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一种图像采集结构及图像采集处理系统

文献发布时间:2023-06-19 18:37:28


一种图像采集结构及图像采集处理系统

技术领域

本发明属于图像采集处理技术领域,具体涉及一种图像采集结构及图像采集处理系统。

背景技术

目前,在板材生产中,需要对板材的尺寸以及缺陷进行检测,以获得板材的尺寸信息和质量信息。随着集成电路工艺水平以及相机设计水平的提高,高速相机发展迅速,由于高速相机的帧率高、产生的数据量大,从而广泛应用于对产品的视觉检测中。

然而,如果需要进行大尺寸、高精度的扫描测量,通常需要配置多个高速相机,并使得多个高速相机组成相机阵列,才能实现大尺寸板坯的图像采集。如此一来,相机矩阵需要较大的安装空间,图像采集结构相对比较笨重,同时,由于高速相机的尺寸相对较大,相邻两个高速相机还容易出现干涉的风险。

不仅如此,高速相机的帧率高、产生的数据量,并且每个高速相机单独进行数据传输作业,这就对图像实时处理提出了更高的要求,传统的图像处理系统需要依次对每个高速相机的图像信息进行处理,再对数据进行合并处理,存在工作量大、图像信息处理精度低、工作效率低的问题。

由此可知,相关技术中的图像采集结构及图像采集处理系统存在结构笨重、所需安装空间较大、测量精度低以及工作效率低的问题,有待改进。

发明内容

为了解决上述全部或部分问题,本发明的目的在于提供一种图像采集结构及图像采集处理系统,可以节省安装空间、提高结构紧凑性、提高测量精度以及提高工作效率。

第一方面,本发明提供了一种图像采集结构,包括:

PCB板,供电器件安装;

图像传感器,数量为多个、且分别设置于所述PCB板上;

控制器,与所述图像传感器连接;

其中,所述控制器用于控制多个所述图像传感器同时对板坯进行图像采集。

可选地,所述图像传感器采用CMOS相机传感器。

可选地,所述图像传感器上能够安装不同焦距的镜头,以实现不同距离和尺寸的图像拍摄。

可选地,所述图像传感器的数量不超过10个。

可选地,多个所述图像传感器设置成:至少能够排成一排,且在所示PCB板上等间距排布。

第二方面,本发明提供了一种图像采集处理系统,包括多组图像采集结构,还包括设置于每个所述控制器上的FPGA模块,位于同一所述PCB板上的多个所述图像传感器分别与相应的所述FPGA模块连接,所述FPGA模块用于对多个所述图像传感器的采图和图像处理进行并行控制。

可选地,所述图像采集处理系统还包括交换机,多个所述FPGA模块分别与所述交换机,且所述交换机用于将多个所述FPGA模块处理后的信息传输至外部PC端。

可选地,每个所述控制器上设置有千兆网接口,所述交换机的端子与多个所述千兆网接口分别连接,且所述FPGA模块能够通过GigE Vision协议将图像以及图像信息实时上传至所述交换机。

可选地,所述交换机采用万兆交换机。

由上述技术方案可知,本发明提供的图像采集结构及图像采集处理系统,具有以下优点:

该装置利用CMOS相机传感器代替高速相机,由于CMOS相机传感器的尺寸更小,相较于相机矩阵,此设计能够节省安装空间,提高结构紧凑性。同时,由于CMOS相机传感器的尺寸较小,还能降低相邻两个CMOS相机传感器之间出现干涉的问题,提高使用稳定性。同时,FPGA模块能够对多个CMOS相机传感器的图像数据进行并行处理,提高了图像处理的效率,还能提高测量精准度,从而能够满足大尺寸、高精度的测量作业。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述。

附图说明

附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明的技术方案,并不构成对本发明技术方案的限制。

图1为本发明实施例中图像采集结构的结构示意图;

图2为本发明实施例中图像采集处理系统的结构示意图。

附图标记说明:

1、PCB板;2、控制器;3、图像传感器;31、CMOS相机传感器;4、FPGA模块;5、交换机。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

如图1所示为本发明的实施例1,该实施例中公开了一种图像采集结构,包括PCB板1、控制器2和多个图像传感器3,多个图像传感器3分别焊接固定于同一PCB板1上,并且多个图像传感器3分别与控制器2,控制器2用于控制多个图像传感器3同时对板坯进行图像采集。

