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直接部件标识(Direct Part Marking,DPM)是通过碳化物或金刚石笔尖点刻、喷墨打印、电化学蚀刻或激光蚀刻等方法永久性标记在对象表面上的一维或二维的标识。DPM能够标识和描述对象的各种信息,非常适合用于实现ISO 9000系列质量管理体系提出的“标识和可追溯性”的要求。自动光学识别技术使用机器视觉作为识别手段,自动进行非接触式的光学影像识别并获取对象的数据信息。自动识别和数据采集技术可以在没有人工干预的情况下采集和识别与对象相关的数据信息。对DPM进行自动光学识别所需要的技术主要包括自动光学识别技术和自动识别和数据采集技术。国外从20世纪80年代就开始在汽车、航空航天以及电子与半导体等制造行业使用DPM。目前国内对DPM技术的研究和应用主要集中于标识手段,而不是识别方法。到现在为止我国对DPM自动光学识别系统的研究相对较少,大部分DPM识别系统使用国外研发的硬件和软件。相关的研究领域为光学标记识别,但是一般都没有针对DPM进行优化,而且大部分必须借助于PC进行识别。本文以DPM自动光学识别为研究目的,主要针对国内常用的二维形式DPM进行分析研究,最终设计了一种基于FPGA和DSP的嵌入式DPM自动光学识别系统。本文首先介绍该系统的基本原理和整体设计方案,然后从硬件和软件两个方面进行研究设计。硬件部分采用自底向上的设计方法,从芯片层次进行硬件平台设计。使用CMOS图像传感器获取光学图像。使用可编程的FPGA芯片,可以根据实际需要进行更新升级,增加了系统的灵活性和可扩展性。使用ADSP BF60x芯片,该芯片针对数字信号处理算法在结构上进行了优化。据我们所知,这是国内首次将该DSP芯片与FPGA芯片协作对DPM进行自动地光学识别。其它硬件模块包括外部存储模块、Ethernet通信模块和电源模块等。软件部分采用自顶向下的设计方法。整个系统需要实现的功能主要可以分为四个模块。分别是TWI串行通信模块、光学图像采集传输模块、DPM识别算法模块和Ethernet通信模块。在Ethernet通信模块中我们移植了开源的轻量级TCP/IP协议栈lwIP来实现快速Ethernet实时通信功能。硬件和软件设计完成后,对整个系统进行了联合调试。实验结果表明该系统实现了预期的功能,每秒最快能识别60个左右二维形式的DPM,准确率在99%以上。