基于ARM+FPGA的微小陶瓷管缺陷检测系统设计 被引量：3

1

作者 陈浩 谭检成 +2 位作者 李明鑫 吴定祥 唐立军 《计算机测量与控制》 2018年第3期39-42,共4页

针对微小陶瓷管难以实现微小尺寸缺陷检测问题,提出了一种基于ARM+FPGA的微小陶瓷管缺陷检测系统;该系统利用ARM存储空间大、运算速度快和FPGA并行运算能力强、稳定性好等优势,采用小型工业摄像头AR0134实现陶瓷管图像采集,通过FPGA完... 针对微小陶瓷管难以实现微小尺寸缺陷检测问题,提出了一种基于ARM+FPGA的微小陶瓷管缺陷检测系统;该系统利用ARM存储空间大、运算速度快和FPGA并行运算能力强、稳定性好等优势,采用小型工业摄像头AR0134实现陶瓷管图像采集,通过FPGA完成陶瓷管图像的预处理,借助SPI通信将预处理数据传送给ARM STM32F4处理后,将检测结果通过以太网发送到PC上位机以及OLED,从而完成陶瓷管的缺陷检测;研究结果表明,该系统检测速度快,漏检率低,成本低廉,稳定性高。 展开更多

关键词 ARM+FPGA 图像处理 缺陷检测

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基于行为模型的电机动态扭矩测试研究 被引量：8

2

作者 张洋 吴定祥 +1 位作者 李雯 唐立军 《中国测试》 CAS 北大核心 2020年第6期7-12,共6页

电机动态扭矩一般使用扭矩传感器测量,但扭矩传感器应变片粘贴的角度容易发生改变,且长期使用容易变形,造成测量结果误差较大,无法实现对电机动态扭矩的长期测量。为此,提出一种扭矩传感器行为模型测量扭矩的方案,以直流无刷电机为负载... 电机动态扭矩一般使用扭矩传感器测量,但扭矩传感器应变片粘贴的角度容易发生改变,且长期使用容易变形,造成测量结果误差较大,无法实现对电机动态扭矩的长期测量。为此,提出一种扭矩传感器行为模型测量扭矩的方案,以直流无刷电机为负载电机,利用标准扭矩传感器测量负载电机的电流和扭矩,通过采用线性回归的方法得到扭矩传感器的行为模型,再利用该模型替代扭矩传感器来测量电机扭矩。该方法克服因扭矩传感器的安装、应变片变形等对扭矩测量精度的影响。基于该方法设计行为模型测量动态扭矩的系统,以750 W永磁同步电机为被测对象,分别使用该系统与使用扭矩传感器方法测试比较,该方法测量动态扭矩时相对扭矩传感器测量的动态扭矩最大相对误差为1.90%,非线性误差为1.84%,重复性误差为0.084%。结果表明:使用行为模型可代替扭矩传感器测量电机动态扭矩,有利于对电机动态扭矩的长期稳定测量,且系统在体积、成本、结构以及操作维护方面都更具优势。 展开更多

关键词 动态扭矩 扭矩传感器 行为模型 线性回归

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动平衡测试系统中振动信号的采集 被引量：7

3

作者 吴定祥 刘峻宇 +1 位作者 任赛璞 唐立军 《测控技术》 CSCD 2018年第12期85-88,共4页

针对动平衡测试系统中准确快速采集振动信号问题展开研究,设计实现了振动信号快速采集卡。该采集卡采用LF353运算放大器作为两级滤波的基本器件,基于ARM微处理器STM32F103RCT6作为系统微处理器,能够把压电传感器拾取的电荷信号转换为电... 针对动平衡测试系统中准确快速采集振动信号问题展开研究,设计实现了振动信号快速采集卡。该采集卡采用LF353运算放大器作为两级滤波的基本器件,基于ARM微处理器STM32F103RCT6作为系统微处理器,能够把压电传感器拾取的电荷信号转换为电压信号,并且通过两级滤波滤除高低频干扰,实现对振动信号的快速精准提取。实验结果表明,设计的信号采集卡采集信号速度快,精度高。 展开更多

