DPM自動(dòng)光學(xué)識(shí)別系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、直接部件標(biāo)識(shí)(Direct Part Marking, DPM)是通過碳化物或金剛石筆尖點(diǎn)刻、噴墨打印、電化學(xué)蝕刻或激光蝕刻等方法永久性標(biāo)記在對(duì)象表面上的一維或二維的標(biāo)識(shí)。DPM能夠標(biāo)識(shí)和描述對(duì)象的各種信息,非常適合用于實(shí)現(xiàn)ISO9000系列質(zhì)量管理體系提出的“標(biāo)識(shí)和可追溯性”的要求。
　　自動(dòng)光學(xué)識(shí)別技術(shù)使用機(jī)器視覺作為識(shí)別手段,自動(dòng)進(jìn)行非接觸式的光學(xué)影像識(shí)別并獲取對(duì)象的數(shù)據(jù)信息。自動(dòng)識(shí)別和數(shù)據(jù)采集技術(shù)可以在沒有人工干預(yù)的情況下

2、采集和識(shí)別與對(duì)象相關(guān)的數(shù)據(jù)信息。對(duì)DPM進(jìn)行自動(dòng)光學(xué)識(shí)別所需要的技術(shù)主要包括自動(dòng)光學(xué)識(shí)別技術(shù)和自動(dòng)識(shí)別和數(shù)據(jù)采集技術(shù)。
　　國(guó)外從20世紀(jì)80年代就開始在汽車、航空航天以及電子與半導(dǎo)體等制造行業(yè)使用DPM。目前國(guó)內(nèi)對(duì)DPM技術(shù)的研究和應(yīng)用主要集中于標(biāo)識(shí)手段,而不是識(shí)別方法。到現(xiàn)在為止我國(guó)對(duì)DPM自動(dòng)光學(xué)識(shí)別系統(tǒng)的研究相對(duì)較少,大部分DPM識(shí)別系統(tǒng)使用國(guó)外研發(fā)的硬件和軟件。相關(guān)的研究領(lǐng)域?yàn)楣鈱W(xué)標(biāo)記識(shí)別,但是一般都沒有針對(duì)DPM進(jìn)行優(yōu)

3、化,而且大部分必須借助于PC進(jìn)行識(shí)別。
　　本文以DPM自動(dòng)光學(xué)識(shí)別為研究目的,主要針對(duì)國(guó)內(nèi)常用的二維形式DPM進(jìn)行分析研究,最終設(shè)計(jì)了一種基于FPGA和DSP的嵌入式DPM自動(dòng)光學(xué)識(shí)別系統(tǒng)。本文首先介紹該系統(tǒng)的基本原理和整體設(shè)計(jì)方案,然后從硬件和軟件兩個(gè)方面進(jìn)行研究設(shè)計(jì)。
　　硬件部分采用自底向上的設(shè)計(jì)方法,從芯片層次進(jìn)行硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)。使用CMOS圖像傳感器獲取光學(xué)圖像。使用可編程的FPGA芯片,可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行更新升

4、級(jí),增加了系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)展性。使用ADSP BF60x芯片,該芯片針對(duì)數(shù)字信號(hào)處理算法在結(jié)構(gòu)上進(jìn)行了優(yōu)化。據(jù)我們所知,這是國(guó)內(nèi)首次將該DSP芯片與FPGA芯片協(xié)作對(duì)DPM進(jìn)行自動(dòng)地光學(xué)識(shí)別。其它硬件模塊包括外部存儲(chǔ)模塊、Ethernet通信模塊和電源模塊等。
　　軟件部分采用自頂向下的設(shè)計(jì)方法。整個(gè)系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)的功能主要可以分為四個(gè)模塊。分別是TWI串行通信模塊、光學(xué)圖像采集傳輸模塊、DPM識(shí)別算法模塊和Ethernet通信模