本實用新型涉及一種基于CMOS傳感器的嵌入式糾偏系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，國內(nèi)糾偏控制系統(tǒng)使用的主要是可見光傳感器，即光電傳感器，雖然已經(jīng)有對紅外線傳感器和CCD傳感器的研究，但應(yīng)用到實際中去的并不多。可見光傳感器輸出的是偏移量的開關(guān)信號，它只能說明其是否偏移以及偏移的方向，導(dǎo)致控制存在振動和精度不高的問題；與此同時此傳感器受光干擾比較大，抗干擾能力差，導(dǎo)致適用的范圍一直比較窄；最后考慮到實際工業(yè)帶材邊緣不可避免存在一定的缺陷，若對邊緣缺陷部位帶材實施糾偏，勢必適得其反，甚至導(dǎo)致帶材的斷裂。綜上所述，現(xiàn)有可見光傳感器已不能滿足實際帶材生產(chǎn)的綜合要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是提供一種基于CMOS傳感器的嵌入式糾偏系統(tǒng)，能夠?qū)崟r識別帶材邊緣缺陷，精確尋跡糾偏。

實現(xiàn)本實用新型目的的技術(shù)方案是：一種基于CMOS傳感器的嵌入式糾偏系統(tǒng)，包括糾偏儀和控制盒；所述糾偏儀包括支架，固定在支架底部的環(huán)形光源模塊，固定在支架上部并位于環(huán)形光源模塊上方的殼體，設(shè)置在殼體內(nèi)的STM32主運(yùn)算控制器、第一藍(lán)牙模塊和WiFi模塊，設(shè)置在殼體的下端面的CMOS圖像傳感器，設(shè)置在殼體的上端面的狀態(tài)顯示與按鍵控制模塊和TFT液晶顯示模塊；所述環(huán)形光源模塊、第一藍(lán)牙模塊、WiFi模塊、CMOS圖像傳感器、狀態(tài)顯示與按鍵控制模塊和TFT液晶顯示模塊均與STM32主運(yùn)算控制器電連接；所述控制盒內(nèi)設(shè)有電機(jī)驅(qū)動模塊和與電機(jī)驅(qū)動模塊電連接的第二藍(lán)牙模塊；所述電機(jī)驅(qū)動模塊與被糾偏設(shè)備的驅(qū)動電機(jī)電連接；所述糾偏儀的STM32主運(yùn)算控制器和控制盒的電機(jī)驅(qū)動模塊之間通過第一藍(lán)牙模塊和第二藍(lán)牙模塊實現(xiàn)通信。

所述糾偏儀的環(huán)形光源模塊位于CMOS圖像傳感器鏡頭正下方10-15cm位置處。

所述糾偏儀的STM32主運(yùn)算控制器采用STM32F4系列芯片。

所述糾偏儀的CMOS圖像傳感器采用OV系列攝像頭。

采用了上述技術(shù)方案，本實用新型具有以下的有益效果：(1)本實用新型不僅可以實時捕獲帶材邊緣偏移的方向，而且可以獲取偏移的度量(像素單位)，同時還可以在糾偏前先對帶材的邊緣進(jìn)行缺陷檢測，只對檢測出無缺陷帶材邊緣部分實施糾偏，有效防止錯糾誤糾的現(xiàn)象，提高了糾偏的準(zhǔn)確性和可靠性，能夠適應(yīng)實際帶材生產(chǎn)的綜合要求。

(2)本實用新型在CMOS圖像傳感器鏡頭正下方設(shè)置環(huán)形光源模塊，可以通過按鍵對其光源的進(jìn)行調(diào)制，一方面提高了對帶材邊緣圖像提取的精度以及準(zhǔn)確度，另一方面提高了系統(tǒng)對實際帶材生產(chǎn)中外界光的抗干擾能力。

(3)本實用新型的糾偏儀的STM32主運(yùn)算控制器和控制盒的電機(jī)驅(qū)動模塊之間通過第一藍(lán)牙模塊和第二藍(lán)牙模塊實現(xiàn)通信，使得兩模塊的安裝不再受工業(yè)環(huán)境的限制。

(4)本實用新型設(shè)置WiFi模塊，使得用戶可以直接通過手機(jī)APP，實現(xiàn)對系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的獲取以及對系統(tǒng)的手動調(diào)節(jié)，使系統(tǒng)操作更加智能更加方便。

附圖說明

為了使本實用新型的內(nèi)容更容易被清楚地理解，下面根據(jù)具體實施例并結(jié)合附圖，對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，其中

圖1為本實用新型的原理框圖。

圖2為本實用新型的糾偏儀的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為圖2的俯視圖。

圖4為本實用新型的糾偏方法的流程圖。

圖5為本實用新型的STM32主運(yùn)算控制器通過CMOS圖像傳感器對目標(biāo)帶材邊緣圖像的有效采集的流程圖。

圖6為本實用新型進(jìn)入非手動調(diào)節(jié)狀態(tài)下，STM32主運(yùn)算控制器對采集的圖像信息進(jìn)行實時圖像處理的流程圖。

附圖中的標(biāo)號為：

糾偏儀1、支架1-1、環(huán)形光源模塊1-2、殼體1-3、STM32主運(yùn)算控制器1-4、第一藍(lán)牙模塊1-5、WiFi模塊1-6、CMOS圖像傳感器1-7、狀態(tài)顯示與按鍵控制模塊1-8、TFT液晶顯示模塊1-9；

控制盒2、電機(jī)驅(qū)動模塊2-1、第二藍(lán)牙模塊2-2。

具體實施方式

(實施例1)

