CN106780596B - 一种双绞线绕距在线检测系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双绞线绕距在线检测系统及方法，该系统包括图像采集装置、FPGA、SDRAM存储器、显示器和终端机，FPGA包括NiosⅡ处理器、VGA控制器和SDRAM控制器，图像采集装置实时采集经过的双绞线的图像并将该图像作为原始图像发送给NiosⅡ处理器，NiosⅡ处理器对先原始图像进行处理得到处理后的图像，然后基于该处理后的图像计算得到双绞线绕距；优点是在FPGA中进行图像处理，克服了现有软件平台中图像处理需要进行图像的保存，压缩与解压缩等一系列过程带来信号延时导致的实时性差的问题，由此保证双绞线绕距在线检测方法具有较强的实时处理能力。
Description
技术领域
本发明涉及一种检测系统及方法，尤其是涉及一种双绞线绕距在线检测系统及方法。
背景技术
随着互联网的迅猛发展，互联网的传输速度也越来越快。网线作为互联网的主要传输工具，其通常包括管体和设置在管体的双绞线。网线传输速度越快，双绞线内部的串扰就越大。为了保证网线高速传输的质量要求，在网线生产过程中需要将双绞线的串扰控制在一定的范围内。而决定双绞线的串扰的主要因素是双绞线的绕距，目前主要通过在生产过程中控制双绞线的绕距来控制其串扰。双绞线的绕距指的是双绞线中扭饶一节的长度，目前主要通过手工方式抽检双绞线的绕距，但是该方式效率低，漏检率高，精度低。
随着图像处理技术的成熟，采用图像处理技术来对产品图像进行处理从而获取产品的相应信息已成为现实。图像处理技术在各行各业得到了广泛的应用。但是，目前的图像处理技术主要基于软件平台来实现，由于软件平台有处理速度方面的不足，导致其无法满足真实环境下对实时性的要求，因此采用硬件平台来实现图像处理技术逐渐成为当前的研究热点。
随着超大规模集成电路技术的不断发展进步，FPGA逐渐的成为数字信号处理技术的前沿。它突破了逻辑资源与性能的限制，即具有通用处理系统的灵活性，又具有ASIC(专用集成电路)芯片的处理速度。此外，还具有在线可重复编程的特性，在规模、重量和功耗等方面都有所降低，开发时间也大大缩减，从而可以产生更为经济的设计。
在双绞线的工业流水线上，双绞线绕距值在线检测这样的场合对系统的体积、功耗和实时性都有很高的要求。鉴此，结合FPGA及图像处理技术，设计一种体积较小、功耗较低、实时处理能力强的双绞线绕距在线检测系统及方法具有重要意义
发明内容
本发明所要解决的技术问题之一是提供一种体积较小、功耗较低、实时处理能力强的双绞线绕距在线检测系统。
本发明解决上述技术问题之一所采用的技术方案为：一种双绞线绕距在线检测系统，包括用于采集双绞线图像的图像采集装置、FPGA、SDRAM存储器、显示器和终端机，所述的FPGA包括NiosⅡ处理器、VGA控制器和SDRAM控制器，所述的NiosⅡ处理器分别与所述的VGA控制器、所述的SDRAM控制器、所述的图像采集装置和所述的终端机连接，所述的SDRAM控制器和所述的SDRAM存储器连接，所述的VGA控制器和所述的显示器连接；将所述的图像采集装置安装在双绞线的生产流水线中，生产出来的双绞线通过所述的图像采集装置后被输出，所述的图像采集装置实时采集经过的双绞线的图像并将该图像作为原始图像发送给所述的NiosⅡ处理器，所述的NiosⅡ处理器对原始图像进行处理得到处理后的图像，然后基于该处理后的图像计算得到双绞线绕距，所述的NiosⅡ处理器将双绞线绕距发送给所述的终端机存储，所述的VGA控制器用于控制所述的显示器显示所述的NiosⅡ处理器处理后的图像，所述的SDRAM控制器用于将所述的NiosⅡ处理器接收的图像和处理后的图像存储到所述的SDRAM存储器中。
