桥梁拉索表面缺陷的机器视觉检测系统

２０１１年１第６卷第１Ｏ期　Ｏ月　中国科技论文在线　ＳＣＩＥＮＣＥＰＡＰＥＲ　ＯＮＬＩＮＥ　Ｖｏｌ　６Ｎｏ．１０　０ｃｔ．２Ｏ１　１　桥梁拉素表面缺陷的机器视觉检测系统　高　潮　，李新科　，一，郭永彩　，何卫华　（１．重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室，重庆４０００３０　２．重庆大学通信工程学院，重庆４０００３０）　摘要：介绍了一种基于机器视觉的检测和识别桥梁拉索表面缺陷的方法。该方法基于以ＤＭ６４２为核心处理器的嵌　入式系统，可完成桥梁拉索表面图像的采集、处理、识别以及存储。对检测系统进行了硬件设计和调试，并用于桥梁　拉索表面缺陷检测中采集缺陷图像。实验结果表明，该系统具有工作稳定、采集图像清晰、处理速度快和数据传输快　等优点。　关键词：机器视觉；桥梁拉索；表面缺陷；嵌入式系统　中图分类号：ＴＰ３９１．４１　文献标志码：Ａ　文章编号：１６７３—７１８０（２０１１）１ｏ一０７７５—６　Ｍａｃｈｉｎｅ　ｖｉｓｉｏｎ　ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏｒ　ｂｒｉｄｇｅ　ｃａｂｌｅ　ｄｅｆｅｃｔ　Ｇａｏ　Ｃｈａｏ　，Ｌｉ　Ｘｉｎｋｅ’　，Ｇｕｏ　Ｙｏｎｇｃａｉ　，Ｈｅ　Ｗｅｉｈｕａ　（１．ＴｈｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＯｐｔｏ－Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ＆Ｓｙｓｔｅｍｓ　ｏｆＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，　Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００３０，Ｃｈｉｎａ；２．Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｙｔ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００３０，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｅｆｅｃｔ　ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ｃａｂｌｅ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　ｍａｔｅｒｉａｌｌａｙｅｒ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ　ｏｆ　ｃａｂｌｅ　ｓｔａｙｅｄ　ｂｒｉｄｇｅ　ｉＳ　ｖｅｒｙ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ．Ａ　ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ　ａｎｄ　ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｆｏｒ　ｂｒｉｄｇｅ　ｃａｂｌｅ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｄｅｆｅｃｔ　ｗａｓ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｉｓ　ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ　ｗｈｉｃｈ　ｔａｋｅｓ　ｅｍｂｅｄｄｅｄ　ｄｉｇｉｔａｌ　ｓｉｎａｌｇ　ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ（ＤＳＰ）ａｓ　ｃｏｒｅ　ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ　ａｃｈｉｅｖｅｄ　ｂｒｉｄｇｅ　ｃａｂｌｅ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｉｍａｇｅ　ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ，　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｓｔｏｒａｇｅ．