基于視覺的在線檢測通信技術研究

1、引言

DVT機器視覺系統(tǒng)，是能夠代替人眼的計算機系統(tǒng)，是為適應圖像、字符自動化生產(chǎn)線的檢測和監(jiān)控而研究開發(fā)的。 在高速、批量、連續(xù)的自動化生產(chǎn)過程中，往往需要視覺系統(tǒng)進行OCR字符及各種號碼識別、質量檢查、色彩與幾何形狀辨識和尺寸測量等。事實上，在發(fā)達國家，幾乎任何產(chǎn)品的生產(chǎn)，從票據(jù)、證券印刷，半導體制造，到食品、飲料、藥品的包裝，都愈來愈依賴視覺系統(tǒng)的應用。DVT通過在國際最先進的軟硬件平臺基礎上的增值開發(fā)，可以提供各種具有極高性能價格比的在線或離線視覺檢測解決方案。

2、工作原理

Legend 630系列智能圖像傳感器，功能全面，內(nèi)置以太網(wǎng)絡接口，可隨意與您現(xiàn)有的設備通訊，進行遙控診斷，遠程管理。

Legend630是機器視覺使用CMOS成像技術進行完整的機器視覺檢測，它將所有的硬件集成在一個結構緊湊的單元內(nèi)，是一個典型的嵌入式結構，使用Motarola Power PC處理器，具有16M RAM 和4M 閃存、外部接口和數(shù)字I/O口，圖像傳感器的分辨率達到640×480；無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，有三個主要組成部份：第一個是運行在PC 上工作原理圖的 FrameWork 用戶界面，需要用戶自己安裝。第二個是運行DVT510上的嵌入部份FrameWork固件，DVT630出廠時就已經(jīng)預先裝好了。第三是Firmware 仿真器，只要將影像圖像存入PC機，即可離線檢測。用戶在FrameWork 用戶界面上編寫程序和設置參數(shù)，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

智能圖像傳感器攝像機和外部設備如PLC和運動控制器之間的通信可以通過一個或幾個驅動器來完成。有兩種主要從攝像機輸出數(shù)據(jù)到外設的方案：1）同步，無查詢數(shù)據(jù)傳輸格式為ASCII文本。2）異步，從寄存器的共享存儲空間查詢數(shù)據(jù)傳輸。前一種情況，每一次檢測后通過DataLink接口傳輸數(shù)據(jù)。后一種情況，通過使用寄存器，數(shù)據(jù)讀和寫獨立于檢測循環(huán)。如圖（1）所示：

1）同步數(shù)據(jù)傳輸

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

②DataLink驅動器

DataLink驅動器主要用來進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驅動器。選擇comm菜單，在終端特性對話框中選擇使用DataLink終端驅動器。在I/O菜單中選擇DataLink來配置DataLink中的ASCII串。

③對于同步輸出數(shù)據(jù)，也可以通過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(shù)據(jù)。

2）異步數(shù)據(jù)傳輸

①Modbus驅動器

智能圖像傳感器上運行的script將數(shù)據(jù)寫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modbus協(xié)議，智能圖像傳感器中的數(shù)據(jù)可以傳送到smartlink中。這是一個循環(huán)過程，圖像傳感器想主機一樣讀寫smartlink。最后，smartlink中的數(shù)據(jù)與profibus網(wǎng)絡進行循環(huán)交換。其數(shù)據(jù)傳輸過程如圖（2）。

Ⅰ）使用script軟傳感器管理寄存器

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

Ⅱ）建立Modbus主機

建立Modbus數(shù)據(jù)交換，這樣智能圖像傳感器就可以與SmartLink循環(huán)交換數(shù)據(jù)，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(shù)據(jù)交換。見圖（4）。DVT寄存器上數(shù)據(jù)結果可通過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驅動器

使用Motoman XRC控制器時，應該使用Motoman串口驅動器，Motoman驅動器實現(xiàn)的關于Motoman控制器的傳感器接口協(xié)議。

③Fanuc驅動器

使用Fanuc RJ-2或RJ－3控制器時，應該使用Fanuc串口驅動器，F(xiàn)anue驅動器實現(xiàn)Fanuc的關于Fanuc控制器的傳感器接口協(xié)議。

4、SmartLink用戶接口

SmartLink工程是使用SmartLink用戶接口在PC機上進行開發(fā)的。一個SmartLink的工程包括在SmartLink中運行的監(jiān)視應用的信息。啟動SmartLink用戶接口，打開仿真器，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(jiān)視工程如希望的那樣工作時，通過以太網(wǎng)或者串口，將工程下載到實際的SmartLink中。當工程運行時，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