图像处理技术

2.3 嵌入式图像处理平台

2.3.1 处理器选型

2.3.2 图像传感器选型

2.3.3 系统其它模块的设计

2.3.4 系统整体框图

2.4 任务流程

3 嵌入式系统硬件设计

3.1 Davinci技术

3.1.1 ARM926EJ-S处理器

3.1.2 视频处理子系统(VPSS)

3.1.3 TMS320DM355其他接口

3.2 外围硬件设备

3.2.1 视频捕获电路

3.2.2 RAM电路设计

3.2.3 标准输入输出设计

3.2.4 以太网通信电路设计

3.2.5 FLASH电路设计

3.2.6 视频输出设计

4 嵌入式系统软件设计

4.1 TFTP+NFS+串口调试方式

4.2 嵌入式操作系统的构建

4.2.1 系统的BootLoader

4.2.2 Linux内核和根文件系统

4.3 Linux应用程序

4.3.1 视频捕获程序

4.3.2 数据格式处理

4.3.3 以太网通信程序

4.4 图像处理算法

5. 总结与展望

6. 致谢

参考文献