[实用新型]基于FPGA的工业智能相机

说明书

技术领域

本发明属于嵌入式机器视觉领域，更具体地涉及基于FPGA的工业智能相机。

背景技术

目前大多数机器视觉系统都是采用基于PC机的视觉系统，通常包括工业相机、镜头、图像采集卡、图像处理软件包和用于图像处理的通用计算机或工控机，视频图像通过图像采集卡转化为数字信号传送给计算机进行处理。用户可根据需求和性能差异选择不同的图像采集卡和计算机，并在其中植入相应的算法。基于PC机的视觉系统具有通用性高，配置灵活，容易实现等优点，但同时也具备如体积大、功耗高、重量大、系统集成度差等缺陷，对于一些对体积、重量和功耗要求较高的应用场合，常规的基于PC机的视觉系统显得力不从心。

目前，也有一些体积小、处理速度快的相机出现，譬如：基于FPGA的工业智能相机，此种相机将图像算法集成在FPGA模块中，但是图像算法的可读性、可修改性、可移植性较差，给后续的修改维护带来不便。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种体积小、处理速度块、便于修改的基于FPGA的工业智能相机。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

基于FPGA的工业智能相机，包括：图像采集模块，所述图像采集模块由光学照明系统和CMOS图像传感器组成；

FPGA芯片，所述FPGA芯片中装有图像预处理模块，所述图像预处理模块对图像进行预处理；

CPU图像应用模块，所述CPU图像应用模块集成在迷你PC机中，所述CPU图像应用模块对预处理过的图像进行高级图像算法处理。

进一步的是，所述图像预处理模块对图像进行图像增强、噪声处理、图像分割和特征处理。

进一步的是，所述CPU图像应用模块的高级图像算法处理包括图像算法、特征提取和特征应用。

进一步的是，所述FPGA芯片中还置有图像储存模块。

如上所述，本实用新型的有益效果是：1.本实用新型的智能相机具有集图像采集，图像预处理，图像储存及图像应用一体式的优点，体积小，效率高，不需要外加上位机等处理器；凭借强大的CPU计算性能与FPGA芯片图像预处理功能的协力合作，可实现高端高速与复杂的图像计算，使其适合高速，高分辨率工业图像的应用；2.将高级图像算法内置在迷你PC机的CPU图像应用模块中，提高了算法的可读性、可修改性、可移植性，便于后续的维修和修改。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本实施例所公开的工业智能相机的示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

本实施例的附图参见图1。

基于FPGA的工业智能相机，包括图像采集模块、FPGA芯片和CPU图像应用模块。图像采集模块由光学照明系统和CMOS图像传感器组成；FPGA芯片中装有图像预处理模块和图像储存模块；图像预处理模块对图像进行预处理，预处理包括图像增强、噪声处理、图像分割和特征处理；图像储存模块对采集到的图像进行存储；CPU图像应用模块集成在迷你PC机中，CPU图像应用模块对预处理过的图像进行高级图像算法处理；高级图像算法处理包括图像算法、特征提取和特征应用。

上述智能相机具有集图像采集，图像预处理，图像储存及图像应用一体式的优点，体积小，效率高，不需要外加上位机等处理器；凭借强大的CPU计算性能与FPGA芯片图像预处理功能的协力合作，可实现高端高速与复杂的图像计算，使其适合高速，高分辨率工业图像的应用。而且上述智能相机是将高级图像算法内置在迷你PC机（体积与相机差不多）的CPU图像应用模块中，提高了算法的可读性、可修改性、可移植性，便于后续的维修和修改。

以在线检测瓶体喷码为例：

1.系统上电，在系统内设置好相关参数；

2.调整好光学照明系统中的光源位置、发光角度，相机位置及触发光电位置；

3.图像采集，当触发光电输出触发信号时，光源系统开始闪烁，同时相机开始采集图像；

4.图像预处理，FPGA芯片的通图像预处理模块对图像进行图像增强，噪声处理，图像分割，特征处理等一系列图像预处理；

5.图像处理及应用，迷你PC机中的CPU图像应用模块对FPGA预处理的图像进行进一步的图像算法，特征提取，特征应用等处理后将图像进行应用，并判断瓶体喷码是否合格。

对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。