本發(fā)明涉及一種燃?xì)獗頂?shù)字圖像識別自動檢測儀裝置，屬于計算機嵌入式處理領(lǐng)域，特別是涉及FPGA的數(shù)字圖像處理方法研究，用于實現(xiàn)燃?xì)獗頇z測裝置中，即鐘罩式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置自動控制系統(tǒng)中燃?xì)獗碚w積數(shù)的采樣。

背景技術(shù)：

在燃?xì)獗砩a(chǎn)廠家進(jìn)行產(chǎn)品出廠質(zhì)檢和計量檢測單位對燃?xì)獗懋a(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量檢驗時，使用鐘罩式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置進(jìn)行檢定。目前氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置已普遍使用計算機進(jìn)行測量與控制，但在被檢表流量脈沖數(shù)檢測環(huán)節(jié)，卻仍難以實現(xiàn)自動檢測與控制，增加了生產(chǎn)廠家和計量部門操作人員的工作量，成為其迫切希望解決的問題，直接轉(zhuǎn)化為對氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置改進(jìn)的需求。

鐘罩式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置自動控制系統(tǒng)可測量鐘罩運行脈沖數(shù)、被檢表脈沖數(shù)、檢測時間、鐘罩溫度、鐘罩壓力、壓力損失等。計算累積流量和瞬時流量，具有脈沖當(dāng)量及被檢表儀表系數(shù)預(yù)置功能。當(dāng)累積流量達(dá)到預(yù)置數(shù)后自動停止檢測，亦可人工停止。并可用按鈕控制鐘罩的升、降?？捎脕頇z定、測試各種容積式流量計，提高檢測準(zhǔn)確度和自動化程度。該儀器采用微機控制定時技術(shù)，使其具有準(zhǔn)確度高，抗干擾能力強、工作穩(wěn)定可靠、體積小、重量輕等許多優(yōu)點，為廠礦、計量單位的檢定工作提供了方便。

以往的鐘罩式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置中，被檢燃?xì)獗眢w積脈沖數(shù)的采樣是通過一種光電采樣器，即燃?xì)獗淼臄?shù)字表盤上有一個特殊標(biāo)記亮片，光電采樣器照射到亮片完成一次體積讀數(shù)，輸出一個脈沖給計算機，完成整體積數(shù)累計，此種裝置存在缺點為安裝困難，而且在燃?xì)獗淼男×髁繖z測時會因為亮片位置剛好偏過照射區(qū)域而需要等亮片下一次轉(zhuǎn)到照射區(qū)域，因此效率較低。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服上述鐘罩式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置中光電采樣器的缺點，提供一種具有實時性、自動化、通用化程度更高的一種燃?xì)獗頂?shù)字圖像識別自動檢測儀裝置。此系統(tǒng)可擴展、可移植、開發(fā)維護(hù)成本更低、可靠性更高。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的燃?xì)獗頂?shù)字圖像識別自動檢測儀裝置如下：

一種燃?xì)獗頂?shù)字圖像識別自動檢測儀裝置，其特征在于：主要特點是，

該燃?xì)獗頂?shù)字圖像自動檢測儀表裝置包括FPGA中央處理模塊，圖像采集模塊，快速存儲模塊，圖像顯示模塊，功能切換模塊，以及脈沖發(fā)出模塊。

所述的燃?xì)獗頂?shù)字圖像識別自動檢測儀裝置，以FPGA為核心模塊，首次應(yīng)用在鐘罩式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置自動控制系統(tǒng)中，取代光電采樣器具有安裝方便，提高效率的優(yōu)勢。

所述的燃?xì)獗頂?shù)字圖像識別自動檢測儀裝置，采用了數(shù)據(jù)流實時處理，并且配有屏幕實時顯示，安裝人員只要將燃?xì)獗淼膫€位數(shù)字顯示在屏幕上的矩形框內(nèi)調(diào)整好清晰度就可以，光電采樣器需要不斷的調(diào)整光源方向，燃?xì)獗頋L輪轉(zhuǎn)動多圈以驗證光電采樣器光源對準(zhǔn)了標(biāo)識點，由此，自動檢測儀安裝方便。

所述的燃?xì)獗頂?shù)字圖像識別自動檢測儀裝置，取模板是在自動檢測儀安裝完畢后，燃?xì)獗淼臄?shù)字表盤上的數(shù)字在任意位置處可以按取模板按鈕取模板，代替光電采樣器單一的亮點標(biāo)識為模板，具有模板多樣性特點。當(dāng)燃?xì)獗硇ｒ炐×髁康臅r候，此特點能夠極大的縮短操作人員的工作時間，工作效率最高可以提高百分之五十。

所述的FPGA中央處理模塊，以硬件邏輯來實現(xiàn)傳統(tǒng)軟件圖像處理算法，將圖像處理的過程直接移植在FPGA芯片中，克服了傳統(tǒng)圖像處理的響應(yīng)慢的問題，同時降低了開發(fā)成本，增強了圖像識別的可移植性和可擴展性，易于維護(hù)。采用了數(shù)據(jù)流實時處理，F(xiàn)PGA具有并行處理的特點，并且采用高速時鐘，有效解決了系統(tǒng)延時的問題。

所述的圖像采集模塊，采用了專用的COMS圖像傳感器，體積小，工作電壓低，通過SCCB總線控制，可以輸出整幀、自采樣、取窗口等方式的各種分辨率8為影像數(shù)據(jù)。VGA圖像最高達(dá)到30幀/秒，為燃?xì)獗頂?shù)字圖像識別自動檢測儀裝置整體的實時性奠定了基礎(chǔ)。

