基于視覺(jué)的在線(xiàn)檢測通信技術(shù)研究

1、引言

DVT機器視覺(jué)系統，是能夠代替人眼的計算機系統，是為適應圖像、字符自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)的檢測和監控而研究開(kāi)發(fā)的。 在高速、批量、連續的自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中，往往需要視覺(jué)系統進(jìn)行OCR字符及各種號碼識別、質(zhì)量檢查、色彩與幾何形狀辨識和尺寸測量等。事實(shí)上，在發(fā)達國家，幾乎任何產(chǎn)品的生產(chǎn)，從票據、證券印刷，半導體制造，到食品、飲料、藥品的包裝，都愈來(lái)愈依賴(lài)視覺(jué)系統的應用。DVT通過(guò)在國際最先進(jìn)的軟硬件平臺基礎上的增值開(kāi)發(fā)，可以提供各種具有極高性能價(jià)格比的在線(xiàn)或離線(xiàn)視覺(jué)檢測解決方案。

2、工作原理

Legend 630系列智能圖像傳感器，功能全面，內置以太網(wǎng)絡(luò )接口，可隨意與您現有的設備通訊，進(jìn)行遙控診斷，遠程管理。

Legend630是機器視覺(jué)使用CMOS成像技術(shù)進(jìn)行完整的機器視覺(jué)檢測，它將所有的硬件集成在一個(gè)結構緊湊的單元內，是一個(gè)典型的嵌入式結構，使用Motarola Power PC處理器，具有16M RAM 和4M 閃存、外部接口和數字I/O口，圖像傳感器的分辨率達到640×480；無(wú)需其它計算機或圖像捕捉卡就可以獨立工作。FrameWork 是管理和操作DVT SmartImage Sensors 的軟件平臺，有三個(gè)主要組成部份：第一個(gè)是運行在PC 上工作原理圖的 FrameWork 用戶(hù)界面，需要用戶(hù)自己安裝。第二個(gè)是運行DVT510上的嵌入部份FrameWork固件，DVT630出廠(chǎng)時(shí)就已經(jīng)預先裝好了。第三是Firmware 仿真器，只要將影像圖像存入PC機，即可離線(xiàn)檢測。用戶(hù)在FrameWork 用戶(hù)界面上編寫(xiě)程序和設置參數，然后下載到DVT630的嵌入式結構中，這樣DVT630就可以獨立的工作了。

3、通信驅動(dòng)

智能圖像傳感器攝像機和外部設備如PLC和運動(dòng)控制器之間的通信可以通過(guò)一個(gè)或幾個(gè)驅動(dòng)器來(lái)完成。有兩種主要從攝像機輸出數據到外設的方案：1）同步，無(wú)查詢(xún)數據傳輸格式為ASCII文本。2）異步，從寄存器的共享存儲空間查詢(xún)數據傳輸。前一種情況，每一次檢測后通過(guò)DataLink接口傳輸數據。后一種情況，通過(guò)使用寄存器，數據讀和寫(xiě)獨立于檢測循環(huán)。如圖（1）所示：

1）同步數據傳輸

①系統驅動(dòng)器系統驅動(dòng)器用來(lái)在智能圖像傳感器硬件（或仿真器）和FrameWork用戶(hù)接口之間進(jìn)行系統特定通信。在這里介紹系統驅動(dòng)器從基于PC的軟件（Visual Basic程序）到智能圖像傳感器通信。

②DataLink驅動(dòng)器

DataLink驅動(dòng)器主要用來(lái)進(jìn)行智能圖像傳感器從攝像機的輸出到外部設備之間的通信。DataLink允許用戶(hù)配置在檢測完成后輸出的ASCII串。配置攝像機的串口以使用DataLink驅動(dòng)器。選擇comm菜單，在終端特性對話(huà)框中選擇使用DataLink終端驅動(dòng)器。在I/O菜單中選擇DataLink來(lái)配置DataLink中的ASCII串。

③對于同步輸出數據，也可以通過(guò)PC機上的超級終端通訊。此外還可運行telnet.exe程序，連接IP Address和端口號傳輸數據。

2）異步數據傳輸

①Modbus驅動(dòng)器

智能圖像傳感器上運行的script將數據寫(xiě)入傳感器存儲器的寄存器中。Script軟傳感器與檢測是同步的，背景script與檢測是異步的。通過(guò)modbus協(xié)議，智能圖像傳感器中的數據可以傳送到smartlink中。這是一個(gè)循環(huán)過(guò)程，圖像傳感器想主機一樣讀寫(xiě)smartlink。最后，smartlink中的數據與profibus網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行循環(huán)交換。其數據傳輸過(guò)程如圖（2）。

Ⅰ）使用script軟傳感器管理寄存器

Script程序中的第一個(gè)命令就是寫(xiě)小孔半徑到智能圖像傳感器的第100號寄存器。第二個(gè)命令就是讀取第200號寄存器的數據，將該數據乘以2×3.14賦給script傳感器輸出小孔周長(cháng)。然后這個(gè)值就可以在result table顯示出來(lái)。見(jiàn)圖（3）所示。

Ⅱ）建立Modbus主機

建立Modbus數據交換，這樣智能圖像傳感器就可以與SmartLink循環(huán)交換數據，因此也可以與Profibus主機交換。智能圖像傳感器作為主機控制與從機（SmartLink）的數據交換。見(jiàn)圖（4）。DVT寄存器上數據結果可通過(guò)串行接口連接或以太網(wǎng)連接傳輸。其中以太網(wǎng)連接的端口號是502。

②Motoman驅動(dòng)器

使用Motoman XRC控制器時(shí)，應該使用Motoman串口驅動(dòng)器，Motoman驅動(dòng)器實(shí)現的關(guān)于Motoman控制器的傳感器接口協(xié)議。

③Fanuc驅動(dòng)器

使用Fanuc RJ-2或RJ－3控制器時(shí)，應該使用Fanuc串口驅動(dòng)器，Fanue驅動(dòng)器實(shí)現Fanuc的關(guān)于Fanuc控制器的傳感器接口協(xié)議。

4、SmartLink用戶(hù)接口

SmartLink工程是使用SmartLink用戶(hù)接口在PC機上進(jìn)行開(kāi)發(fā)的。一個(gè)SmartLink的工程包括在SmartLink中運行的監視應用的信息。啟動(dòng)SmartLink用戶(hù)接口，打開(kāi)仿真器，從智能圖像傳感器得到的圖像信息就可以顯示在PC機上了。當監視工程如希望的那樣工作時(shí)，通過(guò)以太網(wǎng)或者串口，將工程下載到實(shí)際的SmartLink中。當工程運行時(shí)，信息就在連接于SmartLink視頻輸出端的顯示器上顯示。如圖（5）所示