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使用華菱光電CIS傳感器設(shè)計的高速圖像采集設(shè)備

來源：www.deyida.com

通過使用線性圖像傳感器CIS采集的圖像判斷產(chǎn)線上的鋁箔是否有污點、裂痕、氣孔、褶皺等等問題，傳統(tǒng)是通過人眼觀察或者工業(yè)相機檢查，人眼觀察主要由于抽檢，無法做到實時監(jiān)測，工業(yè)相機的問題是為了獲得足夠?qū)挼呐臄z角度，相機距離被測物體較遠，設(shè)備產(chǎn)生的震動、粉塵、照明光線等都會影響采集效果，而且無法做到高速檢測，鏡頭的畸變也會影響檢測效果。

選用的華菱光電CIS傳感器，分辨率為300DPI時，一行像素有3672個，采樣圖像寬度在30cm左右，這個分辨率可以采集出的圖片達到4K級別，這個是一般工業(yè)相機很難達到的。

FPGA將采集的信號通過千兆網(wǎng)輸出到計算機，千兆網(wǎng)芯片選用的是RTL8211，由于開始設(shè)計的框圖想用高速USB接口，結(jié)果由于驅(qū)動問題太麻煩，改成了千兆網(wǎng)進行傳輸。

其中麻煩的地方在于數(shù)據(jù)采集的時序和圖像校正，先看一下傳感器時序圖。

CLK：2MHz時鐘

SI：開始采集信號

LEDg/r/b：傳感器自帶RGB三色補光燈

SIG：傳感器輸出的模擬信號，分為三段，相當于一根傳感器是三個傳感器組成的

ADC采集芯片選用的是AD9822，這個芯片主要由于CCD/CIS的圖像采集，性能優(yōu)秀，下面是時序圖，芯片也是分3通道采集，可以對應(yīng)RGB通道。

CDSCLK2：采樣點

ADCCLK：ADC數(shù)據(jù)輸出時鐘（由CPLD提供，同時采樣3通道，即頻率為采樣點的3倍）

OUTPUTDATA：并行輸出數(shù)據(jù)

我們用來采集傳感器的3個部分，經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換后在進行數(shù)據(jù)重新排序和拼接。

在3通道SHA模式下，AD9822同時采樣SIG1，SIG2和SIG3輸入電壓。采樣點由CDSCLK2控制。 CDSCLK2的下降沿對每個通道上的輸入波形進行采樣[A1] 。來自三個SHA的輸出電壓由DAC修改，然后由三個PGA縮放。然后PGA的輸出通過14位ADC多路復用。 ADC在ADCCLK的下降沿順序采樣PGA輸出。

OFFSET引腳可以用作粗偏置調(diào)整引腳。在AD9822的一級放大器中，從施加到SIG1，SIG2和SIG3輸入的電壓中減去施加到該引腳的電壓。在這種模式下，輸入鉗位被禁用。有關(guān)更多信息，請參見電路操作部分。

CDSCLK1應(yīng)在該模式下接地。盡管不是必需的，但建議CDSCLK2的下降沿與ADCCLK的上升沿同時發(fā)生或在ADCCLK的上升沿之前發(fā)生。如tADC2所示，CDSCLK2的上升沿不應(yīng)出現(xiàn)在先前的ADCCLK下降沿之前。輸出數(shù)據(jù)等待時間為三個ADCCLK周期。

SIG1，SIG2和SIG3通道的偏移和增益值是使用串行接口編程的。通過對MUX寄存器進行編程，可以選擇通過多路復用器切換通道的順序。

PGA，offset參數(shù)需要根據(jù)測試結(jié)果調(diào)節(jié)，可以先設(shè)置為最小，逐漸增加。

采樣效果如下：

由于被測物體時灰色，一般工業(yè)攝像機都很難看清細節(jié)，比如微小的劃痕和裂縫，但是華菱光電的CIS傳感器就可以很好的捕捉到各種細節(jié)。

上一條：工業(yè)生產(chǎn)中CIS的新挑戰(zhàn) 下一條： CIS寬幅面線掃相機的特點

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