关键词 动平衡 振动信号 快速采集卡 滤波器

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基于Vivado HLS的Canny算法实时加速设计 被引量：4

4

作者 谭检成 吴定祥 +1 位作者 李明鑫 唐立军 《电子技术应用》 2018年第9期59-62,66,共5页

针对Canny边缘检测算法在实时图像处理过程中运算耗时长、数据运算量大的缺点,研究了利用Vivado HLS实现Canny边缘检测算法的硬件加速方法。该方法由FPGA的逻辑资源生成算法对应的RTL级硬件电路,实现算法硬件加速。实验结果表明,该方法... 针对Canny边缘检测算法在实时图像处理过程中运算耗时长、数据运算量大的缺点,研究了利用Vivado HLS实现Canny边缘检测算法的硬件加速方法。该方法由FPGA的逻辑资源生成算法对应的RTL级硬件电路,实现算法硬件加速。实验结果表明,该方法能快速实时检测图像边缘,有效降低FPGA设计图像算法的难度,可以应用到实时视频图像处理中。 展开更多

关键词 图像处理 VIVADO HLS 边缘检测 硬件加速

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触发式弹簧表面缺陷多角度光源补偿检测系统 被引量：2

5

作者 樊伟 吴定祥 唐立军 《计算机工程与设计》 北大核心 2021年第4期1173-1180,共8页

为解决触发式弹簧因表面反光特性导致表面缺陷难以检测的问题,提出一种多角度光源补偿的检测方案。设计多光源补偿系统和影像采集处理平台,通过四核ARM实现多核协同控制,研究用于缺陷检测的聚类算法,实现触发式弹簧表面缺陷检测系统。... 为解决触发式弹簧因表面反光特性导致表面缺陷难以检测的问题,提出一种多角度光源补偿的检测方案。设计多光源补偿系统和影像采集处理平台,通过四核ARM实现多核协同控制,研究用于缺陷检测的聚类算法,实现触发式弹簧表面缺陷检测系统。实验结果表明,该系统能有效检测触发式弹簧表面缺陷,缺陷弹簧的识别率在99%以上,单个弹触发式弹簧表面缺陷提取的准确率在85%以上,单个弹簧的处理时间在15 ms内,具有较高的实时性,可实现触发式弹簧的在线检测。 展开更多

关键词 弹簧表面缺陷 聚类算法 多核协同控制 ARM处理器 光源补偿

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动平衡测试系统中不平衡量的测试方法研究 被引量：4

6

作者 任赛璞 吴定祥 唐立军 《电子测量技术》 2017年第8期169-173,共5页

针对动平衡测试系统中不平衡量测试精度较低的问题,提出了一种基于希尔伯特-黄变换(HHT)的滤波方法,该方法应用于动平衡测试系统,对获取的转子原始振动信号和转频信号进行分析,可以有效得到不平衡量的质量和相位。方法先对原始振动信号... 针对动平衡测试系统中不平衡量测试精度较低的问题,提出了一种基于希尔伯特-黄变换(HHT)的滤波方法,该方法应用于动平衡测试系统,对获取的转子原始振动信号和转频信号进行分析,可以有效得到不平衡量的质量和相位。方法先对原始振动信号进行经验模态分解(EMD),将振动信号分解为一系列固有模态函数(IMF),再经过希尔伯特(Hilbert)变换计算出各IMF的希尔伯特边际谱,根据转子转频信号滤除掉高低频干扰信号,筛选出针对不平衡量的有效振动信号,根据该信号的幅度和频率即可得到不平衡量的质量和相位。与普通数字滤波方法比较,实验结果表明,该方法用于动平衡测试系统比普通数字滤波方法精度高,效果好。 展开更多