所述的双绞线图像采集装置包括安装台、采集室、光源、摄像机、用于将双绞线送入所述的采集室的第一导向装置和用于将双绞线送出所述的采集室的第二导向装置，所述的采集室、所述的第一导向装置和所述的第二导向装置间隔设置在所述的安装台上，所述的采集室设置在所述的第一导向装置和所述的第二导向装置之间，所述的光源和所述的摄像机设置在所述的采集室内，所述的采集室上设置有进线口和出线口。该结构中，通过安装台、采集室、光源、摄像机、用于将双绞线送入采集室的第一导向装置和用于将双绞线送出采集室的第二导向装置构建双绞线图像采集装置，采集室、第一导向装置和第二导向装置间隔设置在安装台上，采集室设置在第一导向装置和第二导向装置之间，光源和摄像机设置在采集室内，采集室上设置有进线口和出线口，在使用时，双绞线被第一导向装置输送并经由进线口进入采集室中，在光源照射下，双绞线在采集室底部形成投影图像，采集室中设置的摄像机捕获经过的双绞线的投影图像后，双绞线再从出线口通过第二导向装置送出，由此实现对双绞线图像的实时采集。
所述的采集室包括上端具有开口的壳体和用于将所述的开口封闭的盖体，所述的壳体设置在所述的安装台上，所述的壳体的内侧底部为白色，所述的壳体内侧侧壁为黑色，所述的盖体的下表面设置有凹槽，所述的光源嵌入所述的凹槽内，所述的进线口和所述的出线口设置在所述的壳体上。该结构将光源安装在盖体的凹槽内，只需要拆下盖体即可实现光源的更换，使用方便。
所述的第一导向装置包括第一支架，第一滑轮和第二滑轮，所述的第一支架设置在所述的安装台上，所述的第一滑轮和所述的第二滑轮间隔固定设置在所述的第一支架上，所述的第二滑轮位于所述的第一滑轮和所述的采集室之间，所述的第二滑轮高于所述的第一滑轮，所述的第一滑轮和所述的第二滑轮的中心连线与水平面之间的夹角为30度。
所述的第二导向装置包括第二支架，第三滑轮和第四滑轮，所述的第二支架设置在所述的安装台上，所述的第三滑轮和所述的第四滑轮间隔固定设置在所述的第二支架上，所述的第三滑轮位于所述的第四滑轮和所述的采集室之间，所述的第三滑轮高于所述的第四滑轮，所述的第三滑轮和所述的第四滑轮的中心连线与水平面之间的夹角为30度。
与现有技术相比，本发明的双绞线绕距在线检测系统的优点在于通过将图像采集装置安装在双绞线的生产流水线中，生产出来的双绞线通过图像采集装置后被输出，图像采集装置实时采集经过的双绞线的图像并将该图像作为原始图像发送给NiosⅡ处理器，NiosⅡ处理器对原始图像进行处理得到处理后的图像，然后基于该处理后的图像计算得到双绞线绕距，NiosⅡ处理器将双绞线绕距发送给终端机存储，由此实现双绞线绕距的在线检测，VGA控制器用于控制显示器显示NiosⅡ处理器处理后的图像，SDRAM控制器用于将NiosⅡ处理器接收的图像和处理后的图像存储到SDRAM存储器中，NiosⅡ处理器、VGA控制器和SDRAM控制器采用FPGA来实现，在FPGA中进行图像处理，克服了现有软件平台中图像处理需要进行图像的保存，压缩与解压缩等一系列过程带来信号延时导致的实时性差的问题，由此保证双绞线绕距在线检测系统体积较小、功耗较低、稳定性好和实时处理能力强。
本发明所要解决的技术问题之二是提供一种实时处理能力强的双绞线绕距在线检测方法。
本发明解决上述技术问题之二所采用的技术方案为：一种双绞线绕距在线检测方法，包括以下步骤：
