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基于FPGA和线阵CCD的宽度测量与研究 徐煜明，徐强，韩雁 (常州工学院计算机信息工程学院，江苏 常州 213002) 摘 要: 钢板宽度测量是轧钢生产中一个重要的环节，介绍了双目视觉光电测宽的原理和硬 件构成，研究了基于FPGA 的钢板边缘Canny检测方法，为热轧钢板宽度测量提出了一种在 线非接触测量方案。实际应用表明，较好地解决了信号采集和实时处理等问题，响应速度快、 测量精度高。 关键词:非接触测量；边缘检测；线阵CCD ；FPGA 中图分类号：TP391.41 文献标识码：A Width Measurement and Research of Steel Plate Based on FPGA and Line Array CCD XU Yu-Ming,XU Qiang,HAN Yan (College of Computer Information Engineering of Changzhou Institute of Technology,Jiangsu Changzhou 213002，China) Abstract:Width measurement of steel plate is important step in steel rolling process. Work principle and hardware structure of photoelectric width gauge was introduced in this paper. A method based on FPGA integrated circuit to implement image signal Canny edge detection was researched.An approach to non-contact width measurement of hot-rolled steel plate was proposed. Practical results has demonstrated that the system has fast response and high precision because the problems were well solved such as signal high-speed acquisition and real-time processing and so on. Key words: non-contact measurement; edge detection; linear array CCD; FPGA 0 引言 轧钢过程中钢板的宽度是一个重要的参数，人工检测检只能在钢板冷却后操作，对于热 轧钢板的检测，由于工作环境恶劣，难以做到实时监测。为了提高钢板成材率，稳定产品质 量，钢板宽度的自动化测试已成为轧钢生产中不可缺少的重要环节。针对四辊轧机热轧钢板 的加工，在不改变企业原有设备和工艺的基础上，提出了一种基于FPGA和线阵CCD的宽度测 量方案。由两台位置相对固定的线阵CCD从不同角度同时拍摄同一图像，通过分析计算图像 的几何尺寸，获得目标坐标值。采用FPGA芯片实现Canny算子对钢板的边缘检测，即根据 图像边缘灰度梯度的阶跃特性，确定钢板边缘CCD像素点位置，具有响应速度快、测量精度 高等优点。 1 系统构成及测量原理 宽度测量系统主要由线阵CCD传感器、模拟处理电路、AD转换器、FPGA 、DSP等组成， 如图1所示。根据轧钢现场的要求及测量精度，选取了东芝公司线阵CCD芯片TCD1208，分 辨率为2160像素，像元尺寸为14 μm ，动态范围1700。当钢板辐射的红光经过接收透镜成像 图1 系统结构 在CCD传感器上时，CCD将生成与投射光强相对应的输出信号。CCD输出的模拟信号经过 - 1 - 线性放大处理，由A/D转换为数字信号；A/D