基于STM32的焊缝底片数字化仪硬件设计

针对焊缝缺陷X射线实时自动检测技术普遍存在误检高的问题,研制了焊缝缺陷X射线实时自动检测系统,提出了工业胶片智能检测系统中采集和控制的同步问题的研究方法,设计了步进电机的控制方法与光电编码器采集方法,采用Cortex—M3内核的STM32进行步进电机速度的采集与电机速度PID控制,同时,步进电机带动夹持机构使胶片相对CCD运动,线阵CCD开始采集图像。只要CCD的线频率与扫描机构的运动速度同步,就可以采集到没有畸变的图像,运用LMD18245全桥电机驱动器等器件以及设计所需的相关软件的使用。在此基础上,对系统进行设计、编程和调试,该系统在压力管道焊缝缺陷实时自动检测中验证了其正确性和有效性。     

X光探伤图像中焊接缺陷的自动检测

为了自动检测螺旋钢管焊缝缺陷，建立了x光探伤实时成像与自动检测系统。首先采用动态图像多帧叠加方法消除随机噪声，然后利用自适应二值化方法提出焊缝区域。在提出的焊缝图像中，基于缺陷附近的空间对比度与方差，利用模糊模式识别算法，对焊缝 中的夹渣、气孔和未焊透等缺陷进行了自动判别。该系统在钢管运行速度达到3m/s时，漏判率为1.53％和误判率为3.08％，能满足实时检测的要求。     

基于线阵CCD的周视图像实时采集系统设计

为了获取具有较大视场的图像数据,设计了一种基于线阵CCD的高分辨率周视图像实时采集系统。完成了系统各硬件电路的模块设计,并采用VHDL语言编程设计了TCD1209线阵CCD驱动时序及A/D转换等控制时序。提出了基于VC多线程技术的线阵CCD图像动态实时采集的新方法,并详细介绍了在Visual C++6.0环境下,实时图像采集应用程序的实现过程。软硬件仿真与调试达到了预期的要求,完成了周视图像的实时采集,实验结果表明该方案具有一定的可行性。     

基于图像位移测速的电机转子位置和速度检测方法

引入图像位移计算方法对电机转子位置和速度进行了检测。分析了自相关算法的原理并提出了改进算法,并设计了线阵CCD图像采集系统,构建了图像实时处理软硬件平台,并对测试系统进行了标定,实现了电机转子位置的瞬时位置和速度检测。实验结果表明,该检测方法测量精度高,实时性好,对电机实时性高精度控制具有较好的理论和实践意义。     

基于单片机的静滴速度自动控制系统设计

针对医院患者静脉输液无人看守的情况,利用MCS-51单片机技术和步进电机设计了一种静滴速度自动检测和控制系统,该系统能够实时检测静滴的速度和流量,并进行远程控制。     

X射线数字化图像诊断系统的触发控制与电磁兼容设计

提出了软硬件配合的触发方式,该方式采用软件以循环保存方式采集图像,直至检测到硬件处理后的触发信号为止,从而解决了Scandiflash X射线系统触发与发射X射线之间的20μs时间间隔与40 ms CCD图像传感器图像更新速度之间的矛盾.详细阐述了触发控制器的电磁兼容设计、硬件电路工作原理和软件设计方案.实验结果表明,该设计能适用Scandiflash X射线系统的数字化图像诊断系统.     

螺旋埋弧焊钢管管端焊缝线扫描DR成像系统的应用

随着全球石油天然气长输管线设计钢级越来越高,输送用钢管管径、壁厚越来越大,对焊接钢管焊缝质量和表观质量要求的不断提高,急需一种新型、高效的检测方法来代替传统的X射线拍片技术。基于探测器阵列的DR直接数字成像技术的新型螺旋焊管管端焊缝无损检测X射线数字成像系统,采用新型线阵探测器,使系统具有较高检测灵敏度和空间分辨率,可以对焊管进行实时动态检测;可以通过软件对检测图像进行正/负片转换、图像放大或缩小、伪彩色增强等一系列变换,便于检测人员对缺陷的识别;检测过程操作简单,缺陷定位准确,提高了检测效率,降低了检测成本,完全可以替代传统胶片法和图像增强器检测法给企业带来了显著的经济和社会效益,具有广阔的推广应用前景。     

基于X射线探伤的焊接图像缺陷自动检测方法

传统的图像缺陷自动检测方法存在对缺陷识别遗漏的问题,为此引进X射线探伤技术,设计一种针对焊接图像的缺陷自动检测方法,通过动态叠加焊接图像多帧信息的方式,降低焊接图像内噪声,提高图像整体分辨率.同时,绘制焊接图像典型缺陷示意图,以此为参照,使用X射线滤波算法,自动提取帧内缺陷信息,并根据图像中不同缺陷信息的表达方式,对焊...     