Ｔｈｅ　ｈａｒｄｗａｒｅ　ｏｆ　ｈｅ　ｄｅｔｅｃｔｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ　ｉｓ　ｄｅｓｉｎｅｄ　ａｎｄ　ｒｅａｌｇｉｚｅｄ．Ｍｏｒｅｏｖｅ￣ｉｔ　ｉｓ　ｕｓｅｄ　ｉｎ　ｂｒｉｄｇｅ　ｃａｂｌｅｓｆｏｒ　ｓｕｒｆａｃｅｄｅｆｅｃｔｄｅｔｅｃｔｉｏｎｔｏｃｏｌｌｅｃｔｄｅｆｅｃｔｉｍａｇｅ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ　ｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ　Ｃａｎｃａｐｔｕｒｅｉｍａｇｅｃｌｅａｒｌｙ，　ｗｏｒｋ　ｓｔａｂｌｅ，ａｎｄｈａｓｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｒａｐｉｄｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ｓｐｅｅｄａｎｄｄａｔａｔｒａｎｓｆｅｒ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｍａｃｈｉｎｅ　ｖｉｓｉｏｎ；ｂｒｉｄｇｅ　ｃａｂｌｅ；ｓｕｒｆａｃｅ　ｄｅｌ￣ｃｔ；ｅｍｂｅｄｄｅｄ　ｓｙｓｔｅｍ　在采用拉索的大型结构物中，如桥梁、大型体育场　检测为主。考虑到人工检测需花费大量的人力和物力，　馆、剧院和展厅等，拉索系统均作为主要承重体系。拉　索一旦发生病害，其后果往往是不可设想的。由于斜拉　而且检测过程以目测为主，检测结果中人为主观因素较　多，不能满足预警、安全的需要。激光扫描法的基本过　桥的拉索布置在梁体外部，长期处在较高应力状态下，　又由于温度、湿度和侵蚀幽　介质作用，斜拉索钢丝很　容易受到腐蚀。拉索表面保护材料层的破损是拉索受腐　蚀和损伤的主要原因，所以对拉索表面进行缺陷检测在　拉索桥的维护中十分重要　。Ｊ。　目前，对拉索表面缺陷检测主要有人工检测法和激　光扫描法　Ｊ，长期以来，人们对大跨度桥梁拉索以人工　收稿日期：２０１ｌ—Ｏ５—２６　程是：４个激光传感器沿着拉索螺旋向上移动，每个激　光传感器中的激光源每隔１０　ｍｓ发射６００束激光束，共　产生２　４００个激光点。激光传感器中的接收器获得反射　后的信号，通过ＡＤ转换，由电脑直接以三维空间进行　处理分析，检别诊断拉索外表ＰＥ＋Ｐｕ非金属的缺陷，　并以数字定量化显示。但这种方法仍存在一些缺点，如　检测缺陷不直观，扫描线为螺旋线，存在盲区，系统构　基金项目　高等学校博士学科点专项科研基金资助项￣（２ｏｏ８ｏ６１１００１６）　作者简介：高潮（１９５９一），男，教授，主要研究方向：测控技术及仪器研究，ｙｃｇｕｏ＠ｃｑｕ．ｅｄｕ．ｃｎ　７７６　中国科技论文在线ＳＣＩＥＮＣＥＰＡＰＥＲ　ＯＮＬＩＮＥ　第６卷第１Ｏ期　成较大而且价格昂贵等【６Ｊ。因此，为克服拉索表面缺陷　检测方法的不完备，需要一种自动快速检测系统，提　出了一种基于ＤＭ６４２嵌入式系统的机器视觉检测方　法［７－９］。设计了４个摄像头等间隔对类圆柱体的桥梁拉　索表面进行图像采集，将采集到的图像通过ＳＤＲＡＭ暂　存，并在ＤＭ６４２中处理，将有缺陷的图像存储在大容　量存储器ＣＦ卡中，对系统进行硬件设计和调试，实验　结果表明，该系统能很好地解决桥梁拉索表面检测中效　率、成本、安全等问题。　１表面缺陷视觉检测系统　系统通过爬行机器人装载分布式图像传感器、光　源、嵌入式ＤＳＰ硬件平台和位置传感器，并沿拉索运　动，［１ｏ－￣ｑ，由位置传感器发出采集信号，系统从当前采集　区域采集分布式图像传感器信号，在向下一个采集区域　运动过程中完成缺陷识别、缺陷图像及位置等信息的存　储，自动放弃无缺陷图像。当测量完成后，给出缺陷图　像及位置等信息，以确定维护方案。整个系统主要由４　大部分构成：桥梁拉索爬行机构、图像采集传感器阵列、　基于ＤＳＰ的图像处理缺陷识别平台和硬盘存储部分。　其中由图像传感器阵歹０和ＤＳＰ的图像处理平台是本视　觉检测系统的核心，它们完成图像的采集、处理和缺陷　识别等。本方案系统设计如图１所示。　＝　］　鼻　番＿槠ｌ　一一兰　图１桥梁拉索表面缺陷检测系统　Ｆｉｇ．