关键词 动平衡 不平衡量 HHT

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多角度多阵列LED光源控制电路系统设计 被引量：3

7

作者 樊伟 吴定祥 唐立军 《单片机与嵌入式系统应用》 2020年第8期69-72,76,共5页

针对多角度、亮度强弱自由分布的光路结构的光源调节需要,设计了一种多路LED阵列光源控制系统,该系统基于STM32F103RCT6微处理器,围绕L5973AD设计电压/电流恒定输出模块用于驱动控制多组阵列光源,通过上位机控制多路阵列光源的光照强弱... 针对多角度、亮度强弱自由分布的光路结构的光源调节需要,设计了一种多路LED阵列光源控制系统,该系统基于STM32F103RCT6微处理器,围绕L5973AD设计电压/电流恒定输出模块用于驱动控制多组阵列光源,通过上位机控制多路阵列光源的光照强弱,实现获取视觉图像的特殊光源环境。测试结果表明,该系统输出的电压、电流有良好的线性关系,分辨率分别为0.01 V和0.01 A。 展开更多

关键词 多角度阵列光源 光源控制电路 光源亮度控制 STM32F103RCT6 L5973AD

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环形陶瓷金属涂层缺陷检测方法研究 被引量：1

8

作者 马鼎 吴定祥 唐立军 《电子科技》 2021年第6期28-33,共6页

针对环形器件表面检测中存在的问题,文中以环形金属涂层陶瓷为研究对象,提出了一种基于机器视觉的表面缺陷检测方法。该方法使用Canny边缘检测和Hough变换快速定位同心圆轮廓,进而提取金属涂层区域。为了将极坐标转换为直角坐标,文中采... 针对环形器件表面检测中存在的问题,文中以环形金属涂层陶瓷为研究对象,提出了一种基于机器视觉的表面缺陷检测方法。该方法使用Canny边缘检测和Hough变换快速定位同心圆轮廓,进而提取金属涂层区域。为了将极坐标转换为直角坐标,文中采用径向投影方法将环形金属涂层图转换为矩形状图。最后,对连通域面积和周长进行分析,确定环形陶瓷金属涂层是否存在缺陷。实验结果表明,对于缺损面积大于0.5 mm×0.5 mm的样品,该算法的检测正确率为98%。 展开更多

关键词 环形器件表面 机器视觉 边缘检测 HOUGH变换 缺陷检测 径向投影 坐标转换 检测系统

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基于ARM和FPGA超声波压电陶瓷数字变频驱动 被引量：2

9

作者 李显亮 李明鑫 +1 位作者 吴定祥 唐立军 《单片机与嵌入式系统应用》 2018年第7期59-64,共6页

针对传统超声波压电陶瓷驱动电源大多是以模拟电路的方式实现,存在驱动电源的功率与频率调节不方便、只能专机专用等问题,研制出一种基于ARM+FPGA的超声波压电陶瓷数字变频驱动电路,在ARM端完成人机对话、功能设置,FPGA硬件实现输出频... 针对传统超声波压电陶瓷驱动电源大多是以模拟电路的方式实现,存在驱动电源的功率与频率调节不方便、只能专机专用等问题,研制出一种基于ARM+FPGA的超声波压电陶瓷数字变频驱动电路,在ARM端完成人机对话、功能设置,FPGA硬件实现输出频率与功率可调的驱动电路。本文设计的方案利用FPGA产生带死区的PWM波,其频率和死区时间独立可调、频段为超声波区域的方波信号;再利用专用的自举驱动芯片,驱动大功率IGBT元件。功率驱动电路采用H桥拓扑结构,通过变压器实现变压与功率输出;然后利用滤波电容滤波,得到超声波压电陶瓷所需要的正弦波驱动电源。 展开更多

