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视觉传感器,也称智能相机,因其将图像传感器、数字处理器、通信接口和I/O控制单元集成到一个单一的相机内,兼具了图像采集、图像处理、信息传递和I/O控制功能,是近年来计算机视觉研究领域的一个热点。现代化工业生产对产品的质量控制提出了更严格的要求,自动视觉检测技术以其高精度、非接触性、高智能等优点,符合现代生产过程中对在线检测和智能控制的要求,应用日趋广泛。本文研究了视觉传感器技术,所开发设计的视觉传感器样机采用CMOS图像传感器,并基于DSP+CPLD技术实现了图像采集、图像处理和I/O控制,同时设计实现了基于DSP内置USB接口的数据通信。针对泡罩药品包装生产线上的实时检测要求,采用所设计的视觉传感器样机搭建了泡罩药品自动视觉检测实验系统,并研究了泡罩药品表面图像处理算法。本文完成的主要工作有:(1)设计了基于TMS320VC5509A型DSP的视觉传感器硬件电路并完成调试工作,实现了其图像采集、图像处理、数据通信和I/O控制功能。(2)开发实现了DSP内置USB通信接口。编写了基于中断处理的USB固件程序,编写了基于WDM结构的USB驱动程序,实现了USB接口的枚举和数据通信。数据传输速率满足系统要求。(3)设计了视觉传感器的软件系统。编写了运行于DSP系统的图像采集、处理和传输程序,实现了视觉传感器实时响应外部采集命令,并经图像处理分析,通过I/O口给出图像处理的结果信号;设计了PC端的应用程序,实现了泡罩药品运动图像和检测结果的实时显示。(4)设计了泡罩药品自动视觉检测系统的总体框架结构。系统由光电模块发出采集命令,视觉传感器完成图像采集和处理并给出判断结果信号,PLC模块完成对不合格产品的剔除。开发了专门的光源照明系统。(5)研究了泡罩药品表面图像处理算法。设计实现了图像滤波、灰度增强、阈值分割、边缘检测、目标标记及几何特征参数测量;讨论了已知圆参数的快速圆检测霍夫变换算法。(6)设计了两套实验系统。一套采用透射照明方式,针对未覆盖铝箔材料的泡罩药品实现实时检测;另一套采用反射照明方式,针对铝箔封合后的泡罩药品实现实时检测。系统的检测精度和速度满足设计要求。