１　Ｂｌｏｃｋ　ｏｆｄｅｔｅｃｔｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ　ｔｏ　ｂｒｉｄｇｅ　ｃａｂｌｅ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｄｅｆｅｃｔ　针对桥梁拉索的结构，系统采用并行图像采集传感　器阵列，该阵列由４个ＣＣＤ摄像机组成，处于同一平　面且分别放置于拉索的４个方向上，每个采集端与拉索　竖直面平齐。每个ＣＣＤ摄像机输出的是２５帧／ｓ，ＰＡＬ　制式的模拟图像信号。在桥梁拉索检测中，整个阵列装　加在圆筒型的拉索爬行机构上，随着爬行机构的不断攀　升，摄像机阵列实时地将同一时刻拉索表面四周完整的　２０１１年１０月　图像通过多路系统传送到处理板中。系统根据实时采集　到的４个方向的图像对拉索表面图像进行区域截取、灰　度转化、噪声平滑和插值矫正等图像处理工作，通过快　速缺陷目标检测算法对桥梁拉索表面损伤情况进行高　速的识别、定位和存储。　２系统硬件设计　系统由图像采集传感器ＣＣＤ采集到拉索表面图　像，图像经过ＴＶＰ５　１　５０视频解码芯片后得到便于ＤＳＰ　处理和识别的数字图像信号，检测和识别到缺陷图像　后，再储存相关信息，以完成桥梁拉索检测的目的。其　中图像处理的硬件平台是桥梁拉索表面缺陷识别的关　键，系统采用ＴＩ公司用于数字媒体应用的高性能　ＤＳＰＴＭＳ３２０ＤＭ６４２作为处理器，结合ＴＶＰ５　１　５０视频　解码芯片、ＳＤＲＡＭ和ＦＬＡＳＨ　ＲＯＭ等外围资源的硬件　开发平台，实现系统的图像采集、处理和缺陷的判断。　２．１图像采集传感器　对于整个系统来讲，图像数据是整个系统处理分析　的依据，系统要求对表面缺陷实时检测，因此对图像质　量要求比较高。同时，系统的实时陛检测要求图像传感　器在其灵敏度和速度方面比较高，因此，系统设计采用　ＣＣＤ作为图像采集的传感器。　本系统采用ＰＩＮＥＥＲ　ＴＩＭＥＳ　ＰＮＴ－６ｌ９　１／４＂ＣＣＤ摄　像机，视频输出为ＰＡＬ制式，信噪比为４６ｄＢ，自动光　圈控制，电子快门，１２Ｖ直流供电。由于在实际应用中，　不同物体其表面形状可能不同（平面状、柱状以及不规　则表面形状等），而该系统设计是针对物体表面缺陷，　具有通用性，所以，为了达到通用的目的，选用４个彩　色面阵ＣＣＤ，两两之间在同一平面上相差９０。安装（可　以根据需要实时调整ＣＣＤ的数目，保证缺陷图像的正　确采集）；同时，为了便于物体定位，增加图像采集的　灵活性，采用３．５－８１ＴＵＴＩ的变焦镜头。　２－２中央处理器（ｃｐｕｉ）　ＴＭＳ３２０ＤＭ６４２的核是基于Ｃ６４ｘ的内核，作为一　款高性能的视频专用高端ＤＳＰ，除了具有通用ＤＳＰ的　特点外，还有其自身特点ＬＩ２。”Ｊ，具有很好的内部结构设　计以及丰富的外部接口设计，如图２所示。　ＴＭＳ３２０ＤＭ６４２高处理能力是由其结构特点决定　的，两级缓存、两个数据通道、ＶＬＩＷ体系结构、多级　流水线结构、增强型的直接存储访ｒ￣ｑ（ＥＤＭＡ）以及高主　频（最高为７２０　ＭＩ－－Ｉｚ）等设计保证了其在大容量图像检　测系统中的高速处理性能。　第６卷第ｌ０期　２０１１年１０月　桥梁拉索表面缺陷的机器视觉检测系统　７７７　图２　ＴＭＳ３２０ＤＭ６４２结构　Ｆｉｇ．２　Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｏｆＴＭＳ３２０ＤＭ６４２　２．３实时图像转换电路　数据进行存储和处理，所以必须外扩存储器。　首先，为了实现图像数据的决速传输，保证处理器　能够实时陕速地数据处理，本系统采用同步动态随机存　储器（ＳＤＲＡＭ），对图像数据进行临时存储和传输。　其次，由于系统最后程序是在处理器　３２０ＤＩ　２　系统设计中ＣＣＤ图像传感器的输出为ＰＡＬ制式的　模拟视频信号，图像信号只有转换为数字信号才能够被　系统处理器ＴＭＳ３２０ＤＭ６４２进行处理、控制以及数据传　输，需要对图像信号进行转换。ＴＩ公司产品，视频解码　芯片选用ＴＶＰ５１５０，延续了ＴＩ公司产品的一致性，保　证了两芯片间的无缝连接，在兼容『生和可靠性方面也得　到了保证。　在电路设计中，视频解码芯片的数据输出是系统处　理器ＴＭＳ３２０ＤＭ６４２的视频数据来源，系统所有的操作　都是围绕其展开的，因此，保证视频数据的稳定、快速　和正确传输是这一部分电路设计的关键。对视频解码电　路的精心设计，既保证了ＴＭＳ３２０ＤＭ６４２通过ＩＩＣ总线　对四路ＴＶＰ５１５０正确配置，也实现了主处理器对四路　视频解码电路的同步控制，从原理上初步实现了图像数　据的正常采集和传输。　２．