見圖1至圖3，本實施例的基于CMOS傳感器的嵌入式糾偏系統(tǒng)包括糾偏儀1和控制盒2。

糾偏儀1包括支架1-1，固定在支架1-1底部的環(huán)形光源模塊1-2，固定在支架1-1上部并位于環(huán)形光源模塊1-2上方的殼體1-3，設(shè)置在殼體1-3內(nèi)的STM32主運(yùn)算控制器1-4、第一藍(lán)牙模塊1-5和WiFi模塊1-6，設(shè)置在殼體1-3的下端面的CMOS圖像傳感器1-7，設(shè)置在殼體1-3的上端面的狀態(tài)顯示與按鍵控制模塊1-8和TFT液晶顯示模塊1-9。環(huán)形光源模塊1-2、第一藍(lán)牙模塊1-5、WiFi模塊1-6、CMOS圖像傳感器1-7、狀態(tài)顯示與按鍵控制模塊1-8和TFT液晶顯示模塊1-9均與STM32主運(yùn)算控制器1-4電連接。環(huán)形光源模塊1-2位于CMOS圖像傳感器1-7鏡頭正下方10-15cm位置處。STM32主運(yùn)算控制器1-4采用STM32F4系列芯片。CMOS圖像傳感器1-7采用OV系列攝像頭。

控制盒2內(nèi)設(shè)有電機(jī)驅(qū)動模塊2-1和與電機(jī)驅(qū)動模塊2-1電連接的第二藍(lán)牙模塊2-2。電機(jī)驅(qū)動模塊2-1與被糾偏設(shè)備的驅(qū)動電機(jī)電連接。糾偏儀1的STM32主運(yùn)算控制器1-4和控制盒2的電機(jī)驅(qū)動模塊2-1之間通過第一藍(lán)牙模塊1-5和第二藍(lán)牙模塊2-2實現(xiàn)通信。

見圖4，本實施例的基于CMOS傳感器的嵌入式糾偏系統(tǒng)的糾偏方法，包括以下步驟：

①、首先STM32主運(yùn)算控制器1-4及CMOS圖像傳感器1-7上電初始化，然后STM32主運(yùn)算控制器1-4捕獲CMOS圖像傳感器1-7的場同步信號、行同步信號和像同步信號，按信號時序?qū)崿F(xiàn)對目標(biāo)帶材邊緣圖像的有效采集。

②、STM32主運(yùn)算控制器1-4將采集的信息以二維數(shù)組形式保存到自身的SRAM存儲器中，并實時在TFT液晶顯示模塊1-9上顯示。

③、STM32主運(yùn)算控制器1-4實時讀取WiFi指令以及按鍵檢測，判斷系統(tǒng)是否進(jìn)入手動調(diào)節(jié)狀態(tài)；若系統(tǒng)進(jìn)入手動調(diào)節(jié)狀態(tài)，則STM32主運(yùn)算控制器1-4將采集的圖像信息通過WiFi模塊1-6上傳至用戶手機(jī)，并實時檢測是否進(jìn)行光源調(diào)試以及電機(jī)驅(qū)動控制；反之若系統(tǒng)進(jìn)入非手動調(diào)節(jié)狀態(tài)，則STM32主運(yùn)算控制器1-4對采集的圖像信息進(jìn)行實時圖像處理，然后判斷帶材是否存在邊緣缺陷，若有缺陷則返回圖像采集，若無缺陷則根據(jù)帶材邊沿質(zhì)心位置，計算相對于CMOS圖像傳感器1-7視場中心的誤差，并對誤差采用模糊PID控制，最后通過第一藍(lán)牙模塊1-5將控制結(jié)果發(fā)送至電機(jī)驅(qū)動模塊2-2，對被糾偏設(shè)備的驅(qū)動電機(jī)實施閉環(huán)驅(qū)動，使得帶材邊沿質(zhì)心位置始終保持在CMOS圖像傳感器1-7的視場中心，以實現(xiàn)對目標(biāo)材料位置的精密糾偏。

見圖5，步驟①中STM32主運(yùn)算控制器1-4通過CMOS圖像傳感器1-7對目標(biāo)帶材邊緣圖像的有效采集的流程為：CMOS圖像傳感器1-7初始化后依次進(jìn)行行計數(shù)清零和列計數(shù)清零；然后STM32主運(yùn)算控制器1-4檢測CMOS圖像傳感器1-7的場同步是否達(dá)到下降沿；當(dāng)場同步達(dá)到下降沿后，檢測行計數(shù)器是否達(dá)到480，若是則一幀圖像采集結(jié)束，若為否則檢測CMOS圖像傳感器1-7的行同步是否達(dá)到上升沿；當(dāng)行同步達(dá)到上升沿后，檢測CMOS圖像傳感器1-7的像同步是否達(dá)到下降沿；當(dāng)像同步達(dá)到下降沿后，采集一個像素值，并且列計數(shù)器加1；然后檢測列計數(shù)器是否達(dá)到640，若未達(dá)到640則返回檢測CMOS圖像傳感器1-7的像同步是否達(dá)到下降沿，若達(dá)到640則行計數(shù)器加1，然后返回檢測行計數(shù)器是否達(dá)到480。

見圖6，步驟③中系統(tǒng)進(jìn)入非手動調(diào)節(jié)狀態(tài)下，STM32主運(yùn)算控制器1-4對采集的圖像信息進(jìn)行實時圖像處理的流程為：先對圖像進(jìn)行預(yù)處理，然后對圖像邊緣進(jìn)行提取，再對圖像邊緣進(jìn)行擬合；然后對圖像邊緣的進(jìn)行識別，若為曲線則判斷為帶材邊緣的缺陷，若為直線則對目標(biāo)邊緣進(jìn)行定位，獲取邊緣的誤差。

以上所述的具體實施例，對本實用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施例而已，并不用于限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。