不銹鋼管直線度計算算法的實現原理

本文采用DSP實現不銹鋼管軸線像素坐標計算和直線度誤差評定的算法。FPGA完成不銹鋼管圖像的邊緣檢測后，向OSP發送一個中斷信號。OSP接收到FPGA發送的中斷信號后，開始執行中斷服務程序，主要包括不銹鋼管圖像中心軸像素坐標的計算算法和最小二乘法直線度誤差評定算法。最后通過LED實時顯示直線度誤差值。本文中需要注意的是，采集模塊應該由FPGA實現，但最終無法實現FPGA與DSP系統的聯合調試。為了便于觀察不銹鋼管圖像采集、邊緣檢測和直線度誤差評定的效果，還通過DSP實現了圖像采集和顯示功能，系統算法的硬件實現主要包括三個模塊：主程序模塊、軸像素坐標計算模塊和直線度誤差最小二乘評定模塊

在操作主程序時，首先初始化DSP，包括連接器和主芯片的配置。初始化正確后，硬件系統開始執行相應的開發程序，包括三個模塊：數據處理、視頻采集和視頻輸出。數據處理模塊主要包括軸像素坐標的計算和直線度誤差的評定

從不銹鋼管中心軸像素坐標計算流程圖可以看出，實現該子模塊的關鍵是能夠求解上邊緣像素對應的下邊緣像素。在用DSP實現該算法的過程中，主要通過主程序調用子程序來實現。DSP首先執行主程序。當主程序對數據處理模塊執行時，它調用該子模塊，并最終存儲中心軸像素的橫坐標和縱坐標。執行此子模塊后，返回主程序并執行主程序的其他模塊

本章完成了不銹鋼管直線度實時測量系統硬件電路的總體方案設計。利用嵌入式主芯片FPGA實現了不銹鋼管的邊緣檢測算法。簡要介紹了FPGA的原理及其相關開發技術。同時介紹了本實驗的開發板系統及其主要芯片。分析了不銹鋼管邊緣檢測算法的硬件實現原理。結合FPGA圖像采集定時控制原理，通過定制FIFO模塊實現邊緣檢測算法。最后，用Dez開發板對算法進行了驗證，并對實驗結果進行了簡要分析。在系統方案設計中，采用DSP實現了不銹鋼管直線度測量算法模塊。首先簡要介紹了DSP的相關技術和原理，然后分析了直線度測量算法主程序模塊的設計流程，以及不銹鋼管軸線像素坐標計算算法和最小二乘算法的實現流程。最后，利用dec643開發板進行了相關的實驗驗證。在這個大模塊中，只實現了一些程序功能，而最小二乘法模塊仍然存在一些問題，無法在開發板上正常運行。