４图像数据存储模块设计　ＴＭＳ３２０ＤＭ６４２内部存在程序存储器和数据存储　器，其中部分存储区也可配置为高速缓存区（Ｌ２　Ｃａｃｈｅ），其存储空间也就几百ｋＢ（包括Ｌ２　Ｃａｃｈｅ的　２５６　ｋＢ）。本系统设计是一个桥梁拉索表面缺陷实时检　测系统，其缺陷数据采用图像传感器来采集，故需要大　容量的存储器来进行数据的存储；同时，由于处理器　ＴＭＳ３２０ＤＭ６４２通过ＥＭＩＦＡ接口外扩Ｆｌａｓｈ来实现系统　的上电自举，保证ＤＳＰ内部Ｃａｃｈｅ用于ＤＳＰ数据处理，　提高了处理器的处理能力。在系统设计中，由于系统处　理器ＴＭＳ３２０ＤＭ６４２的内部存储器空间不足以对图像　上运行的，所以必须有一定的程序空间，虽然在其内部　存在两级Ｃａｃｈｅ，且存储空间达到２８８　ｋＢ，能够实现系　统程序的存储，但是，当程序所占用的空间很大时，会　占用系统的Ｃａｃｈｅ空间，从而影响处理器的处理速度。　因此，系统设计时把系统程序放在外部存储空间，当处　理器ＴＭＳ３２０ＤＭ６４２上电复位后再把程序从外部程序　存储空间搬移到处理器内运行。这个外部存储器要求能　够把程序烧写进去，即可写；同时也要求能够被　ＴＭＳ３２０ＤＭ６４２读，于是要求可读可写存储器。Ｆｌｓａｈ　具有传输速度陕、可重复多次擦写以及封装尺寸小等优　点，系统设计中采用Ｆｌａｓｈ来实现。　最后，由于本系统的ＣＣＤ图像传感器采集的是图　像数据，具有数据量大的特点。而外扩的ＳＤＲＡＭ只是　作为数据的ＩＩ缶时存储，不可能存储大量图像数据。因此，　为了实现图像数据的海量存储，必须有大的存储空间。　ＣＦ卡具有尺寸小、使用方便、电路接口简单、速度快　以及容量大价格便宜等优点【ｌ　４Ｊ，可作为系统的图像数据　的海量存储。　３系统硬件调试　要使所设计的桥梁拉索表面缺陷检测硬件电路系　统实现符合要求的电路功能，首先要保证各个功能模块　７７８　中国科技论文在线ＳＣｌＥＮＣＥＰＡＰＥＲ　ＯＮＬＩＮＥ　第６卷第１０期　２０１１年１０月　工作正常稳定。根据本系统电路结构，应对系统的电源、　时钟电路、ＴＭＳ３２０ＤＭ６４２处理器、ＳＤＲＡＭ以及ＣＦ　卡数据存储和传输等进行调试。　３．１系统电源调试　在本电路设计中，系统处理器ＴＭＳ３２０ＤＭ６４２需　从图５可以看出，输入时钟波形的周期为示波器的　２格，即２０ｎｓ，其频率为５０ＭＨｚ，因此输入时钟正确。　保证ＴＭＳ３２０ＤＭ６４２时钟和电源的稳定工作后，可　以测试系统处理器是否可以正常工作，测试方法如下：　１）对处理器进行初始化，包括处理器内部寄存器　的配置、外部Ｉ／Ｏ空间和寄存器的配置等；　２）产生一个正弦信号；　要内核１．４Ｖ电源和外部Ｉ／Ｏ口３－３Ｖ电源２个电源，　其中，要求３－３　Ｖ的电源输入的纹波在士１６０ｍＶ以内，　峰值电流可达０．１５７Ａ，内核电源为１．４　Ｖ的输入纹波控　制在士４０　ｍＶ以内【Ｊ　，其输出电流最高达到０．７７８　Ａ，对　３）对正弦信号进行快速傅里叶变换（ＦＦＴ）；　４）利用Ｃｏｄｅ　Ｃｏｍｐｏｓｅｒ　Ｓｔｕｄｉｏ（ＣＣＳ）内部集成函数　电源的纹波系数和功率要求都比较高。部分电源调试结　果如图３和图４。　图３　１．４Ｖ电源纹波图　Ｆｉｇ．３　Ｐｏｗｅｒｒｉｐｐｌｅｆｏｒ　１．４Ｖ　图４　３．３Ｖ电源纹波图　Ｆｉｇ．４　Ｐｏｗｅｒｒｉｐｐｌｅｆｏｒ３．３Ｖ　可以看出，３．３Ｖ和１．４Ｖ电源的输出电源纹波很小，　电源工作稳定，且满足系统的功率要求。　３．２　ＤｓＰ调试　系统输入时钟为５０］Ｖ１］－Ｉｚ，调节处理器内部的ＰＬＬ　倍频因子为×１２，使处理器工作频率达到６００　ＭＨｚ，因　此，输入时钟频率稍许变化就会导致系统工作频率的较　大波动。在保证电路焊接正确的情况下，其输入时钟波　形如图５所示。　图５　ＴＭＳ３２０ＤＭ６４２输入时钟波形　Ｆｉｇ．５　ＩｎｐｕｔｔｉｍｅｒｗａｖｅｆｏｒｍｆｏｒＴＭＳ３２０ＤＭ６４２　ＴＩＭＥＲ＿ｇｅｔＣｏｕｎｔ（）函数来记录处理器的处理时间；　利用ＴＩ　ＤＳＰ集成开发环境ＣＣＳ运行程序【１　，可以　得到如图６所示的信号图。　图６　ＴＭＳ３２０ＤＭ６４２处理器测试图　Ｆｉｇ．６　Ｔｅｓｔｉｎｇ　ｒｅｓｕｌｔ　ｆｏｒ　ＴＭＳ３２０ＤＭ６４２　由图６可知，信号是由２个不同频率的正弦信号叠　加而成，而在信号的ＦＦＴ图中可以看出，其包含２根定　值的频谱线，符合信号变换原理，因此，系统处理器工　作正常。　３－３　ＳＤＲＡＭ测试　在电路设计中，ＳＤＲＡＭ作为整／、系统图像数据和　处理器的临时数据存储空间，因此，在电路调试时，在　保证ＤＳＰ处理器正常工作的情况下，测试ＳＤＲＡＭ工　作情况，查看其数据传输隋况。