一种基于以太网传输的流水线光学缺陷检测系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种基于以太网传输的流水线光学缺陷检测系统，属于生产线检测技术领域。系统包括相连接的CCD相机硬件平台和上位机；所述CCD相机硬件平台包括镜头、CCD传感器和主板，CCD相机的输出端连接CCD传感器的输入端，CCD传感器的输出端连接主板；所述主板包括FPGA芯片以及分别与其连接的ADC信号处理芯片、DDR3内存、以太网PHY芯片和电源模块，以太网PHY芯片通过千兆以太网线连接上位机。本实用新型专利技术具有控制便捷、响应迅速、大数据量稳定传输的优点，有助于满足工业场景下对目标产品缺陷检测更高精度、更快处理速度的需求。

A Pipeline Optical Defect Detection System Based on Ethernet Transmission

【技术实现步骤摘要】
一种基于以太网传输的流水线光学缺陷检测系统
本技术属于生产线检测
，具体涉及一种基于以太网传输的流水线光学缺陷检测系统。
技术介绍
目前大多数产品缺陷检测采用人工观察、手工记录的方式，耗时、费力、效率低下，同时还无法做到检测数据的实时记录保存。为了更准确的判别产品缺陷、评估综合质量，需要采集高分辨率的产品检测区域图像数据进行综合分析。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点，本技术的目的在于提供一种基于以太网传输的流水线光学缺陷检测系统，在检测产品上方搭建图像采集硬件平台，采集的数据通过千兆以太网传输给上位机，进一步完成产品缺陷信息的实时获取和分析，从而摆脱传统的人工观察、手工记录的方法，高效的获取分析产品的综合质量。为了实现上述目的，本技术采用的技术方案是：一种基于以太网传输的流水线光学缺陷检测系统，包括相连接的CCD相机硬件平台和上位机；所述CCD相机硬件平台包括镜头、CCD传感器和主板，CCD相机用于对流水线传动机构上的产品目标进行图像采集，CCD相机的输出端连接CCD传感器的输入端，CCD传感器的输出端连接主板；所述主板包括FPGA芯片、ADC信号处理芯片、DDR3内存、以太网PHY芯片和电源模块，ADC信号处理芯片的输入端连接CCD传感器的输出端，ADC信号处理芯片的输出端连接FPGA芯片的第一端，FPGA芯片的第二端连接DDR3内存，FPGA芯片的第三端连接以太网PHY芯片，以太网PHY芯片通过千兆以太网线连接上位机，电源模块连接FPGA芯片、ADC信号处理芯片、DDR3内存和以太网PHY芯片。进一步的，还包括连接所述CCD相机硬件平台的相机电源。进一步的，所述镜头型号为Componon-S2.8/50。进一步的，所述CCD传感器型号为KAI-29050-AXA-JD-B2。进一步的，FPGA芯片型号为XC7A50T-2FGG484I。进一步的，所述DDR3内存型号为MT47H64M16。进一步的，所述ADC芯片型号为AD9928。进一步的，所述PHY以太网PHY芯片型号为88E1510。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、通过以太网传输接口，使得采用GigEVision图像传输协议成为可能，可以稳定传输体量极大的图像数据，软件兼容性较好，便于二次开发。2、实现2900W高分辨率图像数据的获取，检测目标更加精准有效。3、搭建在生产环境中对检测目标进行实时的图像采集，可以作为目标综合质量评估的辅助系统。与传统的串口工业相机方案相比，本系统以以太网传输为基础，通过RJ45接口的千兆以太网，提供了高分辨率图像的采集及传输方案。与一般的数据传输方法相比，本系统具有控制便捷、响应迅速、大数据量稳定传输的优点。有助于满足工业场景下对目标产品缺陷检测更高精度、更快处理速度的需求。附图说明图1为本技术基于以太网传输的流水线光学缺陷检测系统结构示意图。图2为本技术CCD相机硬件设计结构图。图3为本技术工作流程图。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。此外，下面所描述的本技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。传统工业相机只能利用USB或者RS232串口连接计算机，传输速率限制导致传输图像的分辨率较低，无法应用在对图像精度有较高要求的光学检测场景下。本技术采用千兆以太网传输图像数据，由此可使用GigEVision图像传输协议技术，1000Mbps的带宽可以支持2900W像素的图像数据以4帧的速率稳定传输。实时、高效的采集和传递检测产品的缺陷情况，给工业环境的产品质量检测提供了很好的技术手段。本技术流水线光学缺陷检测系统包括CCD相机硬件平台和上位机，CCD相机硬件平台通过千兆网高速相机采集检测产品的图像数据，通过以太网接口传输到图像数据处理平台，图像数据处理平台存储、处理图像数据，并实现对CCD相机连接、参数修改、打开关闭等控制操作。