(1)搭建双绞线绕距在线检测系统：所述的双绞线绕距在线检测系统包括用于采集双绞线图像的图像采集装置、FPGA、SDRAM存储器、显示器和终端机，所述的FPGA包括NiosⅡ处理器、VGA控制器和SDRAM控制器，所述的NiosⅡ处理器分别与所述的VGA控制器、所述的SDRAM控制器、所述的图像采集装置和所述的终端机连接，所述的SDRAM控制器和所述的SDRAM存储器连接，所述的VGA控制器和所述的显示器连接；
(2)所述的图像采集装置实时采集双绞线的图像，并将该图像作为原始图像发送给所述的NIOS II处理器；
(3)所述的NIOS II处理器驱动所述的SDRAM控制器将该原始图像存储到所述的SDRAM存储器中；
(4)所述的NIOS II处理器对该原始图像进行处理，得到双绞线绕距，具体过程为：
a.利用反马赛克算法对所述的原始图像进行插值处理，得到该原始图像对应的彩色图像；
b.对彩色图像进行灰度化处理，得到该彩色图像对应的灰度图像，并控制所述的SDRAM控制器将该灰度图像存储到SDRAM存储器中；
c.采用Canny边缘检测算法对灰度图像进行边缘检测处理，具体过程为：
c-1采用中值滤波法对灰度图像进行去噪处理，得到去噪之后的灰度图像
c-2采用Sobel算子计算去噪后的灰度图像中所有像素点的梯度幅值，采用CORDIC算法计算去噪后的灰度图像中所有像素点的梯度方向；
c-3利用像素点的梯度幅值和梯度方向对去噪后的灰度图像进行非极大值抑制计算处理，得到边缘宽度为一个像素点宽度的图像；
c-4对边缘宽度为一个像素点宽度的图像中所有像素点采用双阈值算法进行检测，得到平行于水平方向的双绞线Canny边缘检测图像，其中，Canny边缘检测图像中像素点的个数为M*N，每行有M个像素点，每列有N个像素点，M＝640,N＝480，或者M＝800,N＝600，或者M＝1280，N＝960，或者M＝1600，N＝1200；
c-5将Canny边缘检测图像存储在SDRAM存储器中；
c-6求取双绞线绕距，具体过程为：
①获取Canny边缘检测图像中所有的像素点的水平坐标和垂直坐标，并按照从左向右的顺序计算每一列像素点的高度，得到M个高度，将M个高度按照从左往右的顺序放置形成第一数组，将该第一数组记为A，其中，每一列像素点的高度为该列最后一个像素点与该列第一个像素点的垂直坐标之差；
②将第一高度数组A从左往右平均分成组数据，为取整符号；
③获取组数据中每组数据中的最小值，将这个最小值按照从左往右的顺序放置形成第二数组，将该第二数组记为B；
④获取个最小值在Canny边缘检测图像中所处的像素点列的水平坐标，并按照从左往右的顺序将这些水平坐标放置形成第三数组，将第三数组记为C；
⑤计算将第三数组C中每相邻两个水平坐标之差，相邻两个水平坐标之差即为双绞线绕距，得到个双绞线绕距；
⑥将个双绞线绕距通过无线串口传输到终端机上进行保存。
所述的双绞线图像采集装置包括安装台、采集室、光源、摄像机、用于将双绞线送入所述的采集室的第一导向装置和用于将双绞线送出所述的采集室的第二导向装置，所述的采集室、所述的第一导向装置和所述的第二导向装置间隔设置在所述的安装台上，所述的采集室设置在所述的第一导向装置和所述的第二导向装置之间，所述的光源和所述的摄像机设置在所述的采集室内，所述的采集室上设置有进线口和出线口。
所述的采集室包括上端具有开口的壳体和用于将所述的开口封闭的盖体，所述的壳体设置在所述的安装台上，所述的壳体的内侧底部为白色，所述的壳体内侧侧壁为黑色，所述的盖体的下表面设置有凹槽，所述的光源嵌入所述的凹槽内，所述的进线口和所述的出线口设置在所述的壳体上。