在本电路调试时，采用　如下方法对ＳＤＲＡＭ进行测试：　１）对处理器进行初始化，包括对处理器的内部寄　存器进行配置；　２）ＥＭＩＦＡ的初始化，通过设置ＣＥＣＴＬ０和ＧＢＣＴＩ　寄存器，将ＣＥ０设为ＳＤＲＡＭ空间；　３）往ＳＤＲＡＭ空间０ｘ８０００００００开始写Ｎ（Ｎ＝２５６　Ｂ）　个数据；　４）将刚写进ＳＤＲＡＭ里的数据读出，并且与刚写　进去的数据进行比较，若两数据相同，则提示“ＳＤＲＡＭ　第６卷２０１１年ｌ第１Ｏ期　Ｏ月　桥梁拉索表面缺陷的机器视觉检测系统　７７９　ｗｏｒｋｗｅｌＩ！”；否则报错。　ＳＤＲＡＭＢＡＳＥ＋ｉ）；　测试程序如下　ｂｒｅａｋ；　）　ｆｏｒ（ｉ＝＝０；ｉ＜－－－０ｘ１００；ｉ＋＋）　）　（　）　（（Ｕｉｎｔ８　）（ＳＤＲＡＭＢＡＳＥ＋ｉ））￣－）ｘＣ５；　ｐ血ｔｆ【“ＳＤＲＡＭ　ｗｏｒｋ　ｗｅｌｌ！＼ｒｒ　）　ｆｏｒ（ｉ＝０；ｉ＜０ｘ１００；ｉ＋＋）　通过对ＳＤＲＡＭ的起始地址０ｘ８０００００００连续　（　写２５６　Ｂ数据（本程序写０ｘＣ５），ＣＣＳ编译后ＬＯＡＤ　ｃｈｅｃｋ＝　（（ｕｉｎｔ８　）｛ＳＤＲＡＭ＿ＢＡＳＥ＋ｉ））；　ＰＲＯＧＲＡＭ至ＴＭＳ３２０ＤＭ６４２运行，可以在其ＢＵＩＬＤ　ｉｆ（ｃｈｅｃｋ！＝０ｘＣ５）　状态窗口看到“ｔｈｅ　ＳＤＲＡＭｗｏｒｋｗｅｌｌ　说明ＳＤＲＡＭ　（　工作正常；同时可以通过ＣＣＳ里的ｍｅｍｏｒｙ窗口，查　；；）　看ＳＤＲＡＭ内的数据情况。如图７所示，从０ｘ８０００００００　（　开始到０ｘ８００００１００，每个存储空间里的数据都为０ｘＣ５，　这也从另一方面说明了ＳＤＲＡＭ工作稳定。　０ｘ８０００００００　０ｘＣ５Ｃ５Ｃ５Ｃ５　０ｘＣ５Ｃ５Ｃ５Ｃ５　ＯｘＣ５Ｃ５Ｃ５Ｃ５　０ｘＣ５Ｃ５Ｃ５ＣＳ　０ｘＣ５Ｃ５Ｃ５Ｃ５　０ＸＣ５Ｃ５Ｃ５Ｃ５　０ｘ８０００００　１８　０ｘＣ５Ｃ５Ｃ５Ｃ５　０ｘＣ５Ｃ５Ｃ５Ｃ５　０ｘＣ５Ｃ５Ｃ５Ｃ５　ＯｘＣ５Ｃ５Ｃ５Ｃ５　ＯｘＣ５Ｃ５Ｃ５Ｃ５　０ｘ０５Ｃ５Ｃ５Ｃ５　０ｘ８０００Ｄ０３０　ＯｘＣ５Ｃ５Ｃ５Ｃ５　ＯｘＣ５Ｃ５Ｃ５Ｃ５　ＯｘＣＳＣ５Ｃ５Ｃ５　ＯｘＣ５Ｃ５Ｃ５ＣＳ　ＯｘＣ５Ｃ５Ｃ５Ｃ５　ＯｘＣ５Ｃ５Ｃ５Ｃ５　０ｘ８０００００４８　ＯｘＣ５Ｃ５ＣＳＣ５　ＯｘＣ５ＣＳＣ５Ｃ５　０ｘＣ５Ｃ５Ｃ５Ｃ５　ＯｘＣ５Ｃ５Ｃ５Ｃ５　ＯｘＣＳＣ５Ｃ５Ｃ５　０ｘＣ５Ｃ５Ｃ５Ｃ５　０ｘ８０００００６０　０ｘＣ５Ｃ５Ｃ５Ｃ５　ＯｘＣ５Ｃ５Ｃ５Ｃ５　０ｘＣ５Ｃ５Ｃ５Ｃ５　ＯｘＣ５Ｃ５ＣＳＣ５　ＯｘＣ５Ｃ５Ｃ５Ｃ５　ＯｘＣＳＣ５Ｃ５Ｃ５　０ｘ８０００００　７８　０ｘＣＳＣ５Ｃ５ＣＳ　０ｘＣ５Ｃ５Ｃ５Ｃ５　０ｘＣ５Ｃ５ＣＳＣ５　０ｘＣ５Ｃ５Ｃ５ＣＳ　０ｘＣ５Ｃ５Ｃ５Ｃ５　０ｘＣ５ＣＳＣ５Ｃ５　０ｘ８００Ｄ００９０　０ｘＣ５Ｃ５Ｃ５Ｃ５　０ｘＣ５Ｃ５Ｃ５Ｃ５　ＯｘＣＳＣ５Ｃ５Ｃ５　０ｘＣ５Ｃ５Ｃ５ＣＳ　０ｘＣ５Ｃ５Ｃ５Ｃ５　０ｘＣＳＣ５Ｃ５Ｃ５　０ｘ８０００００Ａ８　ＯｘＣ５Ｃ５Ｃ５Ｃ５　ＯｘＣ５Ｃ５Ｃ５Ｃ５　ＯｘＣ５Ｃ５Ｃ５Ｃ５　０ｘＣ５ＣＳＣ５Ｃ５　０ｘＣ５Ｃ５Ｃ５Ｃ５　０ｘＣ５Ｃ５Ｃ５Ｃ５　０ｘ８Ｏ０００ＤＣ０　ＯｘＣ５Ｃ５Ｃ５Ｃ５　０ｘＣ５Ｃ５Ｃ５Ｃ５　ＯｘＣ５Ｃ５Ｃ５Ｃ５　ＯｘＣ５Ｃ５Ｃ５ＣＳ　０ｘＣ５Ｃ５Ｃ５Ｃ５　０ＸＣ５Ｃ５Ｃ５Ｃ５　０　８０００００Ｄ８　ＯｘＣ５Ｃ５Ｃ５Ｃ５　ＯｘＣ５Ｃ５Ｃ５Ｃ５　ＯｘＣ５Ｃ５Ｃ５Ｃ５　ＯｘＣ５Ｃ５Ｃ５Ｃ５　ＯｘＣ５Ｃ５Ｃ５Ｃ５　ＯｘＣ５Ｃ５Ｃ５Ｃ５　０ｘＢ０００００Ｆ０　ＯｘＣ５Ｃ５Ｃ５Ｃ５　ＯｘＣ５Ｃ５Ｃ５Ｃ５　０ｘＣＳＣ５Ｃ５Ｃ５　ＯｘＣ５Ｃ５Ｃ５Ｃ５　０ｘＦＦＦＦＤＦＤＦ　ＯｘＤ７７ＦＦＦ８Ｆ　０ｘ８００００　１０８　ＯｘＦＦＦＤＦＦＢＦ　０ｘＦＥＦＦＦＦＢＥ　ＯｘＦＦＦＦＥＦ５Ｆ　ＯｘＦＦＦＤＤＢＦＦ　０ｘＦＦＦＦＥＦＢＦ　Ｏｘ６ＦＦＦＥＦＢＦ　图７　ＳＤＲＡＭ内部数据图　Ｆｉｇ．７　Ｉｎｔｅｒｎａｌ　ｄａｔａ　ｏｆ　ＳＤＲＡＭ　３．４系统总体调试　从图８可以看出，通过ＣＣＤ图像传感器采集的图　对电路各个功能模块调试完后，可以对整个系统进　像经过系统处理器的控制处理后，可得到非常清晰的灰　行调试，查看电路的功能实现。物体表面缺陷数据由　度图像，因此，整个系统的硬件系统设计是成功的。　ＣＣＤ图像传感器采集后，经过视频解码电路的模数转　通过对系统设计中各功能模块进行调试，实现了电　换和Ｙ／Ｃ分离，数据转换为ＩＴＵ－ＲＢＴ．６５６视频流格式　路设计功能，对系统进行调试后，得到了比较理想的图　的数字信号，传输至处理器处理，然后通过ＣＣＳ编译　像，实现了数据的高速传输，从而证明整个系统电路的　器将数据传输至ＰＣ机上查看。