具体的，如图2所示，CCD相机硬件平台包括镜头、CCD传感器和主板三层式结构设计。镜头型号为Componon-S2.8/50，作用是以光学原理进行成像。CCD传感器则是封装了传感器和外围电路的印刷电路板，传感器型号为KAI-29050-AXA-JD-B2，作为感光元件将镜头传递的图像光信号转为电信号。主板为主要封装有FPGA芯片、DDR3内存、ADC信号处理芯片、电源模块、以太网PHY芯片及外围电路的印刷电路板，作用是对传感器传递来的电信号进行综合处理并输出图像数据。其中FPGA芯片型号为XC7A50T-2FGG484I，DDR3内存型号为MT47H64M16，ADC芯片型号为AD9928，PHY芯片型号为88E1510。外壳根据电路板封装尺寸并进行散热设计，长宽高为80*80*60mm，留有4个螺孔以便于固定。CCD相机硬件平台的固件设计结构如图3所示，CCD传感器感光产生的数据信号经过ADC信号处理芯片转换后发送给FPGA芯片，FPGA芯片行使驱动CCD传感器的功能，存入DDR3内存中进行四通道图像拼接，拼接完成后通过图像一致性算法处理后借由GigEVision协议以指定的数据格式发送给GPU，并利用PHY物理层以太网芯片将图像数据传递给上位机，同时上位机发来的控制命令经由FPGA处理后用于修改参数。FPGA芯片作为整个数据处理的核心，除了对图像数据进行算法处理之外，还需完成对各个硬件模块的驱动。上位机9运行的桌面应用程序10中实现，将上位机9以固定的IP设定为服务器，CCD相机硬件平台设定从属的IP段连接。上位机应用程序10完成相机查找、连接和加载相机描述文件操作后，即可打开采集获取图像数据。并在采集过程中修改相机的参数，如曝光时间、帧率、图像格式、观测区域等。获取的图像数据可以以指定格式保存在本地，以便进行图像处理。为了进一步了解本技术的
技术实现思路
、特点以及功效。列举一下实例，其工作过程如下：CCD相机硬件平台1以螺钉固定在托板2上，用支架5支撑用于观测下方传动机构6上的检测产品7。CCD相机硬件平台以电源线3进行供电，相机电源模提供12V的电压直流供电，相机以14W的功率工作，并通过千兆以太网线4连接到上位机9上。CCD相机上电后，等待30秒左右以完成固件程序的加载和初始化，加载完成后即可通过上位机应用程序10查找相机。上位机应用程序10可以修改相机的网络参数，如IP地址、子网掩码和网关等，将相机的IP地址前三段修改为与上位机9一致后，则可发送命令成功连接CCD相机1。连接相机完成后，则可在上位机9本地加载描述文件，描述文件的作用是初始化相机的控制参数，如超时时间、通道端口号、默认宽高度等。至此，则完成了CCD相机1工作的所有准备工作。在上位机应用程序10端打开相机采集命令，CCD相机硬件平台1开始获取目标的图像，经由镜头光学处理后在CCD传感器感光元件上转换为电信号，并通过ADC芯片模数转换后发送给FPGA芯片进行图像数据的处理，FPGA芯片在依次进行四通道图像拼接、图像一致性算法处理等操作后将数据输出给PHY以太本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于以太网传输的流水线光学缺陷检测系统，其特征在于，包括相连接的CCD相机硬件平台和上位机；所述CCD相机硬件平台包括镜头、CCD传感器和主板，CCD相机用于对流水线传动机构上的产品目标进行图像采集，CCD相机的输出端连接CCD传感器的输入端，CCD传感器的输出端连接主板；所述主板包括FPGA芯片、ADC信号处理芯片、DDR3内存、以太网PHY芯片和电源模块，ADC信号处理芯片的输入端连接CCD传感器的输出端，ADC信号处理芯片的输出端连接FPGA芯片的第一端，FPGA芯片的第二端连接DDR3内存，FPGA芯片的第三端连接以太网PHY芯片，以太网PHY芯片通过千兆以太网线连接上位机，电源模块连接FPGA芯片、ADC信号处理芯片、DDR3内存和以太网PHY芯片。

【技术特征摘要】
1.一种基于以太网传输的流水线光学缺陷检测系统，其特征在于，包括相连接的CCD相机硬件平台和上位机；所述CCD相机硬件平台包括镜头、CCD传感器和主板，CCD相机用于对流水线传动机构上的产品目标进行图像采集，CCD相机的输出端连接CCD传感器的输入端，CCD传感器的输出端连接主板；所述主板包括FPGA芯片、ADC信号处理芯片、DDR3内存、以太网PHY芯片和电源模块，ADC信号处理芯片的输入端连接CCD传感器的输出端，ADC信号处理芯片的输出端连接FPGA芯片的第一端，FPGA芯片的第二端连接DDR3内存，FPGA芯片的第三端连接以太网PHY芯片，以太网PHY芯片通过千兆以太网线连接上位机，电源模块连接FPGA芯片、ADC信号处理芯片、DDR3内存和以太网PHY芯片。2.根据权利要求1所述的基于以太网传输的流水线光学缺陷检测系统，其特征在于，还包括连接所述CCD相机硬件平...

【专利技术属性】
技术研发人员：周玉宇，杨宇阗奕，
申请(专利权)人：武汉华威科智能技术有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北,42