X射线焊缝图像缺陷的特征提取及动态检测

本文针对X射线焊缝图像的复杂性,提出了一种能够准确提取缺陷特征的方法。首先对焊缝图像进行了简单的预处理,然后对图像进行减影技术的处理,降低了原始图像的干扰成分,仅提取图像中的缺陷部分,最后设计了一种特征测量的实时显示系统,使缺陷特征能够实时显示出来。另外,还设计了扫描功能,显示某行或列的灰度值,实现了对某些图像缺陷的动态检测。结果表明,该方法能够很好的完成缺陷特征的提取及动态监测,实用性很强。     

基于视觉传达的包装样品表面缺陷特征提取系统设计

为解决多帧包装表面图像复杂背景对缺陷特征提取精度的影响,设计基于视觉传达的包装样品表面缺陷特征提取系统。其中,图像采集模块由光源、CCD线性扫码相机、图像采集模块及A/D模数转换器组成,负责采集包装样品表面图像;FPGA逻辑控制单元产生控制逻辑,采集到的包装样品表面图像传输至DSP数字信号处理器后,利用小波变换方法分解包装样品表面图像内的灰度与细节特征,以包装样品表面图像缺陷前景同背景的分类问题替代包装样品表面图像缺陷特征提取问题,实现视觉传达下包装样品表面缺陷特征提取。实验结果表明,所设计系统对于不同包装表面缺陷类型识别精度基本达到97%以上,平均能耗为0.52 J左右,均显著优于对比系统。     

X射线电缆偏心度在线检测方法设计

为了保证交联聚乙烯多层电缆的生产质量并减少浪费,设计了一种基于X射线探测原理的电缆偏心度在线检测方法.采用微焦点射线源和CCD探测器对X射线穿透电缆过程中的衰减情况进行探测.两个相互垂直布置的由步进电机驱动的C形结构件带动射线源和探测器做往复运动,完成对电缆截面的扫描.下住机以MC9S08AW32芯片为核心,对各器件进行参数控制,并完成数据采集和传输任务.上位机通过专用软件对信号进行滤波、处理与分析并实时显示电缆截面参数.该设计在实时性、检测精度和稳定性上都达到了设计要求.     

低成本科学级CCD数字相机的研制

介绍了科学级CCD芯片的主要性能参数和读出驱动时序要求，设计了图像采集总体方案。利用计算机EPP方式和采用CCD读出、A／D转换及数据传输流水线方法降低成本、噪声和实现难度。用复杂可编程器件(CPLD)实现了图像采集的各个控制信号，并给出了时序仿真波形。给出了相机的主要性能指标和在X射线数字实时成像检测中的应用。     

数控机床中的步进电机高精度控制模块设计

传统的数控机床步进电机控制模块无法有效协调步进电机速度参数间的关系,导致其控制精度不高。为此,设计数控机床步进电机高精度控制模块。模块中的STM32F103微控制器根据综合线性速度控制函数,给出步进电机运行流程的控制指令。FPGA根据控制指令生成控制信号,传输给步进电机驱动器。步进电机驱动器根据控制信号中控制位置的排序,依次将控制电流导入步进电机,实现模块对被控对象的准确控制。光栅传感器对步进电机的运行流程进行采集,FPGA通过分析采集信息,给出步进电机的具体运行成果并传输给STM32F103微控制器,实现STM32F103微控制器对步进电机运行流程的实时监控和修正。实验结果表明,所设计的模块具有优良的响应效果、控制误差和控制成果,可实现高精度控制。     

