一種相機(jī)同步拍攝控制裝置制造方法
【專利摘要】一種相機(jī)同步拍攝控制裝置，包括可編程邏輯器件CPLD芯片（1）、時(shí)鐘電路（2）、通信接口電路（3）、CPLD編程電路（4）、多路相機(jī)接口電路（5）、電源電路（6）和工作狀態(tài)顯示電路（7）。其中:時(shí)鐘電路（2）與可編程邏輯器件CPLD芯片（1）的時(shí)鐘輸入接口連接，為CPLD提供工作時(shí)鐘。通信接口電路（3），包括RS232通信接口電路（8）、RS485通信接口電路（9）和USB接口（10）。本發(fā)明的有益效果在于：1、CPLD可現(xiàn)場(chǎng)編程，系統(tǒng)使用方便靈活；2、相機(jī)的同步控制通過(guò)硬件實(shí)現(xiàn)，相機(jī)拍攝時(shí)間嚴(yán)格一致；3、通信接口齊全、可靠性好，可滿足多數(shù)實(shí)際應(yīng)用需求。
【專利說(shuō)明】一種相機(jī)同步拍攝控制裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種利用機(jī)器視覺技術(shù)進(jìn)行工件測(cè)量過(guò)程中輔助計(jì)算機(jī)控制多臺(tái)相機(jī)同步進(jìn)行拍攝的控制裝置，屬于機(jī)器視覺領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]在利用機(jī)器視覺技術(shù)進(jìn)行工件測(cè)量時(shí)，若工件尺寸較大，單個(gè)相機(jī)的有效視場(chǎng)不能完全覆蓋工件時(shí)，往往需要利用多個(gè)相機(jī)構(gòu)成復(fù)合測(cè)量場(chǎng)，完成對(duì)大尺寸工件的視覺測(cè)量。當(dāng)工件處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，特別是在工件的運(yùn)動(dòng)參數(shù)未知的情況下，要求每個(gè)參與測(cè)量的相機(jī)必須同時(shí)拍照，再經(jīng)過(guò)圖像拼接等技術(shù)才能獲得某個(gè)時(shí)刻工件的完整原始圖像，進(jìn)而通過(guò)特征提取和視覺解算等步驟完成測(cè)量任務(wù)。若相機(jī)拍攝不同步，每個(gè)相機(jī)拍攝到的圖像是工件運(yùn)動(dòng)到不同位置時(shí)的部分圖像，將給后續(xù)計(jì)算過(guò)程造成困難。
[0003]當(dāng)前的工業(yè)相機(jī)大多具有千兆以太口、1394 口等高速接口，可以與計(jì)算機(jī)直接進(jìn)行通信，將數(shù)字圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)，一般不再需要圖像采集卡等輔助設(shè)備，計(jì)算機(jī)也可以通過(guò)這些接口直接控制相機(jī)的拍攝動(dòng)作，但這種控制方式一般只能通過(guò)軟件方式進(jìn)行，而當(dāng)前計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)一般都是多任務(wù)的操作系統(tǒng)，程序中某條指令的實(shí)際執(zhí)行時(shí)間由操作系統(tǒng)任務(wù)調(diào)度控制，受計(jì)算機(jī)中同時(shí)運(yùn)行的其他進(jìn)程影響，因此相機(jī)拍照的時(shí)間不能由計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的軟件準(zhǔn)確控制，容易造成多臺(tái)相機(jī)的拍攝時(shí)間產(chǎn)生差異，雖然它們之間的時(shí)間差較小，但也會(huì)造成最終測(cè)量結(jié)果的誤差，不適合對(duì)測(cè)量精度要求較高或工件運(yùn)動(dòng)速度較快的場(chǎng)合。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就在于克服上述缺陷，設(shè)計(jì)了一種輔助計(jì)算機(jī)控制多臺(tái)相機(jī)同時(shí)拍攝的裝置，該裝置采用可編程邏輯器件CPLD作為核心器件；通過(guò)通信接口電路與計(jì)算機(jī)通信，接收計(jì)算機(jī)發(fā)來(lái)的控制指令；對(duì)控制指令解析后，再產(chǎn)生相應(yīng)時(shí)序信號(hào)，輸出到相機(jī)的I/O端口，為多臺(tái)相機(jī)提供拍攝觸發(fā)信號(hào)，控制相機(jī)同步拍攝。