所述的第一导向装置包括第一支架，第一滑轮和第二滑轮，所述的第一支架设置在所述的安装台上，所述的第一滑轮和所述的第二滑轮间隔固定设置在所述的第一支架上，所述的第二滑轮位于所述的第一滑轮和所述的采集室之间，所述的第二滑轮高于所述的第一滑轮，所述的第一滑轮和所述的第二滑轮的中心连线与水平面之间的夹角为30度。
所述的第二导向装置包括第二支架，第三滑轮和第四滑轮，所述的第二支架设置在所述的安装台上，所述的第三滑轮和所述的第四滑轮间隔固定设置在所述的第二支架上，所述的第三滑轮位于所述的第四滑轮和所述的采集室之间，所述的第三滑轮高于所述的第四滑轮，所述的第三滑轮和所述的第四滑轮的中心连线与水平面之间的夹角为30度。
与现有技术相比，本发明的双绞线绕距在线检测方法的优点在于通过将图像采集装置安装在双绞线的生产流水线中，生产出来的双绞线通过图像采集装置后被输出，图像采集装置实时采集经过的双绞线的图像并将该图像作为原始图像发送给NiosⅡ处理器，NiosⅡ处理器对先原始图像进行处理得到处理后的图像，然后基于该处理后的图像计算得到双绞线绕距，NiosⅡ处理器将双绞线绕距发送给终端机存储，由此实现双绞线绕距的在线检测，VGA控制器用于控制显示器显示NiosⅡ处理器处理后的图像，SDRAM控制器用于将NiosⅡ处理器接收的图像和处理后的图像存储到SDRAM存储器中，NiosⅡ处理器、VGA控制器和SDRAM控制器采用FPGA来实现，在FPGA中进行图像处理，克服了现有软件平台中图像处理需要进行图像的保存，压缩与解压缩等一系列过程带来信号延时导致的实时性差的问题，由此保证双绞线绕距在线检测方法具有较强的实时处理能力。
附图说明
图1为本发明的一种双绞线绕距在线检测系统的结构图；
图2为本发明的双绞线图像采集装置的结构图；
图3为本发明的双绞线图像采集装置的局部分解图。
具体实施方式
本发明公开了一种双绞线绕距在线检测系统，以下结合附图实施例对本发明的双绞线在线检系统作进一步详细描述。
实施例一：如图1所示，一种双绞线绕距在线检测系统，包括用于采集双绞线图像的图像采集装置、FPGA、SDRAM存储器、显示器和终端机，FPGA包括NiosⅡ处理器、VGA控制器和SDRAM控制器，NiosⅡ处理器分别与VGA控制器、SDRAM控制器、图像采集装置和终端机连接，SDRAM控制器和SDRAM存储器连接，VGA控制器和显示器连接；将图像采集装置安装在双绞线的生产流水线中，生产出来的双绞线通过图像采集装置后被输出，图像采集装置实时采集经过的双绞线的图像并将该图像作为原始图像发送给NiosⅡ处理器，NiosⅡ处理器对原始图像进行处理得到处理后的图像，然后基于该处理后的图像计算得到双绞线绕距，NiosⅡ处理器将双绞线绕距发送给终端机存储，VGA控制器用于控制显示器显示NiosⅡ处理器处理后的图像，SDRAM控制器用于将NiosⅡ处理器接收的图像和处理后的图像存储到SDRAM存储器中。
实施例二：如图1-图3所示，一种双绞线绕距在线检测系统，包括用于采集双绞线图像的图像采集装置、FPGA、SDRAM存储器、显示器和终端机，FPGA包括NiosⅡ处理器、VGA控制器和SDRAM控制器，NiosⅡ处理器分别与VGA控制器、SDRAM控制器、图像采集装置和终端机连接，SDRAM控制器和SDRAM存储器连接，VGA控制器和显示器连接；将图像采集装置安装在双绞线的生产流水线中，生产出来的双绞线通过图像采集装置后被输出，图像采集装置实时采集经过的双绞线的图像并将该图像作为原始图像发送给NiosⅡ处理器，NiosⅡ处理器对原始图像进行处理得到处理后的图像，然后基于该处理后的图像计算得到双绞线绕距，NiosⅡ处理器将双绞线绕距发送给终端机存储，VGA控制器用于控制显示器显示NiosⅡ处理器处理后的图像，SDRAM控制器用于将NiosⅡ处理器接收的图像和处理后的图像存储到SDRAM存储器中。
