一种近距离或接触式高速图像采集系统技术方案

本发明专利技术提供一种近距离或接触式高速图像采集系统，包括CIS传感器、位置移动传感器、FPGA模块以及ARM模块，所述位置移动传感器和CIS传感器分别与FPGA模块相连接，位置移动传感器向FPGA模块提供位置移动方波信号，所述FPGA模块控制CIS传感器完成数据图像的同步采集，所述ARM模块一端连接FPGA模块，另一端通过以太网与上位机连接，所述FPGA模块与ARM模块之间建立GPMC并行数据传输通道，本发明专利技术能够满足自动化生产线对产品的高速近距离或接触式图像采集要求，并可通过以太网上传到上位机进行图像处理。

A short range or contact type high-speed image acquisition system

The invention provides a close contact or a high speed image acquisition system, including CIS, FPGA, mobile sensor position sensor module and ARM module, the position of the mobile sensor and CIS sensor are respectively connected with the FPGA module, position sensors provide position square wave signal to the FPGA module, the FPGA module control synchronous acquisition the CIS sensor image data, wherein one end of the ARM module is connected with the FPGA module, the other end is connected with the host computer via Ethernet, a GPMC parallel data transmission channel between the FPGA module and the ARM module, the invention can meet the automatic production line of products of high speed and short distance or contact image acquisition requirements, and through Ethernet the Internet to the host computer for image processing.

【技术实现步骤摘要】
一种近距离或接触式高速图像采集系统
本专利技术涉及图像采集领域，具体的涉及一种近距离或接触式高速采集系统。
技术介绍
随着国内工业自动化生产线的普及，自动化生产线对图像采集的需求在不断提升，因此需要一种较好的图像采集系统。并且，随着自动化生产线速度的不断提升，需要对所生产产品的高速图像采集，同时随着自动化生产线设备的精密化和小型化，自动化生产线设备上已没有太多空间安装如照相机一类的需要一段采集距离的图像采集系统，因此研制开发一种近距离或接触式高速图像采集系统显得非常有意义。
技术实现思路
本实专利技术提供一种近距离或接触式高速图像采集系统，能够有效的解决自动化生产线需要高速采集产品图像信息，以及自动化生产线无足够空间安装照相机等采集设备等问题。本专利技术是这样实现的，包括CIS传感器、位置移动传感器、FPGA模块以及ARM模块，所述位置移动传感器和CIS传感器分别与FPGA模块相连接，位置移动传感器向FPGA模块提供位置移动方波信号，所述FPGA模块控制CIS传感器完成数据图像的同步采集，所述ARM模块一端连接FPGA模块，另一端通过以太网与上位机连接，所述FPGA模块与ARM模块之间建立GPMC并行数据传输通道。本专利技术中FPGA模块中包含多个子模块，通过各个子模块可完成图像数据的同步采集，图像数据的压缩与缓存，以及数据图像的发送，ARM模块中也包含多个子模块，可实现对FPGA模块中图像数据的读取，解压缩和缓存，以及发送，本专利技术能够满足自动化生产线对产品的高速近距离或接触式图像采集要求，并可通过以太网上传到上位机进行图像处理。附图说明图1为本专利技术的硬件结构示意图；图2为本专利技术的软件结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步的说明，但不以任何方式对本专利技术加以限制，基于本专利技术教导所作的任何变换或改进，均落入本专利技术的保护范围。本专利技术包括CIS传感器、位置移动传感器、FPGA模块以及ARM模块，所述位置移动传感器和CIS传感器分别与FPGA模块相连接，位置移动传感器向FPGA模块提供位置移动方波信号，所述FPGA模块控制CIS传感器完成数据图像的同步采集，所述ARM模块一端连接FPGA模块，另一端通过以太网与上位机连接，所述FPGA模块与ARM模块之间建立GPMC并行数据传输通道。所述FPGA模块包括数据采集子模块、图像数据压缩子模块、图像数据缓存控制子模块以及GPMC数据发送模块，所述数据采集子模块接收位置移动传感器发送的方波信号和CIS传感器传来的电信号并完成AD图像数据采集以及发送同步时钟和同步操作信号，所述图像数据压缩子模块将数据采集子模块接收的图像数据进行压缩，并将压缩后的图像数据在图像数据缓存控制子模块中进行缓存，所述GPMC数据发送模块发送图像数据缓存控制子模块中压缩后的图像数据。所述ARM模块包括GPMC数据接收模块、图像数据解压缩子模块、ping-pong数据通信子模块以及IO控制子模块，所述IO控制子模块用于接收FPGA模块中发出的数据准备就绪IO信号，向FPGA模块发送工作模式命令以及接收上位机发出的IO控制命令，所述GPMC数据接收模块用于完成对FPGA模块中图像数据的读取，所述图像数据解压缩子模块将GPMC数据接收模块所读取到的图像数据进行解压，解压后的图像数据缓存在ping-pong数据通信子模块中，所述ping-pong数据通信子模块将所述缓存的图像数据通过以太网上传至上位机。所述FPGA模块至少连接两个CIS传感器，每个CIS传感器长度为12～13cm。所述FPGA模块通过接收位置移动传感器的方波信号来控制CIS传感器完成图像的扫描，一个方波的上升沿控制CIS传感器完成一次扫描。所述CIS传感器提供六路输出电压值至FPGA模块。所述GPMC数据发送模块和GPMC数据收集模块之间采用并行数据总线方式实现采集数据的传输。实施例1Cis高速图像采集系统，本专利技术运用于阿李自动化为ATL提供的电池绿胶检测系统中，检测系统需要对电池绿胶进行双面近距离扫描，电池绿胶的运行速度根据胶带的类型有所不同，最快为每秒0.5米。电池绿胶检测系统通过在胶带下方安装运行编码器以产生扫描方波，触发Cis高速图像采集系统完成同步图像采集。高速图像采集系统能够很好完成胶带的图像采集，采集图像的分辨率为300DPI，为PC端的图像检测软件提供清晰的采集图像。Cis高速图像采集系统的使用为电池绿胶的生产提供了可靠性保障，以前的生产线对绿胶不进行检测，生产出的电池产品在胶带质量方面不能得到100％的保证，自从三星NOTE7出现电池爆炸后ATL提出了对电池绿胶也要进行检测的要求。实施例2智能小区服务器系统，本专利技术运用于昆明阳光花园小区物业管理中，使用本系统为物业公司节约了电费管理平台计算机一台、水费管理平台计算机一台、门禁管理平台计算机一台和视屏监控管理平台计算机一台，及各平台操作管理人员共3人，本系统为物业公司年节约大约20万的年支出。同时使用本系统后电费管理、水费管理、门禁管理和视屏监控管理可以使用同一个网络通讯线路或无线网络通讯，这样对大型小区节约了大量的布线硬件资源。本专利技术的工作原理和工作过程如图1所示，本专利技术在FPGA模块上实现CIS传感器的控制，CIS传感器图像数据接收，以及图像数据的压缩、缓存、发送，在ARM上实现图像数据的读取，解压、缓存，以及与上位机的通信。如图1所示，高速图像采集系统连接两个CIS传感器，每个CIS传感器长度为12厘米，CIS传感器的单色行扫描时间为40微秒，三色扫描时间为120微秒，每个CIS传感器提供6路输出数据电压值至FPGA控制器，FPGA控制器向两个传感器提供同步时钟和操作信号。FPGA控制器采集位置移动传感器提供的方波信号，当每个方波的上升沿到达时控制传感器完成三色线扫描，并完成AD图像数据采集。当图像数据采集到达50K字节时，FPGA控制器对50K数据进行图像数据压缩，然后FPGA控制器控制数据就绪IO信号通知ARM控制器进行图像数据读取。ARM控制器设置数据就绪IO信号为外部中断源，当接收到数据就绪外部中断时，中断程序触发ARM控制器中的DMA组件读取ARM控制器中的GPMC组件映射内存空间，从而触发GPMC组件完成对FPGA控制器设的数据读取操作。当图像数据读取完成后，ARM控制对图像数据进行数据解压并提交ping-pong控制流程处理。ping-pong控制流程提供数据发送至环形缓存，当环形缓存中有数据需要发送时，ping-pong控制流程操作网络通讯控制流程对数据块进行分割打包并实现数据的异步发送。具体的工作过程如图2所示：位移传感器通过被测试物体的移动速度的快慢产生不同频率的方波信号，高速图像采集系统在每个方波的上升沿控制CIS传感器完成一次线扫描，高速图像采集系统在规定时间内没有接收方波信号就认为一次采集任务结束。高速图像采集系统使用多CIS传感器并行采集，由高速图像采集系统FPGA主控制器发送同步采集时钟信号和同步采集操作信号，实现多CIS传感器并行同步采集。CIS传感器的线扫描速度很大程度上由扫描设备的扫描长度决定，在相同扫描长度的情况下，由多个短长度CIS传感器并行实现的扫描速度比由一个长CIS传感器实现的扫描速度快很多。CIS传感器使用多路并本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种近距离或接触式高速图像采集系统，其特征在于：所述系统包括CIS传感器、位置移动传感器、FPGA模块以及ARM模块，所述位置移动传感器和CIS传感器分别与FPGA模块相连接，位置移动传感器向FPGA模块提供位置移动方波信号，所述FPGA模块控制CIS传感器完成数据图像的同步采集，所述ARM模块一端连接FPGA模块，另一端通过以太网与上位机连接，所述FPGA模块与ARM模块之间建立GPMC并行数据传输通道。