[0005]采用的技術(shù)方案是:
一種相機(jī)同步拍攝控制裝置，包括可編程邏輯器件CPLD芯片、多路相機(jī)接口電路、通信接口電路、時(shí)鐘電路、電源電路、CPLD編程電路和工作狀態(tài)顯示電路。
[0006]其中通信接口電路包括RS232通信接口電路、RS485通信接口電路和USB接口電路?？删幊踢壿嬈骷﨏PLD芯片可通過(guò)RS232接口電路與近距離設(shè)置的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)異步串行通信，通過(guò)RS485通信接口電路與遠(yuǎn)距離設(shè)置的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)通信,通過(guò)USB接口電路實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)的USB通信?？删幊踢壿嬈骷﨏PLD芯片的相機(jī)控制指令輸出接口與多路相機(jī)接口電路的控制指令輸入接口連接，通過(guò)多路相機(jī)接口電路分別與多臺(tái)相機(jī)的I/O接口連接，為多臺(tái)相機(jī)提供拍攝觸發(fā)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)同步拍攝。電源電路包括濾波、穩(wěn)壓電路，為裝置提供+ 5V和+ 3.3V直流電源。時(shí)鐘電路為CPLD芯片提供工作時(shí)鐘。
[0007]本發(fā)明的相機(jī)同步拍攝控制裝置，在接收到計(jì)算機(jī)發(fā)來(lái)的控制指令后，首先對(duì)指令進(jìn)行解析，然后根據(jù)指令生成相應(yīng)的相機(jī)控制信號(hào)，并通過(guò)相機(jī)接口電路輸出到相機(jī)，完成動(dòng)作后向計(jì)算機(jī)發(fā)送反饋信息。
[0008]本發(fā)明的有益效果在于:
1、CPLD可現(xiàn)場(chǎng)編程,系統(tǒng)使用方便靈活；
2、相機(jī)的同步控制通過(guò)硬件實(shí)現(xiàn)，相機(jī)拍攝時(shí)間嚴(yán)格一致；
3、通信接口齊全、可靠性好，可滿足多數(shù)實(shí)際應(yīng)用需求；
4、功能的可擴(kuò)展性好，可根據(jù)實(shí)際需求設(shè)計(jì)控制指令，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制功能。
[0009]【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】:
圖1是本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)圖。
[0010]圖2是本發(fā)明的CPLD工作狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。
[0011]【具體實(shí)施方式】:
一種相機(jī)同步拍攝控制裝置，包括可編程邏輯器件CPLD芯片(I)、時(shí)鐘電路(2)、通信接口電路(3 )、CPLD編程電路(4 )、多路相機(jī)接口電路(5 )、電源電路(6 )和工作狀態(tài)顯示電路(7)。CPLD芯片選用Altera公司的EPM570T100，其中:
電源電路(6)為濾波、穩(wěn)壓電路，為系統(tǒng)提供十5V和十3.3V直流電源。電源電路(6)的電壓輸出端與CPLD芯片(I)及其他功能電路的電壓輸入接口連接。
[0012]時(shí)鐘電路(2)與可編程邏輯器件CPLD芯片(I)的時(shí)鐘輸入接口連接，為CPLD提供工作時(shí)鐘。
[0013]通信接口電路(3 )，包括RS232通信接口電路(8 )、RS485通信接口電路(9 )和USB接口( 10)，可供用戶根據(jù)實(shí)際需要選擇。
[0014]其中:RS232通信接口電路(8)能實(shí)現(xiàn)TTL電平RS-232電平轉(zhuǎn)換，供CPLD芯片(I)與距離本裝置較近的計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，其指令信號(hào)輸入輸出端口分別與計(jì)算機(jī)的異步串行通信接口和CPLD芯片的I/O引腳連接。RS458通信接口電路(9)供CPLD芯片(I)與距離本裝置較遠(yuǎn)的計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，其指令信號(hào)輸入輸出端口分別與計(jì)算機(jī)的485通信接口和CPLD芯片的I/O引腳連接。