基于线阵CCD像机图像处理技术的变形集中测量系统技术方案

本发明专利技术属于图像处理技术领域，涉及一种基于线阵ＣＣＤ像机图像处理技术的变形集中测量系统，采用工业成品线阵ＣＣＤ像机获取物体表面图像数据，利用采集与传输控制模块和网络交换机实现远距离传输，将线阵ＣＣＤ像机获取物体表面图像数据传递至工控计算机进行集中处理，增加了系统信号抗干扰能力，提高了系统可靠性和可维护性；由于改变了工作模式，通过系统集成，减少了控制箱的数目，结构简单。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于图像处理
，涉及一种对线阵CCD像机获取物体表面图像进行数据处理，计算物体表面变形程度的装置。
技术介绍
随着科技的进步，生产自动化水平的提高，机器视觉技术的应用越来越广泛。许多自动化生产线(如集成电路焊装生产线、表面检测等)都采用线阵CCD作为在线检测的装备。目前的检测系统如图1所示，包括线阵CCD采集模块1、处理模块2和工控计算机3；线阵CCD采集模块1采集的图像由处理模块2现场对CCD输出信号进行D/A转换，并对转换的模拟信号进行处理。这种变形测量系统抗干扰能力差；由于采用模拟信号现场测量方式工作，测量需要调节的电参数多，各参数间有数据依存关系，系统可靠性差，需要人员对其进行维护；并且针对每一路测量信号均需要配备专用电源及控制机箱，结构复杂。
技术实现思路
为了克服现有技术存在的系统抗干扰能力差、可靠性差、结构复杂的问题，本专利技术采用工业成品线阵CCD像机采集图像，利用采集与传输控制模块将线阵CCD像机输出数字图像信号传递至工控计算机进行集中处理，目的是提供一种基于线阵CCD像机图像处理技术的变形集中测量系统。本专利技术如图2所示，包括线阵CCD像机4，采集与传输控制模块5，网络交换机6，工控计算机7；线阵CCD像机4通过数据线与采集与传输控制模块5连接，采集与传输控制模块5通过网线与网络交换机6连接，网络交换机6通过网线与工控计算机7连接；所述线阵CCD像机4，用于获取物体表面图像数据，并将其传递给采集与传输控制模块5；所述采集与传输控制模块5，用于实现对线阵CCD像机4工作参数(如积分时间、同步模式等)的设定、网络通讯和图像数据的采集控制，并将获得的图像数据打包传递给工控计算机7进行处理；所述网络交换机6，用于实现对多个采集与传输控制模块5通过网线传输来的测量数据进行通讯管理，为各采集与传输控制模块5分配网络接口，协调网络的工作，保障网络数据交换的正常进行；所述工控计算机7(如图3所示)，包括系统参数设置模块8、图像特性调节模块9、变形测量模块10、实时数据显示模块11、实时数据存储模块12和数据打印模块13；系统参数设置模块8用于完成对线阵CCD像机4及采集与传输控制模块5基本参数的设置；图像特性调节模块9用于实现图像灰度调节、物体变形初始位置标定、确定图像与线阵CCD像机4的对应关系；变形测量模块10用于对图像进行实时处理，根据测量数据链获得物体变形数据，进行数据外推运算、变形常值统计，并将测量结果实时传送至中心计算机；实时数据显示模块11用于实现变形图像、变形数据、时间信息、系统工作状态信息的显示；实时数据存储模块12用于实现工控计算机7对变形测量数据的实时存储；数据打印模块13用于实现变形测量数据的打印。有益效果本专利技术采用工业成品线阵CCD像机获取物体表面图像数据，利用采集与传输控制模块将线阵CCD像机获取物体表面图像数据传递至工控计算机进行集中处理，增加了系统信号抗干扰能力，提高了系统可靠性和可维护性；由于改变了工作模式，通过系统集成，减少了控制箱的数目，结构简单。附图说明图1为现有技术结构示意图。图中1为线阵CCD采集模块，2处理模块，3工控计算机。图2为本专利技术结构示意图。也是说明书摘要附图。图中为4线阵CCD像机，5采集与传输控制模块，6网络交换机，7工控计算机。图3为本专利技术工控计算机7功能结构框图。图中8为系统参数设置模块，9图像特性调节模块，10变形测量模块，11实时数据显示模块、12实时数据存储模块，13数据打印模块。图4为本专利技术工控计算机7主应用程序流程图。图5为本专利技术工控计算机7的系统参数设置模块8功能结构框图。图中8为系统参数设置模块，14线阵CCD像机设置，15采集与传输控制模块设置，16积分时间设置，17工作模式设置，18帧频设置，19为IP地址设置，20设备出厂号MAC设置，21设备名称设置。图6为本专利技术工控计算机7的系统参数设置模块8程序流程图。图7为本专利技术工控计算机7的图像特性调节模块9功能结构框图。图中9为图像特性调节模块，22图像灰度调节，23变形初始位置标定，24确定图像与线阵CCD像机对应关系。图8为本专利技术工控计算机7的变形测量模块10程序流程图。图9为本专利技术工控计算机7的图像特性调节模块9程序流程图。图10为本专利技术工控计算机7的实时数据显示模块11功能结构框图。