【技术特征摘要】
1.一种近距离或接触式高速图像采集系统，其特征在于：所述系统包括CIS传感器、位置移动传感器、FPGA模块以及ARM模块，所述位置移动传感器和CIS传感器分别与FPGA模块相连接，位置移动传感器向FPGA模块提供位置移动方波信号，所述FPGA模块控制CIS传感器完成数据图像的同步采集，所述ARM模块一端连接FPGA模块，另一端通过以太网与上位机连接，所述FPGA模块与ARM模块之间建立GPMC并行数据传输通道。2.根据权利要求1所述的近距离或接触式高速图像采集系统，其特征在于：所述FPGA模块包括数据采集子模块、图像数据压缩子模块、图像数据缓存控制子模块以及GPMC数据发送模块，所述数据采集子模块接收位置移动传感器发送的方波信号和CIS传感器传来的电信号并完成AD图像数据采集以及发送同步时钟和同步操作信号，所述图像数据压缩子模块将数据采集子模块接收的图像数据进行压缩，并将压缩后的图像数据在图像数据缓存控制子模块中进行缓存，所述GPMC数据发送模块发送图像数据缓存控制子模块中压缩后的图像数据。3.根据权利要求2所述的近距离或接触式高速图像采集系统，其特征在于：所述ARM模块包括GPMC数据接收模块、图像数据解压缩子模块、ping-pong数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：田耕，
申请(专利权)人：昆明奥多智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：云南,53