在一个实施例中,如图1所示,图像传感器3采用CMOS相机传感器31,在其他实施例中,也可以采用CCD传感器或CIS传感器,只要能实现对图像的采集即可。

在一个实施例中,如图1所示,图像传感器3上能够安装不同焦距的镜头,以实现不同距离和尺寸的图像拍摄功能。

在一个实施例中,如图1所示,图像传感器3的数量不超过10个,并且多个图像传感器3设置成:至少能够排成一排,且在PCB板1上等间距排布。本实施例仅展示10个图像传感器3排成一排的状态,在其他实施例中,也可以是10个图像传感器3排成两排,每排5个图像传感器3。如果板坯的较宽,则图像传感器3采用排成一排的方式,如果板坯的移动速度较快,可选择排成多排的方式,以实现对板坯图像的多次采集。

本实施例中的图像采集结构,用CMOS相机传感器31代替高速相机,由于CMOS相机传感器31的尺寸更小,相较于相机矩阵,此设计能够节省安装空间,提高结构紧凑性。同时,由于CMOS相机传感器31的尺寸较小,还能降低相邻两个CMOS相机传感器31之间出现干涉的问题,提高使用稳定性。

如图2所示为本发明的实施例2,该实施例中公开了一种图像采集处理系统,包括多组图像采集结构,本实施例仅展示4组图像采集结构的状态,也就是控制器2和PCB板1分别设置有4个,每个PCB板1上设置有10个图像传感器3。

在一个实施例中,如图2所示,图像采集处理系统还包括FPGA模块4,FPGA模块4可以是FPGA芯片,也可以是含有FPGA芯片的电器件。每个控制器2上设置有一个FPGA模块4。同时,位于同一PCB板上的多个图像传感器3分别与相应的FPGA模块4连接,FPGA模块4用于并行控制多个图像传感器3进行采图,且FPGA模块4还用于接收相应的图像传感器3传输的图像信息,并对多组图像信息进行并行处理。

在一个实施例中,如图2所示,图像采集处理系统还包括交换机5,多个FPGA模块4分别与交换机5,且交换机5用于将多个FPGA模块4处理后的信息传输至外部PC端。

在一个实施例中,如图2所示,每个控制器2上设置有千兆网接口,交换机5的端子与多个千兆网接口分别连接,且FPGA模块4能够通过GigE Vision协议将图像以及图像信息实时上传至交换机5。同时,交换机5采用万兆交换机5,以提高数据传输速度。

当需要对板坯进行图像采集时,根据图像拍摄距离和测量精度要求,在CMOS相机传感器31上安装不同焦距的镜头。随后,通过控制器2调整CMOS相机传感器31的参数及采图频率,然后10个CMOS相机传感器31同时进行图像采集。随后,CMOS相机传感器31将采集的光信号转换为原始图像数据,并将原始图像数据传输至FPGA模块4,10个CMOS相机传感器31的图像并行的传输至FPGA模块4,然后FPGA模块4对10个相机的原始图像数据进行并行处理,FPGA模块4的算法包括:各种滤波算法、霍夫变换、图像拉伸、Sobel、Canny等,最后,FPGA模块4通过GigE Vision协议将图像及图像数据实时上传至交换机5,然后交换机5将信息传输至外部PC端。

本实施例中的图像采集处理系统,控制10个CMOS相机传感器31同时进行图像采集,并将图像数据传输至FPGA模块4,FPGA模块4对原始图像数据进行预处理,并可以对需要测量的宽度、孔洞和边裂等信息进行识别,生产处理完的图像信息,并通过千兆网络上传至主控工业计算机。

通过控制器2上的FPGA模块4进行图像处理,并且FPGA模块4能够并行的对10个CMOS相机传感器31的图像数据进行了预处理,提高了图像处理的效率。同时,此设计使得FPGA模块4与上位PC进行通讯时,只传输图像中的有用信息,避免了传输所有图像数据带来的网络带宽问题。

与原有技术相比,FPGA模块4的应用和并行处理能力,大大提高了图像处理的速度和效率,方便后续软件的图像处理,节约了资源并提高了生产效率。

需要注意的是,除非另有说明,本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

此外,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个以上,除非另有明确具体的限定。

最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围,其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。尤其是,只要不存在结构冲突,各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

技术分类

06120115635666