所述的快速存儲模塊，采用了SDRAM即同步動態(tài)隨機存儲器，自由指定地址進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫，保證了數(shù)據(jù)流的快速傳輸。

所述的圖像顯示模塊，我們根據(jù)裝置的尺寸，選取了一款2.4寸的TFT屏幕作為裝置的顯示模塊，作為人機交互的窗口。

所述的功能切換模塊，主要是實現(xiàn)燃?xì)獗頂?shù)字圖像識別自動檢測儀裝置功能的切換，主要包括復(fù)位、模板采集、以及圖像實時對比。其操作的簡單性也保證了在應(yīng)用的便捷性。

所述的脈沖發(fā)出模塊，主要是實現(xiàn)燃?xì)獗頂?shù)字表盤轉(zhuǎn)一圈時，脈沖的實時發(fā)出。

附圖說明

圖1是鐘罩式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置自動控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是燃?xì)獗頂?shù)字圖像識別自動檢測儀裝置工作原理示意圖。

圖3是燃?xì)獗頂?shù)字圖像識別自動檢測儀裝置功能模塊結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為了能夠更清楚的理解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，特舉以下實施例詳細(xì)說明。

參照如圖1，首先介紹以下鐘罩式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置自動控制系統(tǒng)工作原理如下：鐘罩式氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置自動控制系統(tǒng)可測量鐘罩運行脈沖數(shù)、被檢表脈沖數(shù)、檢測時間、鐘罩溫度、鐘罩壓力、壓力損失等。計算累積流量和瞬時流量，具有脈沖當(dāng)量及被檢表儀表系數(shù)預(yù)置功能。當(dāng)累積流量達(dá)到預(yù)置數(shù)后自動停止檢測，亦可人工停止。并可用按鈕控制鐘罩的升、降。利用鐘罩的累計流量跟自動檢測儀采樣的累計流量來求被檢燃?xì)獗砘蛘吡髁坑嫷恼`差?？捎脕頇z定、測試各種容積式流量計，提高檢測準(zhǔn)確度和自動化程度。該儀器采用微機控制定時技術(shù)，使其具有準(zhǔn)確度高，抗干擾能力強、工作穩(wěn)定可靠、體積小、重量輕等許多優(yōu)點，為廠礦、計量單位的檢定工作提供了方便。

參照如圖2，該燃?xì)獗頂?shù)字圖像識別自動檢測儀裝置工作原理如下：按照裝置屏幕上圖像的要求安裝好自動檢測儀。前端的圖像傳感器采集到圖像信息，經(jīng)過模塊內(nèi)部的A/D轉(zhuǎn)換，傳輸?shù)紽PGA芯片內(nèi)部，首先經(jīng)過二值化，將圖像轉(zhuǎn)換為黑白圖片并且通過TFT屏幕顯示；點擊功能切換按鍵，將裝置切換到模板存儲，根據(jù)圖片的像素位置信息，選取指定大小的圖像數(shù)據(jù)，按照順序存儲至SDRAM；點擊功能切換的圖像實時對比按鍵，將裝置切換至圖像實時比對狀態(tài)，此時圖像傳感器采集的圖像數(shù)據(jù)跟存儲的模板圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行實時比對，當(dāng)兩個圖像滿足相似度要求的時候，輸出脈沖信號，傳送至上位機，表示燃?xì)獗磙D(zhuǎn)了一圈，上位機得到的脈沖數(shù)也就是燃?xì)獗淼恼w積采樣值。

參照如圖3，該燃?xì)獗頂?shù)字圖像自動檢測儀裝置包括FPGA中央處理模塊，圖像采集模塊，快速存儲模塊，圖像顯示模塊，功能切換模塊，以及脈沖發(fā)出模塊。

所述的FPGA中央處理模塊，以硬件邏輯來實現(xiàn)傳統(tǒng)軟件圖像處理算法，將圖像處理的過程直接移植在FPGA芯片中，克服了傳統(tǒng)圖像處理的響應(yīng)慢的問題，同時降低了開發(fā)成本，增強了圖像識別的可移植性和可擴展性，易于維護(hù)。采用了數(shù)據(jù)流實時處理，F(xiàn)PGA具有并行處理的特點，并且采用高速時鐘，有效解決了系統(tǒng)延時的問題。

所述的圖像采集模塊，采用了專用的COMS圖像傳感器，體積小，工作電壓低，通過SCCB總線控制，可以輸出整幀、子采樣、取窗口等方式的各種分辨率8位影像數(shù)據(jù)。VGA圖像最高達(dá)到30幀/秒，為燃?xì)獗頂?shù)字圖像識別自動檢測儀裝置整體的實時性奠定了基礎(chǔ)。

所述的快速存儲模塊，采用了SDRAM即同步動態(tài)隨機存儲器，自由指定地址進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫，保證了數(shù)據(jù)流的快速傳輸。

所述的圖像顯示模塊，我們根據(jù)裝置的尺寸，選取了一款2.4寸的TFT屏幕作為裝置的顯示模塊，作為人機交互的窗口。

所述的功能切換模塊，主要是實現(xiàn)燃?xì)獗頂?shù)字圖像識別自動檢測儀裝置功能的切換，主要包括復(fù)位、模板采集、以及圖像實時對比。其操作的簡單性也保證了在應(yīng)用時的便捷。

所述的脈沖發(fā)出模塊，主要是實現(xiàn)燃?xì)獗頂?shù)字表盤個位轉(zhuǎn)一圈時刻，脈沖的實時發(fā)出。