一种基于FPGA的端塞缺陷检测装置及检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于FPGA的端塞缺陷检测装置，所述装置包括图像采集模块、信号转接模块、FPGA主控模块、上位机。其中图像采集模块用于采集端塞的侧表面图像和上表面图像数据，并以信号转接板作为传输转换中介，将LVDS类型图像数据转换成TTL类型数据传输给FPGA主控系统；FPGA主控模块主要用于对端塞图像数据进行处理，检测出端塞缺陷，并将结果发送至上位机进行显示；本发明专利技术将机器视觉和基于FPGA的图像处理技术应用于端塞表面缺陷检测，有效的保证了端塞检测的实时性和精准度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于FPGA的端塞缺陷检测装置及检测方法
本专利技术涉及端塞表面缺陷检测
，尤其是一种基于FPGA的端塞表面缺陷检测装置。
技术介绍
端塞是核反应燃料棒的重要组成部分，主要用于密封燃料棒防止核反应产物溢出。端塞在实际的加工、制造以及中途运输的过程中，会由于机械老化、材质或人为的原因，造成端塞侧表面出现划痕、碰伤或其他缺陷，端塞中心孔洞出现异物或毛刺缺陷。对于端塞表面的缺陷检测，目前还没有成熟的方法以及相应的基于机器视觉的无伤检测装置。目前对于端塞表面的缺陷检测采用的是传统的人眼检测法，该检测方法劳动强度较大，检测效率低，检测精度易受工作人员生理上的视觉疲劳及个人的主观性影响，不可避免的造成漏检或误检，同时还需要耗费大量的人力资源。另外，近几年出现了基于超声波原理的端塞表面缺陷检测方式，许妍等人提出的采用端塞表面斜槽伤的超声波检测方式对端塞表面缺陷进行检测，该检测方法成本较高，且不易检测表面形状复杂的工件，不符合端塞缺陷检测的生产要求。
技术实现思路
针对上述端塞缺陷检测中存在的问题和不足，本专利技术将FPGA和机器视觉技术应用于端塞缺陷检测，提出了一种成本较低、结构简单、具有高本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于FPGA的端塞缺陷检测装置，其特征在于，包括旋转检测台、图像采集模块、上位机(13)和包含图像处理模块的FPGA主控制模块(12)；所述FPGA主控制模块分别与图像采集模块和上位机(13)相交互；所述图像采集模块包括用于采集端塞孔洞图像的面阵相机和用于采集端塞侧面图像的线阵相机；面阵相机位于旋转检测台的正上方，线阵相机位于旋转检测台的侧上方；所述FPGA主控制模块用于将采集的图形输送至图像处理模块，并将图像处理模块检测的缺陷传送至上位机(13)；所述图像处理模块用于检测图像中的缺陷，包括图形预处理单元、特征提取单元和分类单元；所述图形预处理单元用于对图像采集模块采集的图像进行降噪和背景...

【技术特征摘要】
1.一种基于FPGA的端塞缺陷检测装置，其特征在于，包括旋转检测台、图像采集模块、上位机(13)和包含图像处理模块的FPGA主控制模块(12)；所述FPGA主控制模块分别与图像采集模块和上位机(13)相交互；所述图像采集模块包括用于采集端塞孔洞图像的面阵相机和用于采集端塞侧面图像的线阵相机；面阵相机位于旋转检测台的正上方，线阵相机位于旋转检测台的侧上方；所述FPGA主控制模块用于将采集的图形输送至图像处理模块，并将图像处理模块检测的缺陷传送至上位机(13)；所述图像处理模块用于检测图像中的缺陷，包括图形预处理单元、特征提取单元和分类单元；所述图形预处理单元用于对图像采集模块采集的图像进行降噪和背景补偿；所述特征提取单元用于对滤波和背景补偿后的图像进行缺陷特征提取；所述分类单元用于对提取的缺陷特征进行识别和分类。2.根据权利要求1所述一种基于FPGA的端塞缺陷检测装置，其特征在于，所述特征提取单元包括依次连接的图像分割子单元、形态学处理子单元和缺陷提取子单元；所述图像分割子单元用于对图像中的疑似缺陷进行提取；所述形态学处理子单元用于去除疑似缺陷中的非缺陷；所述缺陷特征提取子单元用于提取缺陷的长宽比特征、圆形度特征、面积特征、灰度均值特征和灰度标准差特征。3.根据权利要求1所述一种基于FPGA的端塞缺陷检测装置，其特征在于，所述旋转检测台包括检测平台(8)和电机(10)；电机(10)安装在检测平台的下方，并带动检测平台(8)旋转。4.根据权利要求3所述一种基于FPGA的端塞缺陷检测装置，其特征在于，所述电机(10)上连接有编码器(9)，编码器(9)与FPGA主控制模块(12)连接；FPGA主控制模块(12)还包括电机控制模块和触发控制模块；电机控制模块用于控制电机(10)；触发控制模块用于接收编码器(9)采集的电机(10)转速信息，并根据转速信息输出行触发信号对线阵相机触发。5.根据权利要求1所述一种基于FPGA的端塞缺陷检测装置，其特征在于，还包括第一光源(7)和第二光源(6)；所述第一光源(7)设置在检测平台上垂直照射端塞的孔洞；第二光源设置在检测平台(8)的侧上方，水平照射端塞的侧面。6.根据权利要求1所述一种基于FPGA的端塞缺陷检测装置，其特征在于，所述图像采集模块通过信号转接板(11)与FPGA主控制模块(12)相交互；所述信号转接板(11)包括控制信号模块、串行通信模块和图像数据模块。7.根据权利要求1所述一种基于FPGA的端塞缺陷检测装置，其特征在于，所述面阵相机(1)和线阵相机(3)均连接有调整拍摄角度的相机微调装置。8.一种基于权利要求2所述端塞缺陷检测装置的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、采集待检测物的图像；S2、将采集的图像采用改进的中值滤波算法对图像进行降噪，采用多项式拟合方式对背景进行补偿；S3、对步骤S2得到的图像采用Soble算子结合双阈值分割方法提取疑似缺陷；S4、采用开闭运算对疑似缺陷中的非缺陷进行消除；S5、提取疑似缺陷中缺陷的长宽比特征、圆形度特征、面积特征、灰度均值特征和灰度标准差特征；S6...

【专利技术属性】
技术研发人员：周强，王伟刚，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61