对桥梁拉索表面缺陷图　设计是成功的，为进一步处理桥梁拉索表面缺陷提供了　像进行图像采集得到如图８所示的图像。　可靠的硬件处理平台。　４结论　针对现有桥梁拉索检测方法的不足，设计了基于　ＤＳＰ的拉索表面缺陷实时检测系统，以实现拉索表面　缺陷的快速自动检测。系统的硬件设计和实现在拉索　表面缺陷机器视觉检测中十分重要。选用ＴＩ公司的　ＴＭＳ３２０ＤＭ６４２高性能高速ＤＳＰ作为系统处理器，通　图８　系统采集到的桥梁拉索表面缺陷图　过ＩＩＣ接口对系统的四路视频解码电路进行控制，从　Ｆｉｇ．８　Ｂｒｉｄｇｅ　ｃａｂｌｅ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｄｅｆｅｃｔ　ｉｍａｇｅ　ａｃｑｕｉｒｅｄ　ｂｙ　ｔｈｅ　而实现ＣＣＤ图像数据的采集、传输和处理，同时利用　ｓｙｓｔｅｍ　外扩存储器ＳＤＲＡＭ、Ｆｌａｓｈ和ＣＦ卡来实现系统的上　７８０　中国科技论文在线ＳＣＩＥＮＣＥＰＡＰＥＲ　ＯＮＬＩＮＥ　第６卷第１Ｏ期　电自举、数据处理、临时存储和数据的大量存储。在　桥梁拉索表面缺陷检测项目中试用结果表明，整个系　统运行稳定，可采集并存储的桥梁拉索表面的缺陷图　像，具有工作稳定、采集图像清晰、处理速度快、数　据传输快等优点。　［参考文献］（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）　［１】　龙晓薇，阳春华，龙永红．ｐｖｃ建材表面缺陷检测系统研究与设　计　．计算技术与自动化，２０１　０，２９（２）：４６—５０．　Ｌｏｎｇ　Ｘｉａｏｗｅｉ，Ｙａｎｇ　Ｃｈｕｎｈｕａ，Ｌｏｎｇ　Ｙｏｎｇｈｏｎｇ．Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ａｎｄ　ｄｅｓｉｇｎｏｎ　ｓｕｒｆａｃｅｄｅｆｅｃｔｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍｆｏｒＰＶＣｂｕｉｌｄｉｎｇｍａｔｅｒｉａｌｓ　ＣｏｍｐｕｔｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，２０１０，２９（２）：４６－５０．（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ）　【２］ＳｉｈＧＣ，ＴａｎｇＸ　Ｓ，ＬｉＺＸ，ｅｔ　ａ１．Ｆａｔｉｇｕｅ　ｃｒａｃｋｇｒｏｗｔｈ　ｂｅｈａｖｉｏｒｏｆ　ｃａｂｌｅｓａｎｄ　ｓｔｅｅｌｗｉｒｅｓｆｏｒｔｈｅ　ｃａｂｌｅ－ｓｔａｙｅｄｐｏｒｔｉｏｎｏｆｒｉｍｙａｎｇｂｒｉｄｇｅ：　ｄｉｓｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｔｅ　ｌｏｏｓｅｎｉｎｇ　ｎａｄ／ｏｒ　ｉｔｇｈｔｅｎｉｎｇ　ｏｆｃａｂｌｅｓ［Ｊ］．Ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ　ａｎｄＡｐｐｌｉｅｄＦｍｃｔｏｒｅＭｅｃｈａｎｉｃｓ，２００８，４９：１－２５．　［３】　高潮，李新科，郭永彩，等．桥梁拉索表面缺陷图像的预处理方　法　．中国科技论文在线，２０１１，６（４）：３１５—３１９．　ＧａｏＣｈａｏ，ＬｉＸｉｎｋｅ，ＧｕｏＹｏｎｇｃａｉ，ｅｔａ１．Ｐｒｅｐｍｃｅｓｓｎｉｇｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｂｒｉｄｇｅ　ｃａｂｌｅ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｄｅｆｅｃｔ　ｉｍａｇｅ啊．Ｓｃｉｅｎｃｅｐａｐｅｒ　Ｏｎｌｎｉｅ，２０１　１，　４）：３１５—３１９．（ｎｉ　Ｃｈ＿ｍｅｓｅ）　［４］　杨少军．桥梁拉索体系损伤的检测和监测方法　．公路交通技术，　２００５（３）：１３０－１３４．　Ｙａｎｇ　Ｓｈａｏｊｕｎ．Ｔｅｓｔａｎｄｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓ　ｏｆｃａｂｌｅ　ｓａｔｙｅｄ　ｓｙｓｔｅｍ　ｔｒａｕｍａｓ　ｏｆ　ｂｒｉｄｇｅｓ［Ｊ］．Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　Ｈｉｈｇｗａｙ　ａｎｄ　Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ，　２００５（３）：１３０—１３４．