关键词 超声波压电陶瓷 数字式变频 IGBT 超声波驱动 ARM+FPGA

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卡尔曼滤波在电梯振动检测中的应用 被引量：2

10

作者 李明鑫 吴定祥 唐立军 《单片机与嵌入式系统应用》 2019年第8期57-59,64,共4页

为了解决传统加速度检测方法存在滤波效果不佳且存在较大滞后性的问题,提出了一种基于卡尔曼滤波算法的加速度信号处理方案。以Xilinx ZYNQ 7010芯片为主控制器,借助MPU6050加速度传感器采集电梯运行中的加速度值,通过卡尔曼滤波算法对... 为了解决传统加速度检测方法存在滤波效果不佳且存在较大滞后性的问题,提出了一种基于卡尔曼滤波算法的加速度信号处理方案。以Xilinx ZYNQ 7010芯片为主控制器,借助MPU6050加速度传感器采集电梯运行中的加速度值,通过卡尔曼滤波算法对加速度数据进行滤波处理,提高了数据检测的准确性和实时性,实现对电梯运行过程中振动的有效检测。实验结果表明,卡尔曼滤波能够有效去除加速度检测过程中的噪声干扰,提高了检测的准确性,且具有较高的实时性。 展开更多

关键词 ZYNQ 电梯振动检测 MPU6050 卡尔曼滤波器

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温控器陶瓷壳内槽深度在线测量方法研究 被引量：1

11

作者 陈柱 吴定祥 唐立军 《计算机测量与控制》 2020年第9期78-82,共5页

温控器陶瓷壳内槽中具有高度不同的平面,且都有安装孔,导致其内槽深度在线测量难;针对底部有两层平面的温控器陶瓷壳,研究了一种基于零件角度预识别的多角度激光自适应测量内槽深度的方法;采用多激光环形光路结构,在环形支架上等距离安... 温控器陶瓷壳内槽中具有高度不同的平面,且都有安装孔,导致其内槽深度在线测量难;针对底部有两层平面的温控器陶瓷壳,研究了一种基于零件角度预识别的多角度激光自适应测量内槽深度的方法;采用多激光环形光路结构,在环形支架上等距离安装8个独立可控的一字激光器;先通过拍照实时检测零件正放的旋转角度;然后自动查找合适方向的激光器并开启,使其在内槽的各平面上形成相互平行的分段光斑;再利用激光三角法将光斑之间的距离值转换为内槽的深度值;该方法可以根据零件的摆放,自动选择合适角度的照射激光,无需人工摆放零件,可自动避开干扰激光成像的区域;实验结果表明,该方法测量结果准确可靠,测量误差小于0.01 mm。 展开更多

关键词 零件结构 霍夫变换 角度识别 激光三角法 深度测量

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在线可调的程控光伏储能充电系统 被引量：1

12

作者 刘峻宇 樊伟 +1 位作者 吴定祥 唐立军 《单片机与嵌入式系统应用》 2019年第6期75-78,82,共5页

光伏因受光照强度和气候条件的影响电压波动较大,为了适应不同类型锂电池充电需要,设计了一种光伏充电系统,该系统可通过程序控制,采用基于XL6019的恒压恒流充电电路,以STM32F103C8T6作为系统微处理器,由ACS712采集电流信号,通过硬件闭... 光伏因受光照强度和气候条件的影响电压波动较大,为了适应不同类型锂电池充电需要,设计了一种光伏充电系统,该系统可通过程序控制,采用基于XL6019的恒压恒流充电电路,以STM32F103C8T6作为系统微处理器,由ACS712采集电流信号,通过硬件闭环实现恒流设计,通过上位机的指令控制充电的电压以及恒流值,以适应不同锂电池的充电要求。测试结果表明,该充电系统输出电压在5~20V之间可调,调节误差在1%以内。 展开更多

关键词 可调恒压充电 恒流控制 XL6019 ACS712

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基于Zynq的图像边缘检测系统设计 被引量：3

13

作者 谭检成 吴定祥 李明鑫 《电子测试》 2018年第9期17-20,共4页

针对市场上小型物体机器视觉的检测应用越来越广泛,设计了基于Zynq的图像边缘检测系统。该平台采用了微处理器和可编程逻辑结构,可以在可编程逻辑模块完成图像采集和边缘检测,将处理后的图像通过HDMI显示同时也可以缓存到DDR3存储器,进... 针对市场上小型物体机器视觉的检测应用越来越广泛,设计了基于Zynq的图像边缘检测系统。该平台采用了微处理器和可编程逻辑结构,可以在可编程逻辑模块完成图像采集和边缘检测,将处理后的图像通过HDMI显示同时也可以缓存到DDR3存储器,进行后续复杂图像算法应用。通过测试,基于Zynq的图像边缘检测系统可以很好的实现视频采集、边缘检测和显示。 展开更多