本实施例中，图像采集装置包括安装台1、采集室、光源2、摄像机3、用于将双绞线送入采集室的第一导向装置和用于将双绞线送出采集室的第二导向装置，采集室、第一导向装置和第二导向装置间隔设置在安装台1上，采集室设置在第一导向装置和第二导向装置之间，光源2和摄像机3设置在采集室内，采集室上设置有进线口4和出线口5。
本实施例中，采集室包括上端具有开口的壳体6和用于将开口封闭的盖体7，壳体6设置在安装台1上，壳体6的内侧底部为白色，壳体6内侧侧壁为黑色，盖体7的下表面设置有凹槽，光源2嵌入凹槽内，进线口4和出线口5设置在壳体6上。
本实施例中，第一导向装置包括第一支架8，第一滑轮9和第二滑轮10，第一支架8设置在安装台1上，第一滑轮9和第二滑轮10间隔固定设置在第一支架8上，第二滑轮10位于第一滑轮9和采集室之间，第二滑轮10高于第一滑轮9，第一滑轮9和第二滑轮10的中心连线与水平面之间的夹角为30度。
本实施例中，第二导向装置包括第二支架11，第三滑轮12和第四滑轮13，第二支架11设置在安装台1上，第三滑轮12和第四滑轮13间隔固定设置在第二支架11上，第三滑轮12位于第四滑轮13和采集室之间，第三滑轮12高于第四滑轮13，第三滑轮12和第四滑轮13的中心连线与水平面之间的夹角为30度。
本实施例中，进线口4和出线口5分别位于采集室的2/3高度处。
本实施例中，摄像机3相对于水平面倾斜75度设置。
本实施例中，光源2为LED光源。
本发明还公开了一种双绞线绕距在线检测方法，以下结合附图实施例对本发明的双绞线在线检方法作进一步详细描述。
实施例一：如图1所示，一种双绞线绕距在线检测方法，包括以下步骤：
(1)搭建双绞线绕距在线检测系统：双绞线绕距在线检测系统包括用于采集双绞线图像的图像采集装置、FPGA、SDRAM存储器、显示器和终端机，FPGA包括NiosⅡ处理器、VGA控制器和SDRAM控制器，NiosⅡ处理器分别与VGA控制器、SDRAM控制器、图像采集装置和终端机连接，SDRAM控制器和SDRAM存储器连接，VGA控制器和显示器连接；
(2)图像采集装置实时采集双绞线的图像，并将该图像作为原始图像发送给NIOSII处理器；
(3)NIOS II处理器驱动SDRAM控制器将该原始图像存储到SDRAM存储器中；
(4)NIOS II处理器对该原始图像进行处理，得到双绞线绕距，具体过程为：
a.利用反马赛克算法对原始图像进行插值处理，得到该原始图像对应的彩色
图像；
b.对彩色图像进行灰度化处理，得到该彩色图像对应的灰度图像，并控制SDRAM控制器将该灰度图像存储到SDRAM存储器中；
c.采用Canny边缘检测算法对灰度图像进行边缘检测处理，具体过程为：
c-1采用中值滤波法对灰度图像进行去噪处理，得到去噪之后的灰度图像
c-2采用Sobel算子计算去噪后的灰度图像中所有像素点的梯度幅值，采用CORDIC算法计算去噪后的灰度图像中所有像素点的梯度方向；
c-3利用像素点的梯度幅值和梯度方向对去噪后的灰度图像进行非极大值抑制计算处理，得到边缘宽度为一个像素点宽度的图像；