（ｎｉ　ｈＣｉｎｅｓｅ）　［５】　Ｗｕ　Ｅｎｑｉ，Ｋｅ　Ｙｉｎｇｌｎｉ，Ｄｕ　Ｂａｏｊｍｇ．Ｎｏｎｃｏｎｔａｃｔ　ｌａｓｅｒ　ｎｉｓｐｅｃｔｉｏｎ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ａ　ＰＳＤ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｉｎｎｅｒ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｏｆ　ｍｉｎｉｄｉａｍｅｔｅｒ　ｐｉｐｅｓ　．ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ　ｏｎ　Ｉｎｓｔｎｔｍｅｎｔａｉｔｏｎ　ａｎｄ　Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ，２００９，５８（７）：　２１６９—２１７３．　［６】　杨红娟，周以齐，陈成军．激光扫描数据脉冲噪声自适应检测和　滤除阴．计算机辅助设计与图形学学抿２００６，１８（１０）：１５３１—１５３４．　ＹａｎｇＨｏｎ￣ｕａｎ，ＺｈｏｕＶｉｑｉ，ＣｈｅｒｔＣｈｅｎｇｉｕｎ．Ａｄａｐｔｉｖｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄ　ｉｆｌｔｅｒｉｎｇ　ｏｆ　ｉｍｐｕｌｓｅ　ｎｏｉｓｅ　ｆｒｏｍ　ｌａｓｅｒ　ｓｃａｎｎｅｄ　ｄａｔａ叨．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ－Ａｉｄｅｄ　Ｄｅｓｉｎｇ　ａｎｄ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　Ｇｒａｐｈｉｃｓ，２００６，１８（１０）：　１５３１—１５３４．（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ）　［７１　郑科荣，朱双东．一种用于产品在线探伤的图像检测装置　．中　２０１１年１０月　国科技论文在线，２００８，３（１）：７４—７８．　Ｚｈｅｎｇ　Ｋｅｒｏｎｇ，Ｚｈｕ　Ｓｈｕａｎｇｄｏｎｇ．Ａｎ　ｉｍａｇｉｎｇ－ｂａｓｅｄ　ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　ｄｅｖｉｅｃ　ｏｆｒ　ｏｎ—ｌｎｉｅ　ｐｒｏｄｕｃｔｓ　ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ叽．Ｓｃｉｅｎｃｅｐａｐｅｒ　ｎＯｌｉｎｅ，２００８，　３（１）：７４－７８．（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ）　［８］Ｌｉｎ　Ｄａｗｍｎｇ，Ｌｉｎ　Ｍｉｎｃｈｕｅｈ，Ｈｕａｎｇ　Ｋａｉｙｕｎｇ．Ｒｅａｌ－ｔｉｍｅ　ａｕｔｏｍａｔｉｃ　ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ　ｏｆ　ｏｍｎｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ　ｍｕｌｉｔｐｌｅ　ｂａｒｃｏｄｅｓ　ａｎｄ　ＤＳＰ　ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ　．Ｍａｃｈｉｎｅ　Ｖｉｓｉｏｎ　ａｎｄ　Ａｐｐｌｉａｃｔｉｏｎｓ，２０１　１，２２（２）：　４０９－４１９．　【９］　高潮，郭永彩，任可，等．基于嵌入式系统和图像识别的拉索表　面缺陷检测技术叭．光电工程，２００８，３（２）：４０＿４４．　Ｇａｏ　Ｃｈａｏ，Ｇｕｏ　Ｙｏｎｇｃａｉ，Ｒｅｎ　Ｋｅ，ｅｔ　ａ１．Ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ　ｔｃｅｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　ｃａｂｌｅ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｄｅｆｅｃｔ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｅｍｂｅｄｄｅｄ　ｓｙｓｔｅｍ　ａｎｄ　ｉｍａｇｅ　ｒｅｃｏｇｎｉｉｔｏｎ【Ｊ］．