基于ARM的顯微成像對光學薄膜的缺損檢測系統(tǒng).pdf

1、光學薄膜及其產(chǎn)品在各個領(lǐng)域里已得到了越來越廣泛的應(yīng)用，光學薄膜的表面粗糙度對光學薄膜光學特性如折射率、表面散射等有十分重要的影響。其在加工生產(chǎn)的過程中，表面細微的劃痕、污跡、毛刺等都將影響整個產(chǎn)品的性能，因此在加工中對零件表面進行實時的缺損檢測具有重要意義。傳統(tǒng)的人工目視檢驗方法具有勞動強度大、精度低、效率低、可靠性差等缺點，已經(jīng)無法適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)向微型化智能化發(fā)展的需要。
　　針對光學薄膜表面缺陷的在線檢測，本文設(shè)計了利用數(shù)字顯

2、微成像技術(shù)對光學薄膜的在線檢測系統(tǒng)。該檢測系統(tǒng)具有微型化、智能化、實時的特點，對于保證光學薄膜產(chǎn)品質(zhì)量、提高產(chǎn)品生產(chǎn)效率具有重要意義。設(shè)計中采用索尼的CMOS圖像傳感器IMX135作為數(shù)字顯微鏡圖像采集核心芯片，通過CSI-2接口將圖像傳輸至ARM處理器，并在ARM處理器上對顯微圖像進行圖像增強、圖像識別等處理，并實現(xiàn)顯微圖像的處理與存儲，并通過HDMI接口將顯微圖像傳輸?shù)揭壕э@示屏上進行顯示，既實現(xiàn)了微控制器的處理功能，又實現(xiàn)了系統(tǒng)的

3、集成化，同時通過網(wǎng)口可將顯微圖像傳輸至互聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)對檢測效果的遠程實時控制的功能。本論文主要完成以下工作：
　　（1）完成了嵌入式顯微成像系統(tǒng)的總體設(shè)計，包括光學鏡頭模塊、CMOS圖像采集模塊、圖像傳輸顯示模塊、上位機圖像處理模塊。
　?。?）研究設(shè)計了顯微成像模塊的光學銜接系統(tǒng)，完成了光學系統(tǒng)的視場匹配，根據(jù)系統(tǒng)分辨率的要求，利用ZEMAX軟件，對系統(tǒng)中的顯微鏡物鏡和轉(zhuǎn)接鏡進行了設(shè)計和仿真。研究了顯微鏡照明的分類及特點，針

4、對本系統(tǒng)設(shè)計了反射式照明方案。
　　（3）設(shè)計了顯微成像的采集核心板，采用索尼的IMX135作為圖像傳感器設(shè)計了顯微圖像采集板卡，設(shè)計了外圍驅(qū)動電路和電源匹配設(shè)計，輸出接口采用MIPI CSI-2的數(shù)據(jù)接口，實現(xiàn)了高速差分的圖像輸出。
　?。?）分析研究了顯微圖像采集的硬件設(shè)計方案，采用樹莓派作為 ARM處理器平臺，設(shè)計了Linux系統(tǒng)下的相機驅(qū)動程序和圖像采集軟件，將采集的圖像通過CSI接口傳輸?shù)綐漭商幚砥魃?，采用圖像增