c-4对边缘宽度为一个像素点宽度的图像中所有像素点采用双阈值算法进行检测，得到平行于水平方向的双绞线Canny边缘检测图像，其中，Canny边缘检测图像中像素点的个数为M*N，每行有M个像素点，每列有N个像素点，M＝640,N＝480，或者M＝800,N＝600，或者M＝1280，N＝960，或者M＝1600，N＝1200；
c-5将Canny边缘检测图像存储在SDRAM存储器中；
c-6求取双绞线绕距，具体过程为：
①获取Canny边缘检测图像中所有的像素点的水平坐标和垂直坐标，并按照从左向右的顺序计算每一列像素点的高度，得到M个高度，将M个高度按照从左往右的顺序放置形成第一数组，将该第一数组记为A，其中，每一列像素点的高度为该列最后一个像素点与该列第一个像素点的垂直坐标之差；
②将第一高度数组A从左往右平均分成组数据，为取整符号；
③获取组数据中每组数据中的最小值，将这个最小值按照从左往右的顺序放置形成第二数组，将该第二数组记为B；
④获取个最小值在Canny边缘检测图像中所处的像素点列的水平坐标，并按照从左往右的顺序将这些水平坐标放置形成第三数组，将第三数组记为C；
⑤计算将第三数组C中每相邻两个水平坐标之差，相邻两个水平坐标之差即为双绞线绕距，得到个双绞线绕距；
⑥将个双绞线绕距通过无线串口传输到终端机上进行保存。
实施例一：如图1-图3所示，一种双绞线绕距在线检测方法，包括以下步骤：
(1)搭建双绞线绕距在线检测系统：双绞线绕距在线检测系统包括用于采集双绞线图像的图像采集装置、FPGA、SDRAM存储器、显示器和终端机，FPGA包括NiosⅡ处理器、VGA控制器和SDRAM控制器，NiosⅡ处理器分别与VGA控制器、SDRAM控制器、图像采集装置和终端机连接，SDRAM控制器和SDRAM存储器连接，VGA控制器和显示器连接；
(2)图像采集装置实时采集双绞线的图像，并将该图像作为原始图像发送给NIOSII处理器；
(3)NIOS II处理器驱动SDRAM控制器将该原始图像存储到SDRAM存储器中；
(4)NIOS II处理器对该原始图像进行处理，得到双绞线绕距，具体过程为：
a.利用反马赛克算法对原始图像进行插值处理，得到该原始图像对应的彩色
图像；
b.对彩色图像进行灰度化处理，得到该彩色图像对应的灰度图像，并控制SDRAM控制器将该灰度图像存储到SDRAM存储器中；
c.采用Canny边缘检测算法对灰度图像进行边缘检测处理，具体过程为：
c-1采用中值滤波法对灰度图像进行去噪处理，得到去噪之后的灰度图像
c-2采用Sobel算子计算去噪后的灰度图像中所有像素点的梯度幅值，采用CORDIC算法计算去噪后的灰度图像中所有像素点的梯度方向；
c-3利用像素点的梯度幅值和梯度方向对去噪后的灰度图像进行非极大值抑制计算处理，得到边缘宽度为一个像素点宽度的图像；
c-4对边缘宽度为一个像素点宽度的图像中所有像素点采用双阈值算法进行检测，得到平行于水平方向的双绞线Canny边缘检测图像，其中，Canny边缘检测图像中像素点的个数为M*N，每行有M个像素点，每列有N个像素点，M＝640,N＝480，或者M＝800,N＝600，或者M＝1280，N＝960，或者M＝1600，N＝1200；
c-5将Canny边缘检测图像存储在SDRAM存储器中；
c-6求取双绞线绕距，具体过程为：
①获取Canny边缘检测图像中所有的像素点的水平坐标和垂直坐标，并按照从左向右的顺序计算每一列像素点的高度，得到M个高度，将M个高度按照从左往右的顺序放置形成第一数组，将该第一数组记为A，其中，每一列像素点的高度为该列最后一个像素点与该列第一个像素点的垂直坐标之差；
