FPGA驱动的实时断纱检测平台：基于灰度投影算法

本文档深入探讨了一种利用Field-Programmable Gate Array (FPGA) 构建的灰度投影法断纱检测平台的设计。纺织业在中国经济中占据重要位置，作为劳动密集型产业，传统的断纱检测依赖于人工，存在诸多问题，如增加人力成本、降低生产效率和产品质量。因此，作者提出采用机器视觉技术，特别是FPGA作为核心处理器，以提高检测的实时性和准确性。 该检测平台的核心系统由FPGA开发板和CCD数字相机构成，FPGA负责接收和处理来自相机的图像数据流。CCD相机选择DALSA公司的Spyder2 S2-1x-02k40型号，采集的是灰度图像，这种设置有助于精确识别纱线状态。照明部分采用LED条状光源，配合黑色纸板作为纱线背景，以提高图像对比度。 FPGA方面，选择Altera公司生产的Cyclone IV系列EP4CE6F17C8芯片作为主控单元，工作时钟设定为50MHz，确保系统运行的稳定性和速度。此外，还包括SRAM存储器、CameraLink接口以及RJ45网络接口，这些都为数据传输和系统扩展提供了必要的支持。 硬件设计的关键在于灰度投影算法的应用。通过硬件编程语言，平台能实时分析纱线图像，提取特征值并与预设的阈值进行比较，一旦检测到断纱，系统会通过蜂鸣器和LED指示灯发出报警信号，从而实现自动化、高效的断纱检测。 本文的研究旨在解决纺织行业中断纱检测的自动化问题，通过结合现代电子技术和FPGA的优势，提升检测精度和生产效率，这对于纺织行业的现代化和质量控制具有重要意义。