关键词 Zynq 视频采集 实时处理 边缘检测

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预恒流式保险管熔断特性测试系统研究

14

作者 刘宇轩 吴定祥 唐立军 《电工技术》 2018年第15期139-142,146,共5页

目前的保险管熔断特性测试仪大多采用低压大电流的模拟测试方式,与实际应用环境相差很大,不利于测试防爆特性,导致保险管应用过程中出现偏差。为使保险管熔断特性测试参数更接近实际,研究了一种阶梯阻抗变流电路+预恒流测试的保险管熔... 目前的保险管熔断特性测试仪大多采用低压大电流的模拟测试方式,与实际应用环境相差很大,不利于测试防爆特性,导致保险管应用过程中出现偏差。为使保险管熔断特性测试参数更接近实际,研究了一种阶梯阻抗变流电路+预恒流测试的保险管熔断特性测试方法,并采用STM32F103芯片为控制器设计了保险管熔断特性测试系统。试验结果表明,该系统不仅能在市电环境下直接测量,使测试环境接近应用环境,而且能测试保险管的熔断时间与防爆特性,输出电流范围涵盖0.03~50A,具有导通角开启可控、快速变电切换、记录熔断时间和精确输出测试电流的功能。 展开更多

关键词 保险管 熔断时间 防爆特性

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锂电池极片厚度激光测量系统的设计

15

作者 龙威 吴定祥 唐立军 《电子世界》 2019年第5期145-148,共4页

为了解决工业生产中锂电池极片厚度测量的精度与稳定性问题,研制了一款以Zynq-7010和面阵CCD为核心的锂电池极片激光测厚系统。该测厚系统采用三角测量法、双光路差动式测量法原理,结合FPGA+ARM的解决方案,采用硬件加速,实现了锂电池极... 为了解决工业生产中锂电池极片厚度测量的精度与稳定性问题,研制了一款以Zynq-7010和面阵CCD为核心的锂电池极片激光测厚系统。该测厚系统采用三角测量法、双光路差动式测量法原理,结合FPGA+ARM的解决方案,采用硬件加速,实现了锂电池极片厚度快速稳定测量。实验结果表明该系统测量锂电池极片的厚度的精度为1um,示值误差不超过+3um。系统体积小、测量速度快、稳定性好,可用于锂电池极片生产线的实时在线式检测。 展开更多

关键词 激光测量系统 厚度测量 锂电池 极片 设计 测厚系统 面阵CCD 三角测量法

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基于Zynq的电池极片涂覆层在线检测系统设计

16

作者 李仁杰 马鼎 +1 位作者 吴定祥 唐立军 《电子世界》 2019年第6期120-122,126,共4页

针对传统锂离子动力电池极片涂覆层检测系统实时性低、漏检率高、体积大、成本高等问题,提出一种基于线阵CCD+Zynq的电池极片涂覆层在线检测系统。系统采用高分辨率线阵CCD(TCD1503D)传感器采集电池极片涂覆层图像,利用Zynq的PL(FPGA)... 针对传统锂离子动力电池极片涂覆层检测系统实时性低、漏检率高、体积大、成本高等问题,提出一种基于线阵CCD+Zynq的电池极片涂覆层在线检测系统。系统采用高分辨率线阵CCD(TCD1503D)传感器采集电池极片涂覆层图像,利用Zynq的PL(FPGA)端完成图像预处理,再通过AXI总线将预处理数据存储至共享DDR,并利用PS(ARM)端进行图像处理,将处理结果通过HDMI接口传输至上位机显示。 展开更多

关键词 锂离子动力电池 在线检测系统 涂覆层 极片 图像预处理 线阵CCD 设计 HDMI接口

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