②将第一高度数组A从左往右平均分成组数据，为取整符号；
③获取组数据中每组数据中的最小值，将这个最小值按照从左往右的顺序放置形成第二数组，将该第二数组记为B；
④获取个最小值在Canny边缘检测图像中所处的像素点列的水平坐标，并按照从左往右的顺序将这些水平坐标放置形成第三数组，将第三数组记为C；
⑤计算将第三数组C中每相邻两个水平坐标之差，相邻两个水平坐标之差即为双绞线绕距，得到个双绞线绕距；
⑥将个双绞线绕距通过无线串口传输到终端机上进行保存。
本实施例中，图像采集装置包括安装台1、采集室、光源2、摄像机3、用于将双绞线送入采集室的第一导向装置和用于将双绞线送出采集室的第二导向装置，采集室、第一导向装置和第二导向装置间隔设置在安装台1上，采集室设置在第一导向装置和第二导向装置之间，光源2和摄像机3设置在采集室内，采集室上设置有进线口4和出线口5。
本实施例中，采集室包括上端具有开口的壳体6和用于将开口封闭的盖体7，壳体6设置在安装台1上，壳体6的内侧底部为白色，壳体6内侧侧壁为黑色，盖体7的下表面设置有凹槽，光源2嵌入凹槽内，进线口4和出线口5设置在壳体6上。
本实施例中，第一导向装置包括第一支架8，第一滑轮9和第二滑轮10，第一支架8设置在安装台1上，第一滑轮9和第二滑轮10间隔固定设置在第一支架8上，第二滑轮10位于第一滑轮9和采集室之间，第二滑轮10高于第一滑轮9，第一滑轮9和第二滑轮10的中心连线与水平面之间的夹角为30度。
本实施例中，第二导向装置包括第二支架11，第三滑轮12和第四滑轮13，第二支架11设置在安装台1上，第三滑轮12和第四滑轮13间隔固定设置在第二支架11上，第三滑轮12位于第四滑轮13和采集室之间，第三滑轮12高于第四滑轮13，第三滑轮12和第四滑轮13的中心连线与水平面之间的夹角为30度。
本实施例中，进线口4和出线口5分别位于采集室的2/3高度处。
本实施例中，摄像机3相对于水平面倾斜75度设置。
本实施例中，光源2为LED光源。
Claims (5)
1.一种双绞线绕距在线检测方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)搭建双绞线绕距在线检测系统：所述的双绞线绕距在线检测系统包括用于采集双绞线图像的图像采集装置、FPGA、SDRAM存储器、显示器和终端机，所述的FPGA包括NiosⅡ处理器、VGA控制器和SDRAM控制器，所述的NiosⅡ处理器分别与所述的VGA控制器、所述的SDRAM控制器、所述的图像采集装置和所述的终端机连接，所述的SDRAM控制器和所述的SDRAM存储器连接，所述的VGA控制器和所述的显示器连接；
(2)所述的图像采集装置实时采集双绞线的图像，并将该图像作为原始图像发送给所述的NIOS II处理器；
(3)所述的NIOS II处理器驱动所述的SDRAM控制器将该原始图像存储到所述的SDRAM存储器中；
(4)所述的NIOS II处理器对该原始图像进行处理，得到双绞线绕距，具体过程为：
a.利用反马赛克算法对所述的原始图像进行插值处理，得到该原始图像对应的彩色图像；
b.对彩色图像进行灰度化处理，得到该彩色图像对应的灰度图像，并控制所述的SDRAM控制器将该灰度图像存储到SDRAM存储器中；
c.采用Canny边缘检测算法对灰度图像进行边缘检测处理，具体过程为：
c-1采用中值滤波法对灰度图像进行去噪处理，得到去噪之后的灰度图像
