工業(yè)在線檢測(cè)的DVT機(jī)器視覺系統(tǒng)應(yīng)用

1、引言

DVT機(jī)器視覺系統(tǒng)，是能夠代替人眼的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，是為適應(yīng)圖像、字符自動(dòng)化生產(chǎn)線的檢測(cè)和監(jiān)控而研究開發(fā)的。 在高速、批量、連續(xù)的自動(dòng)化生產(chǎn)過程中，往往需要視覺系統(tǒng)進(jìn)行OCR字符及各種號(hào)碼識(shí)別、質(zhì)量檢查、色彩與幾何形狀辨識(shí)和尺寸測(cè)量等。事實(shí)上，在發(fā)達(dá)國(guó)家，幾乎任何產(chǎn)品的生產(chǎn)，從票據(jù)、證券印刷，半導(dǎo)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(yīng)用。DVT通過在國(guó)際最先進(jìn)的軟硬件平臺(tái)基礎(chǔ)上的增值開發(fā)，可以提供各種具有極高性能價(jià)格比的在線或離線視覺檢測(cè)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(luò)接口，可隨意與您現(xiàn)有的設(shè)備通訊，進(jìn)行遙控診斷，遠(yuǎn)程管理。

Legend630是機(jī)器視覺使用CMOS成像技術(shù)進(jìn)行完整的機(jī)器視覺檢測(cè)，它將所有的硬件集成在一個(gè)結(jié)構(gòu)緊湊的單元內(nèi)，是一個(gè)典型的嵌入式結(jié)構(gòu)，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(dá)到640×480；無需其它計(jì)算機(jī)或圖像捕捉卡就可以獨(dú)立工作。FrameWork 是管理和操作DVT SmartImage Sensors 的軟件平臺(tái)，有三個(gè)主要組成部份：第一個(gè)是運(yùn)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(gè)是運(yùn)行DVT510上的嵌入部份FrameWork固件，DVT630出廠時(shí)就已經(jīng)預(yù)先裝好了。第三是Firmware 仿真器，只要將影像圖像存入PC機(jī)，即可離線檢測(cè)。用戶在FrameWork 用戶界面上編寫程序和設(shè)置參數(shù)，然后下載到DVT630的嵌入式結(jié)構(gòu)中，這樣DVT630就可以獨(dú)立的工作了。

3、通信驅(qū)動(dòng)

智能圖像傳感器攝像機(jī)和外部設(shè)備如PLC和運(yùn)動(dòng)控制器之間的通信可以通過一個(gè)或幾個(gè)驅(qū)動(dòng)器來完成。有兩種主要從攝像機(jī)輸出數(shù)據(jù)到外設(shè)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(chǔ)空間查詢數(shù)據(jù)傳輸。前一種情況，每一次檢測(cè)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?yīng)毩⒂跈z測(cè)循環(huán)。如圖（1）所示：

1）同步數(shù)據(jù)傳輸

①系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)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(jìn)行系統(tǒng)特定通信。在這里介紹系統(tǒng)驅(qū)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(qū)動(dòng)器

DataLink驅(qū)動(dòng)器主要用來進(jìn)行智能圖像傳感器從攝像機(jī)的輸出到外部設(shè)備之間的通信。DataLink允許用戶配置在檢測(cè)完成后輸出的ASCII串。配置攝像機(jī)的串口以使用DataLink驅(qū)動(dòng)器。選擇comm菜單，在終端特性對(duì)話框中選擇使用DataLink終端驅(qū)動(dòng)器。在I/O菜單中選擇DataLink來配置DataLink中的ASCII串。

③對(duì)于同步輸出數(shù)據(jù)，也可以通過PC機(jī)上的超級(jí)終端通訊。此外還可運(yùn)行telnet.exe程序，連接IP Address和端口號(hào)傳輸數(shù)據(jù)。

2）異步數(shù)據(jù)傳輸

①M(fèi)odbus驅(qū)動(dòng)器

智能圖像傳感器上運(yùn)行的script將數(shù)據(jù)寫入傳感器存儲(chǔ)器的寄存器中。Script軟傳感器與檢測(cè)是同步的，背景script與檢測(cè)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(gè)循環(huán)過程，圖像傳感器想主機(jī)一樣讀寫smartlink。最后，smartlink中的數(shù)據(jù)與profibus網(wǎng)絡(luò)進(jìn)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(gè)命令就是寫小孔半徑到智能圖像傳感器的第100號(hào)寄存器。第二個(gè)命令就是讀取第200號(hào)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(zhǎng)。然后這個(gè)值就可以在result table顯示出來。見圖（3）所示。

Ⅱ）建立Modbus主機(jī)

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(jī)交換。智能圖像傳感器作為主機(jī)控制與從機(jī)（SmartLink）的數(shù)據(jù)交換。見圖（4）。DVT寄存器上數(shù)據(jù)結(jié)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(hào)是502。

②Motoman驅(qū)動(dòng)器

使用Motoman XRC控制器時(shí)，應(yīng)該使用Motoman串口驅(qū)動(dòng)器，Motoman驅(qū)動(dòng)器實(shí)現(xiàn)的關(guān)于Motoman控制器的傳感器接口協(xié)議。

③Fanuc驅(qū)動(dòng)器

使用Fanuc RJ-2或RJ－3控制器時(shí)，應(yīng)該使用Fanuc串口驅(qū)動(dòng)器，F(xiàn)anue驅(qū)動(dòng)器實(shí)現(xiàn)Fanuc的關(guān)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(jī)上進(jìn)行開發(fā)的。一個(gè)SmartLink的工程包括在SmartLink中運(yùn)行的監(jiān)視應(yīng)用的信息。啟動(dòng)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(jī)上了。當(dāng)監(jiān)視工程如希望的那樣工作時(shí)，通過以太網(wǎng)或者串口，將工程下載到實(shí)際的SmartLink中。當(dāng)工程運(yùn)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

5、結(jié)論

文章探討了基于DVT智能傳感器工業(yè)上的在線檢測(cè)。根據(jù)不同的檢測(cè)需求，在FrameWork界面可選擇相應(yīng)的軟傳感器，并在result對(duì)話框中顯示檢測(cè)結(jié)果。智能圖像軟傳感器數(shù)據(jù)傳輸可實(shí)現(xiàn)無查詢的同步傳輸或者請(qǐng)求的異步數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)處理靈活方便快捷。