图中11为实时数据显示模块，25变形图像显示，26变形数据显示，27时间信息显示，28系统工作状态显示。图11为本专利技术工控计算机7实时数据显示模块11程序流程图。图12为本专利技术工控计算机7实时数据存储模块12程序流程图。图13为本专利技术工控计算机7数据打印模块13程序流程图。具体实施例方式本专利技术主要功能是在系统同步信号(20c/s)控制下，通过线阵CCD像机获取船体变形图像数据，并计算船体变形量；实时获取时间码信息；通过网络通讯将计算结果发送给集中监控机和中心计算机。线阵CCD像机4采用DALSA公司PIRANHA2系列的P2-22-04k30型线阵CCD像机；采集与传输控制模块5采用DALSA公司的NetLink模块，网络交换机6采用Netcore7000DNS系列千兆网络交换机。工控计算机7采用高性能工业控制计算机，选用PIV2.0以上的CPU，内存512MB(DDR)，硬盘大于30GB，具备100M/1000M网络通讯接口，采用VCC++语言编程。本专利技术预先在工控计算机7内编制变形测量应用程序，使工控计算机7能够在程序指令控制下完成系统参数设置、图像特性调节、变形测量、实时数据显示、实时数据存储和数据打印功能。工控计算机7功能结构如图3所示，主应用程序流程如图4所示。系统参数设置模块8功能结构如图5所示，包括线阵CCD像机设置14和采集与传输控制模块设置15；线阵CCD像机设置14包括积分时间设置16、工作模式设置17、帧频设置18；采集与传输控制模块设置15包括网络IP地址设置19、设备出厂号MAC设置20和设备名称设置21。程序流程图如图6所示。积分时间设置16用于设定线阵CCD像机4的积分采样时间。操作人员通过调整线阵CCD像机4积分时间，可改变其采样的曝光时间，从而得到较好的图像。工作模式设置17用于设定线阵CCD像机4的工作模式。操作人员可根据不同的工作环境，设置合适的工作模式，从而得到较好的图像。帧频设置18用于设定线阵CCD像机4的帧频。IP地址设置19用于设定设备的IP地址，以便于操作人员通过网络操控设备。设备出厂号MAC设置20用于设置设备的出厂号(MAC)。设备名称设置21用于设定设备名称。操作人员可为设备设定便于理解的名称，以方便操作设备。图像特性调节模块9功能结构如图7所示，包括图像灰度调节22、变形初始位置标定23、确定图像与线阵CCD像机对应关系24。图像特性调节模块9程序流程如图8所示。图像灰度调节22，分别针对各个线阵CCD像机4的输出图像进行图像灰度调节，使图像特性趋于一致，对调节参数有记忆功能；变形初始位置标定23，标定船体变形的初始位置，确定在船体坐墩(或系泊)状态下，变形系统的初始状态，对标定值具有记忆功能；确定图像与线阵CCD像机对应关系24，确定界面显示图像与线阵CCD像机4的对应关系。变形量测量功能主要是根据船体各部本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于线阵ＣＣＤ像机图像处理技术的变形集中测量系统，其特征在于包括线阵ＣＣＤ像机（４），采集与传输控制模块（５），网络交换机（６），工控计算机（７）；线阵ＣＣＤ像机（４）通过数据线与采集与传输控制模块（５）连接，采集与传输控制模块（５）通过网线与网络交换机（６）连接，网络交换机（６）通过网线与工控计算机（７）连接；所述线阵ＣＣＤ像机（４），用于获取物体表面图像数据，并将其传递给采集与传输控制模块（５）；所述采集与传输控制模块（５），用于实现对线阵ＣＣＤ像机（ ４）工作参数的设定、网络通讯和图像数据的采集控制，并将获得的图像数据打包传递给工控计算机（７）进行处理；所述网络交换机（６），用于实现对多个采集与传输控制模块（５）通过网线传输来的测量数据进行通讯管理，为各采集与传输控制模块（５）分 配网络接口，协调网络的工作，保障网络数据交换的正常进行；所述工控计算机（７），包括系统参数设置模块（８）、图像特性调节模块（９）、变形测量模块（１０）、实时数据显示模块（１１）、实时数据存储模块（１２）和数据打印模块（１３）；　 　系统参数设置模块（８）用于完成对线阵ＣＣＤ像机（４）及采集与传输控制模块（５）基本参数的设置；图像特性调节模块（９）用于实现图像灰度调节、物体变形初始位置标定、确定图像与线阵ＣＣＤ像机（４）的对应关系；变形测量模块（１０） 用于对图像进行实时处理，根据测量数据链获得物体变形数据，进行数据外推运算、变形常值统计，并将测量结果实时传送至中心计算机；实时数据显示模块（１１）用于实现变形图像、变形数据、时间信息、系统工作状态信息的显示；实时数据存储模块 （１２）用于实现工控计算机（７）对变形测量数据的实时存储；数据打印模块（１３）用于实现变形测量数据的打印。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李岩，王建军，王心醉，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：82[中国|长春]