管内表面缺陷检测系统设计.doc

摘要:本文所要解决的问题是如何检测管内表面缺陷。钢管是工业生产的重要原材料，是国家经济发展的重中之重，因此，如何检测钢管质量成为了钢管生产中的重要环节。本文通过激光管配合光学系统和CCD摄像机来采集管内表面情况，以飞思卡尔MC9S12XS128 作为核心处理器处理由摄像机采集到的信号，并最终通过RS—232和PC机相连，提取采集的信号以TXT形式保存，最终用MATLAB软件进行图像还原，通过观察图像得出钢管是否存在质量问题。

关键词 检测；缺陷；激光；CCD摄像机；MC9S12XS128；MATLAB

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 选题的背景及意义-1

1.2 国内发展状况-1

1.3 管内表面检测技术现存在的问题-1

1.4 管内检测技术的发展趋势-2

2 系统概述-3

2.1 系统设计-3

2.2 系统结构-3

3 系统工作原理-5

3.1 系统工作原理-5

3.2 CCD摄像头的控制-5

3.2.1 CCD传感器的概念-5

3.2.2 CCD的工作原理及其优点-5

3.2.3 CCD的基本特性-6

4 系统的硬件、软件设计-9

4.1 硬件系统设计-9

4.1.1 硬件系统的搭建-9

4.1.2 电源模块的设计-9

4.1.3 摄像头信号处理的设计-12

4.1.4 单片机的选择-13

4.1.5 串行通讯接口电路-16

4.1.6 10CM焦距透镜两片-17

4.2 系统软件设计-17

4.2.1 主程序设计-17

4.2.2 摄像头采样机制-17

4.2.3 A/D转换-19

4.3 开发环境-20

4.3.1 开发软件-20

4.3.2 使用方法-21

5 系统搭建及调试-22

5.1 硬件系统的搭建-22

5.2 硬件电路的焊接-22

5.2.1 前端透镜的固定-23

5.2.2 激光的选择与固定-23

5.2.3 后透镜的固定-23

5.3 系统调试-24

5.3.1 还原工具MATLAB-25

5.3.2 分析实验数据以及图像-26

结论-28

致谢-29

参考文献-30

附录-31

附录1摄像头采集信号源程序代码-31

附录2摄像头采集的灰度值-34