基于视觉的在线检测通信技术研究

  1、引言

DVT机器视觉系统，是能够代替人眼的计算机系统，是为适应图像、字符自动化生产线的检测和监控而研究开发的。 在高速、批量、连续的自动化生产过程中，往往需要视觉系统进行OCR字符及各种号码识别、质量检查、色彩与几何形状辨识和尺寸测量等。事实上，在发达国家，几乎任何产品的生产，从票据、证券印刷，半导体制造，到食品、饮料、药品的包装，都愈来愈依赖视觉系统的应用。DVT通过在国际最先进的软硬件平台基础上的增值开发，可以提供各种具有极高性能价格比的在线或离线视觉检测解决方案。

2、工作原理

Legend 630系列智能图像传感器，功能全面，内置以太网络接口，可随意与您现有的设备通讯，进行遥控诊断，远程管理。

Legend630是机器视觉使用CMOS成像技术进行完整的机器视觉检测，它将所有的硬件集成在一个结构紧凑的单元内，是一个典型的嵌入式结构，使用Motarola Power PC处理器，具有16M RAM 和4M 闪存、外部接口和数字I/O口，图像传感器的分辨率达到640×480；无需其它计算机或图像捕捉卡就可以独立工作。FrameWork 是管理和操作DVT SmartImage Sensors 的软件平台，有三个主要组成部份：第一个是运行在PC 上工作原理图的 FrameWork 用户界面，需要用户自己安装。第二个是运行DVT510上的嵌入部份FrameWork固件，DVT630出厂时就已经预先装好了。第三是Firmware 仿真器，只要将影像图像存入PC机，即可离线检测。用户在FrameWork 用户界面上编写程序和设置参数，然后下载到DVT630的嵌入式结构中，这样DVT630就可以独立的工作了。

3、通信驱动

智能图像传感器摄像机和外部设备如PLC和运动控制器之间的通信可以通过一个或几个驱动器来完成。有两种主要从摄像机输出数据到外设的方案：1）同步，无查询数据传输格式为ASCII文本。2）异步，从寄存器的共享存储空间查询数据传输。前一种情况，每一次检测后通过DataLink接口传输数据。后一种情况，通过使用寄存器，数据读和写独立于检测循环。如图（1）所示：

1）同步数据传输

①系统驱动器系统驱动器用来在智能图像传感器硬件（或仿真器）和FrameWork用户接口之间进行系统特定通信。在这里介绍系统驱动器从基于PC的软件（Visual Basic程序）到智能图像传感器通信。

②DataLink驱动器

DataLink驱动器主要用来进行智能图像传感器从摄像机的输出到外部设备之间的通信。DataLink允许用户配置在检测完成后输出的ASCII串。配置摄像机的串口以使用DataLink驱动器。选择comm菜单，在终端特性对话框中选择使用DataLink终端驱动器。在I/O菜单中选择DataLink来配置DataLink中的ASCII串。

③对于同步输出数据，也可以通过PC机上的超级终端通讯。此外还可运行telnet.exe程序，连接IP Address和端口号传输数据。

2）异步数据传输

①Modbus驱动器

智能图像传感器上运行的script将数据写入传感器存储器的寄存器中。Script软传感器与检测是同步的，背景script与检测是异步的。通过modbus协议，智能图像传感器中的数据可以传送到smartlink中。这是一个循环过程，图像传感器想主机一样读写smartlink。最后，smartlink中的数据与profibus网络进行循环交换。其数据传输过程如图（2）。

Ⅰ）使用script软传感器管理寄存器

Script程序中的第一个命令就是写小孔半径到智能图像传感器的第100号寄存器。第二个命令就是读取第200号寄存器的数据，将该数据乘以2×3.14赋给script传感器输出小孔周长。然后这个值就可以在result table显示出来。见图（3）所示。

Ⅱ）建立Modbus主机

建立Modbus数据交换，这样智能图像传感器就可以与SmartLink循环交换数据，因此也可以与Profibus主机交换。智能图像传感器作为主机控制与从机（SmartLink）的数据交换。见图（4）。DVT寄存器上数据结果可通过串行接口连接或以太网连接传输。其中以太网连接的端口号是502。

②Motoman驱动器

使用Motoman XRC控制器时，应该使用Motoman串口驱动器，Motoman驱动器实现的关于Motoman控制器的传感器接口协议。

③Fanuc驱动器

使用Fanuc RJ-2或RJ－3控制器时，应该使用Fanuc串口驱动器，Fanue驱动器实现Fanuc的关于Fanuc控制器的传感器接口协议。

4、SmartLink用户接口

SmartLink工程是使用SmartLink用户接口在PC机上进行开发的。一个SmartLink的工程包括在SmartLink中运行的监视应用的信息。启动SmartLink用户接口，打开仿真器，从智能图像传感器得到的图像信息就可以显示在PC机上了。当监视工程如希望的那样工作时，通过以太网或者串口，将工程下载到实际的SmartLink中。当工程运行时，信息就在连接于SmartLink视频输出端的显示器上显示。如图（5）所示

5、结论

文章探讨了基于DVT智能传感器工业上的在线检测。根据不同的检测需求，在FrameWork界面可选择相应的软传感器，并在result对话框中显示检测结果。智能图像软传感器数据传输可实现无查询的同步传输或者请求的异步数据传输，数据处理灵活方便快捷。