基于机器视觉的输送带检测系统图像采集器的研究

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带式输送机运输由于具有输送能力大、输送距离远、工作平稳可靠、功耗低、运输效率高、能方便地实行程序化控制和自动化操作等优点,适用于水平和倾斜方向散粒物料和成件物品的输送,已广泛应用于煤炭、矿山、港口、电力、冶金、化工等领域。输送带由骨架材料、覆盖层和打底材料三部分组成,是带式输送机的牵引和运载的关键部件。在使用过程中,输送带由于被废钢铁或煤矸石等异物或障碍物划伤,皮带输送机的安装调整不当,转载点处落料位置不正造成的负载不均匀等原因,易产生跑偏、表面损伤和纵向撕裂等故障,一旦发生故障将会造成断带、纵撕等安全事故而停产,运输物料的损耗,设备的损坏,巨大的经济损失和人员伤亡,严重影响安全生产。为了避免输送带安全事故的发生,项目组研究了一种基于机器视觉的输送带检测系统。  本文针对基于机器视觉的输送带检测系统的图像采集器进行了研究,提出了一种基于FPGA和ARM的线阵CCD图像采集器的设计方案。选用Xilinx公司的XC3S500E(FPGA)芯片和三星公司的S3C2440A(ARM)芯片设计了线阵CCD图像采集器的硬件电路,主要包括CCD驱动、信号调理、模拟前端、信号采集存储、数据处理传输和网络接口等电路。在Xilinx ISE平台上,运用Verilog HDL语言设计了FPGA的软件;在嵌入式Linux环境下,采用C语言编写了ARM的软件。在LabVIEW平台上,运用G语言编写了上位机软件。搭建了线阵CCD图像采集器的实验平台,并进行了实验。实验结果表明,该图像采集器能够实现线阵CCD信号的采集、存储、处理,以及通过以太网传输到上位机的功能。  本课题研制的基于FPGA和ARM的线阵CCD图像采集器具有采集信号质量好、可靠性高、组网方便等优点,应用于基于机器视觉的输送带检测系统,可实现对输送带表面图像的采集、处理和传输功能,避免断带或纵向撕裂等重大安全事故的发生而停产、运输物料的损耗、设备的损坏、人员伤亡和巨大经济损失,提高生产效率,在煤炭、矿山、港口、电力、冶金、化工等领域中具有广泛的应用价值。该图像采集器在其他工业生产监测中也有重要的应用前景。
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