面向微装配的DSP图像采集与处理系统关键技术研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cuifangcuifang
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随着对MEMS功能要求的越来越高,同时为了降低制作成本,往往通过微装配技术来实现复杂的MEMS系统。在微装配系统中,为了完成对微器件的形状检测与定位识别,并能够实时监控装配过程,系统必须具有实时高精度位置反馈环节。面向微装配的机器视觉系统,可以通过图像处理技术实现实时精密检测,为实现高精度的微装配操作提供了前提和保证。  本论文主要研究微装配系统中的机器视觉技术,设计面向微装配的DSP图像采集与处理系统,实现对微器件的实时检测定位以及网络视频监控。论文主要分为系统硬件设计、系统软件设计以及实验测试三部分。  根据微装配机器视觉系统处理数据量大和要求实时性强的特点,本文以TMS320DM642为核心处理器,结合现场可编程门阵列FPGA,设计了面向微装配的DSP图像采集与处理硬件系统。并且针对图像采集中的水纹波和边缘锯齿现象,提出了改进方案。为了实现微装配视频实时监控,设计了以太网接口,建立基于DSP与PC机的嵌入式网络。为了对微操作装置的反馈控制,设计了串行接口与多路并行输入输出接口。  为了实现对微器件的检测定位以及PC机实时监控,本文进行了系统软件设计,重点提出了一种基于DSP平台的微器件形状检测和定位识别算法。首先,基于FPGA完成图像采集控制以及图像预处理的功能;然后,基于DM642处理器实现微器件检测定位的核心算法,并对算法程序进行了代码优化。另外,本文设计了基于TCP/IP协议和GDI技术的微装配视频监控软件,由PC机对微装配过程进行实时视频监控。  最后,本文对硬件改进方案、系统整体功能以及软件优化效果进行了实验测试。首先对硬件改进方案进行对比实验,结果表明可以有效地消除水纹波噪声和边缘锯齿现象。然后对面向微装配的DSP图像采集与处理系统进行了实验测试,满足微装配系统功能要求,同时验证了微器件检测定位算法的可行性与有效性。最后对基于TMS320DM642的程序优化效果进行了测试,取得了较理想的效果。
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