USB接口電路(10)選用FT245BL芯片，實(shí)現(xiàn)CPLD芯片(I)與計(jì)算機(jī)的USB通信，其指令信號(hào)輸入輸出端口分別與計(jì)算機(jī)的USB接口和CPLD芯片的I/O引腳連接。CPLD芯片的觸發(fā)信號(hào)輸出端與多路相機(jī)接口電路(5)的對(duì)應(yīng)接口連接，多路相機(jī)接口電路(5)的輸出端口分別與多臺(tái)相機(jī)的I/O接口連接。相機(jī)接口電路(5)，可接多臺(tái)相機(jī)，如相機(jī)接口電路(11)、相機(jī)接口電路(12)、相機(jī)接口電路η (13)。CPLD芯片(I)與CPLD編程電路(4)對(duì)應(yīng)接口連接，用戶可通過(guò)CPLD編程電路(4)向CPLD芯片(I)下載程序。CPLD芯片(I)工作狀態(tài)信息輸出端與工作狀態(tài)顯示電路(7)的對(duì)應(yīng)接口連接，用于顯示裝置的工作狀態(tài)。
[0015]CPLD 一般處于等待接收控制字狀態(tài)；當(dāng)檢測(cè)到相應(yīng)信號(hào)時(shí)，開始接收控制字；接收結(jié)束后，對(duì)命令字進(jìn)行解析；若命令字合法則執(zhí)行相應(yīng)控制動(dòng)作，向相應(yīng)相機(jī)發(fā)出拍攝控制信號(hào)，該過(guò)程執(zhí)行結(jié)束后向計(jì)算機(jī)發(fā)送執(zhí)行成功的反饋信息；若命令字不合法則向計(jì)算機(jī)發(fā)送接收失敗的反饋信息；發(fā)送反饋信息結(jié)束后，本次通信過(guò)程結(jié)束，回到等待接收控制字狀態(tài)。
【權(quán)利要求】
1.一種相機(jī)同步拍攝控制裝置，包括可編程邏輯器件CPLD芯片(I)、時(shí)鐘電路(2)、通信接口電路(3 )、CPLD編程電路(4 )、多路相機(jī)接口電路(5 )、電源電路(6 )和工作狀態(tài)顯示電路(7);其特征在于: 電源電路(6)為系統(tǒng)提供+ 5V和+ 3.3V直流電源；電源電路(6)的電壓輸出端子與CPLD芯片(I)和其他功能電路的電壓輸入接口連接； 時(shí)鐘電路(2)與可編程邏輯器件CPLD芯片(I)的時(shí)鐘輸入接口連接，為CPLD提供工作時(shí)鐘； 通信接口電路(3 )，包括RS232通信接口電路(8 )、RS485通信接口電路(9 )和USB接口(10)，可供用戶根據(jù)實(shí)際需要選擇； RS232通信接口電路(8)能實(shí)現(xiàn)TTL電平RS-232電平轉(zhuǎn)換，供CPLD芯片(I)與距離本裝置較近的計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，其指令信號(hào)輸入輸出端口分別與計(jì)算機(jī)的異步串行通信接口和CPLD芯片的I/O引腳連接，RS458通信接口電路(9 )供CPLD芯片(I)與距離本裝置較遠(yuǎn)的計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，其指令信號(hào)輸入輸出端口分別與計(jì)算機(jī)的485通信接口和CPLD芯片的I/O引腳連接，USB接口電路(10)選用FT245BL芯片，實(shí)現(xiàn)CPLD芯片(I)與計(jì)算機(jī)的USB通信，其指令信號(hào)輸入輸出端口分別與計(jì)算機(jī)的USB接口和CPLD芯片的I/O引腳連接； CPLD芯片的觸發(fā)信號(hào)輸出端與多路相機(jī)接口電路(5)的對(duì)應(yīng)接口連接，多路相機(jī)接口電路(5)分別與多臺(tái)相機(jī)的I/O接口連接；相機(jī)接口電路(5)，可接多臺(tái)相機(jī)，如相機(jī)接口電路(11)、相機(jī)接口電路(12)、相機(jī)接口電路η (13)； CPLD芯片(I)與CPLD編程電路(4)對(duì)應(yīng)接口連接，用戶可通過(guò)CPLD編程電路(4)向CPLD芯片(I)下載程序； CPLD芯片(I)工作狀態(tài)信息輸出端與工作狀態(tài)顯示電路(7)的對(duì)應(yīng)接口連接。
【文檔編號(hào)】G05B19/042GK104270568SQ201410530839
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月11日
【發(fā)明者】劉昶, 韋飛云, 孫麗梅 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)理工大學(xué)