高分辨率CCD相机传递函数的实时计算

为了获得大数据量、高速图像下传的高分辨率CCD相机的实时传递函数,提出了一种基于图像快视与采集记录系统的CCD相机成像质量自动评价方法。应用计算机高速信息采集和存储技术,在分析对比度传递函数和调制传递函数之间关系的基础上,利用高对比度矩形靶标法计算CCD相机的传递函数,设计了传递函数实时计算系统,从而完成对CCD相机整机系统的像质实时评价。实验结果表明：当像元数达到20 000个,采集速度达到3.2Gb/s时,该方法能够高速率并且准确实时地计算传递函数。     

基于线阵CCD扫描的车辆图像采集系统设计

为了实现对车牌识别系统对高速行驶车辆图像分辨率的要求,提出了一种基于线阵CCD扫描的车辆图像系统的方案,完成了对线阵CCD芯片驱动电路的设计。该系统的硬件部分完成对线阵CCD芯片的驱动和图像采集,软件部分完成对图像的速度补偿。经实验验证,该系统具有操作简便、采集图像具有高分辨率的特点,达到了设计目的。     

基于面阵CCD的运动物体瞬时位置的研究

介绍一种应用到星座相对运动的跟踪上的基于面阵CCD图像传感器和计算机技术对运动物体的实时位置进行非接触测量的原理和方法。采用计算机控制面阵CCD捕获图像并进行处理,通过Visual C 语言实现图像的实时显示,并将得到的结果由串口输出到单片机控制步进电机进行跟踪。在系统中创新地通过采用多线程以及非阻塞通信处理技术,提高系统运行效率,实验证明该跟踪方法的有效性。     

焊缝位置识别及图像处理算法的研究

本文实验中,采用CCD摄像头采集了焊缝图像,在图像采集卡中进行了图像预处理,然后由上位机进行处理,获得焊缝位置数据;并将位置信息传给PLC,由PLC控制步进电机带动焊枪运动,实现了焊缝跟踪。本文重点研究了图像处理中对各种干扰的处理方法,采用了非线性的中值滤波方法滤除了干扰信号;对于图像分割中阈值的选择,在传统的Otsu法上做了改进,在原有公式上加入了修正系数,使新的阈值分割的图像更接近实际。通过实验和图像处理策略的调整,形成了一种符合实际的图像处理方法,并在不引弧的情况下实现了对焊缝的跟踪。     

基于广义模糊算子的焊缝图像的缺陷提取

在X射线成像自动检测技术中,至关重要的一步就是图像中缺陷的提取和分割,其处理效果直接影响到后续缺陷的识别的正确性。先对焊缝图像进行广义模糊算子GFO增强处理,再运用数学形态学对焊道边界进行处理,最后提取出焊缝缺陷。实验证明,该方法能有效地提取出缺陷,为后续正确识别缺陷打下良好基础。     

基于CCD图像处理的视度和视差自动检测系统

为了实现对视度和视差的客观检测,提高自动化检测程度,设计了一种基于CCD图像处理的视度和视差自动检测系统。对CCD视度和视差检测原理公式进行了推导,通过分析发现需要测量成像最清晰时CCD光敏面的位置。为此,构建了像面可调的CCD摄像系统和图像采集与处理系统,采用扫描求解图像像素灰度值梯度的方法,实现图像清晰度测量和边缘提取;同时利用视频图像清晰度峰值搜索法,通过控制电机带动CCD光敏面朝图像最大清晰位置运动,实现CCD摄像系统的自动对焦,并完成对成像最清晰时CCD光敏面位置的测量。最后通过对装备视度和视差实际检测,表明视度检测不确定度在0.15 D以内,视差不确定度在0.3分以内,与传统方法相比,检测结果客观准确,自动化程度得到了提高。     

基于PCI总线的非标准视频图像的实时采集与显示

为了实现非标准视频图像信号的实时采集与显示,设计了以DSP和CPLD为核心的基于PCI总线的图像采集系统.首先利用DSP进行频谱分析从非标准视频图像信号中提取出同步信号的参数,并产生高精度的同步信号,同步信号经过倍频锁相后产生图像采集的采样脉冲,CPLD内部编程对采集逻辑进行控制.系统与主机之间采用PCI总线接口芯片PCI9054进行通信,以DMA的方式将采集的数据传送给主机.实验结果表明,系统能够快速实现非标准视频图像信号的实时采集与显示.