基于DSP焊縫實(shí)時(shí)圖像處理的研究.pdf

1、隨著自動(dòng)化、智能化技術(shù)的發(fā)展，焊接制造業(yè)將應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域。通常，焊縫圖像處理系統(tǒng)采用PC機(jī)作為平臺(tái)，但其成本較高、體積較大、功耗高、實(shí)時(shí)性差、在一些高可靠性的場合并不合適。而隨著嵌入式技術(shù)的發(fā)展，DSP芯片具有了越來越強(qiáng)大的處理能力，使得嵌入式系統(tǒng)處理視覺圖像更具有優(yōu)勢。本文以實(shí)際工程項(xiàng)目為課題研究背景，以自動(dòng)識(shí)別焊縫中心為目標(biāo)，對(duì)焊縫圖像進(jìn)行了處理，包括預(yù)處理和后處理，并建立了基于DSP焊縫實(shí)時(shí)圖像處理系統(tǒng)。
　　本文

2、將 DSP焊縫處理的任務(wù)分為圖像采集、焊縫圖像處理及圖像顯示，為了降低系統(tǒng)開發(fā)難度，采用DM642開發(fā)板作為視頻處理平臺(tái)進(jìn)行軟件開發(fā)，圖像采集模塊主要是由 CCD攝像機(jī)和視頻解碼器來完成，采用主動(dòng)視覺方法，將采集到的焊縫圖像通過EDMA傳送給DM642進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)焊縫圖像的實(shí)時(shí)處理，目的是提取焊縫中心點(diǎn)坐標(biāo)，最后由視頻編碼器和顯示器來完成圖像處理結(jié)果的顯示。
　　本文首先分析了系統(tǒng)指標(biāo)要求，選定了 TMS320DM642為本系統(tǒng)

3、的核心芯片，然后分析DM642的硬件組成和原理，并建立了DSP圖像處理系統(tǒng)硬件平臺(tái)，又研究了 DSP/BIOS的內(nèi)核結(jié)構(gòu)和功能，在類/微驅(qū)動(dòng)模型的基礎(chǔ)上，依據(jù) RF5參考框架開發(fā)FVID模型視頻處理驅(qū)動(dòng)程序，最終實(shí)現(xiàn)焊縫圖像的采集、處理及顯示。
　　在工業(yè)焊接過程中，經(jīng)常會(huì)遇到很多的噪聲干擾，本文詳細(xì)分析了在焊接過程中都會(huì)出現(xiàn)哪些噪聲，并給出了相應(yīng)的解決辦法。圖像處理方法包括：對(duì)傳統(tǒng)中值濾波進(jìn)行了算法優(yōu)化、根據(jù)最大灰度值和的統(tǒng)計(jì)規(guī)

4、律確定最佳閾值、形態(tài)學(xué)算法、通過對(duì)二值圖像連通區(qū)域標(biāo)記的方法來消除圖像中小面積孤立的噪聲、對(duì)逐行（列）搜索法進(jìn)行了算法改進(jìn)，采用滑動(dòng)窗口逐行（列）搜索法提取焊縫中心、利用最長單調(diào)上升（下降）子序列找到焊縫中心位置等。
　　最后進(jìn)行了 DSP視頻采集與顯示實(shí)驗(yàn)，焊縫跟蹤實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，基于DSP的焊縫圖像處理系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)完成圖像處理工作，焊縫圖像處理算法能夠有效的去除噪聲，提取焊縫中心線，找到焊縫中心點(diǎn)位置，為焊縫跟蹤系統(tǒng)的控制