Ｏｐｔｏ—Ｅｌｃｅｔｒｏｎｉｃ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００８，３５（２）：４Ｏ　．（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ）　［１０］Ｗａｎｇ　Ｘｉｎｇｓｏｎｇ，Ｘｕ　Ｆｅｎｇｙｕ．Ｄｅｓｉｎｇ　ａｎｄ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ　ｏｎ　ｃａｂｌｅ　ｎｉｓｐｅｃｔｉｏｎ　ｒｏｂｏｔ【Ｃ】／／Ｔｈｅ　３３ｒｄ　Ａｎｎｕａｌ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　ｏｆｔｈｅ　ＩＥＥＥ　ｎＩｄｕｓｌｒｉａｌ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　Ｓｏｃｉｅｔｙ（ＩＥＣＯＮ２００７）．Ｔａｉｐｅｉ，Ｔａｉｗａｎ，２００７：　２８７０－２８７５．　［１１】Ｊａｋａｌ（，Ｆｒａｎｊｏ　ＢｏｓｔｊａｌｌＬ．Ａ　ｓｕｒｖｅｙｏｆｍｏｂｉｌｅ　ｒｏｂｏｔｓｆｏｒｄｉｓｌｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｐｏｗｅｒ　ｌｉｎｅ　ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ叽．１ＥＥＥ　Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ　ｏｎ　Ｐｏｗｅｒ　Ｄｅｌｉｖｅｒｙ，　２０１０，２５（１）：４８５－４９３．　【１２］江思钒刘畅．ＴＭＳ３２０Ｃ６０００ＤＳＰ应用开发教程［Ｍ］．北京：机　械工业出版社，２００５．　Ｊｉａｎｇ　Ｓｉｍｉｎ，Ｌｉｕ　Ｃｈａｎｇ．ＴＭＳ３２０Ｃ６０００　ＤＳＰ　Ａｐｐｌｉａｃｔｉｏｎ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　Ｔｕｔｏｒｉａｌ［Ｍ］．Ｂｅｉｊｉｎｇ：Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ　Ｐｒｅｓｓ，２００５．　（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）　［１３］Ｔｅｘａｓ　ｎＩｓｔｒｕｍｅｎｔｓ．ＴＭＳ３２０ＤＭ６４２　ｖｉｄｅｏ／ｉｍａｇｉｎｇ　ｘｉｆｅｄ－ｐｏｉｎｔ　ｄｉｇｉａｔｌ　ｓｉｇｎａｌ　ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ［Ｚ】．２０１０．　【１４］王三武，张红涛．ＣＦ卡在大容量数据采集中的应用［Ｊ］．微型机与　应用，２００４（７）：２４－２７．　Ｗａｎｇ　Ｓａｎｗｕ，Ｚｈａｎｇ　Ｈｏｎｇｔａｏ．ＣＦ　ｃａｒｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ｈｉｈｇ－ｃａｐａｃｉｙｔｄａｔａ　ａｃｑｕｉｓｉｉｔｏｎ　．Ｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒ　ａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，　２００４（７）：２４－２７．（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ）　［１５］周润景，袁伟亭，张鹏飞．Ｃａｎｄｅｎｃｅ高速电路板设计与仿真［ｆｖＩ】．　北京：电子工业出版社，２００９．　ＺｈｏｕＲｔｍｊｉｎｇ，ＹｕａｎＷｅｉｔｎｉｇ，ＺｈａｎｇＰｅｎｇｆｅｉ．ＣａｎｄｅｎｃｅＨｉ【ｈｇ—Ｓｐｅｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ　Ｂｏａｒｄ　Ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ［Ｍ】．Ｂｅｉｊｉｎｇ：Ｅｌｃｅｔｒｏｎｉｃｓ　ｎＩｄｕｓｌｒｙ　Ｐｒｅｓｓ，２００９．（ｉｎ　ｈＣｉｎｅｓｅ）　【１６］Ｔｅｘａｓ　ｎＩｓｔｒｕｍｅｎｔｓ．Ｃｏｄｅ　ｏＣｍｐｏｓｅｒ　Ｓｔｕｄｉｏ　Ｕｓｅｒ’ｓ　Ｇｕｉｄｅ　ｆＺ］．２００２．