c-2采用Sobel算子计算去噪后的灰度图像中所有像素点的梯度幅值，采用CORDIC算法计算去噪后的灰度图像中所有像素点的梯度方向；
c-3利用像素点的梯度幅值和梯度方向对去噪后的灰度图像进行非极大值抑制计算处理，得到边缘宽度为一个像素点宽度的图像；
c-4对边缘宽度为一个像素点宽度的图像中所有像素点采用双阈值算法进行检测，得到平行于水平方向的双绞线Canny边缘检测图像，其中，Canny边缘检测图像中像素点的个数为M*N，每行有M个像素点，每列有N个像素点，M＝640,N＝480，或者M＝800,N＝600，或者M＝1280，N＝960，或者M＝1600，N＝1200；
c-5将Canny边缘检测图像存储在SDRAM存储器中；
c-6求取双绞线绕距，具体过程为：
①获取Canny边缘检测图像中所有的像素点的水平坐标和垂直坐标，并按照从左向右的顺序计算每一列像素点的高度，得到M个高度，将M个高度按照从左往右的顺序放置形成第一数组，将该第一数组记为A，其中，每一列像素点的高度为该列最后一个像素点与该列第一个像素点的垂直坐标之差；
②将第一高度数组A从左往右平均分成组数据，为取整符号；
③获取组数据中每组数据中的最小值，将这个最小值按照从左往右的顺序放置形成第二数组，将该第二数组记为B；
④获取个最小值在Canny边缘检测图像中所处的像素点列的水平坐标，并按照从左往右的顺序将这些水平坐标放置形成第三数组，将第三数组记为C；
⑤计算将第三数组C中每相邻两个水平坐标之差，相邻两个水平坐标之差即为双绞线绕距，得到个双绞线绕距；
⑥将个双绞线绕距通过无线串口传输到终端机上进行保存。
2.根据权利要求1所述的一种双绞线绕距在线检测方法，其特征在于所述的双绞线图像采集装置包括安装台、采集室、光源、摄像机、用于将双绞线送入所述的采集室的第一导向装置和用于将双绞线送出所述的采集室的第二导向装置，所述的采集室、所述的第一导向装置和所述的第二导向装置间隔设置在所述的安装台上，所述的采集室设置在所述的第一导向装置和所述的第二导向装置之间，所述的光源和所述的摄像机设置在所述的采集室内，所述的采集室上设置有进线口和出线口。
3.根据权利要求2所述的一种双绞线绕距在线检测方法，其特征在于所述的采集室包括上端具有开口的壳体和用于将所述的开口封闭的盖体，所述的壳体设置在所述的安装台上，所述的壳体的内侧底部为白色，所述的壳体内侧侧壁为黑色，所述的盖体的下表面设置有凹槽，所述的光源嵌入所述的凹槽内，所述的进线口和所述的出线口设置在所述的壳体上。
4.根据权利要求2所述的一种双绞线绕距在线检测方法，其特征在于所述的第一导向装置包括第一支架，第一滑轮和第二滑轮，所述的第一支架设置在所述的安装台上，所述的第一滑轮和所述的第二滑轮间隔固定设置在所述的第一支架上，所述的第二滑轮位于所述的第一滑轮和所述的采集室之间，所述的第二滑轮高于所述的第一滑轮，所述的第一滑轮和所述的第二滑轮的中心连线与水平面之间的夹角为30度。
5.根据权利要求2所述的一种双绞线绕距在线检测方法，其特征在于所述的第二导向装置包括第二支架，第三滑轮和第四滑轮，所述的第二支架设置在所述的安装台上，所述的第三滑轮和所述的第四滑轮间隔固定设置在所述的第二支架上，所述的第三滑轮位于所述的第四滑轮和所述的采集室之间，所述的第三滑轮高于所述的第四滑轮，所述的第三滑轮和所述的第四滑轮的中心连线与水平面之间的夹角为30度。
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