[实用新型]嵌入式机器视觉控制器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于视觉软件开发及测试的嵌入式机器视觉控制器。

背景技术

从现有机器视觉的技术实现上看，机器视觉包括三个技术环节：图像采集、数据分析与输入输出控制。图像采集其目的是采集到满足分析要求的相应质量图像，这是机器视觉系统的基础；数据分析即图像增强和处理，其目的是按照机器视觉的功能要求，对采集到的图像进行分析处理，然后输出结果，这是机器视觉系统的核心；输入输出控制包括控制机器视觉系统本身，以达到准确采集图像的目的，也包括根据图像处理与分析的结果，输出信号，驱动相应机器，实现机器视觉系统的功能。一个典型机器视觉系统的构成一般包括：光源、光学系统(镜头)、摄像机、图像采集卡、计算机(或图像处理系统)、图像处理软件、输入与输出控制、执行机构等。其中，光源、光学系统(镜头)、摄像机、图像采集卡、计算机属于采集图像技术环节，计算机(或图像处理系统)、图像处理软件属于数据分析技术环节，其余属于控制技术环节。

在图像技术环节中，图像采集卡的功能是对摄像机输出的视频数据进行实时采集，并提供与计算机的数据接口，方便计算机能够对采集到的图像进行处理。图像采集卡可按照采集的视频信号分为模拟图像采集卡和数字图像采集卡；按照数据传输方式分为PCI总线、PC104总线、IEEE1394、USB等。而无论是在采像、分析或者控制环节上都必不可少的计算机则主要采用工控机，同时辅以专业总线采集卡。

现有数据采集卡+计算机作为机器视觉分析控制系统的主要缺陷在于：

1、没有专业的机器视觉工业计算机作为视觉开发系统的核心单位，这为国内机器视觉领域的发展带来了不便；

2、数据采集卡种类频多，功能却多数单一，不利于扩展，市场主要由外国品牌主导；

3、按现有的机器视觉组成硬件方案，系统庞大冗余，开发成本高，不能形成市场标准。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种应用集成度高、可扩展性强、功能强大的嵌入式机器视觉控制器。

针对上述技术问题，本实用新型采用如下的技术方案：一种嵌入式机器视觉控制器，包括电源、处理器、南北桥芯片、显示单元、存储单元、输入输出单元等部分，其特征在于，处理器与南北桥芯片连接，电源控制单元连接至处理器，处理器同时与系统时钟相连接；南北桥芯片利用ISA总线分别与控制器局域网络和可编程控制器连接。

实现本实用新型目的的技术方案进一步还包括：

所述南北桥芯片上还连接有显示单元、存储单元以及网络单元。

所述南北桥芯片上还连接有固件及输入芯片SIO，输入芯片上集成有数字I/O设备以及鼠标键盘，串口和并口。

本实用新型的有益效果为，

1、本实用新型改善原机器视觉硬件平台常用的数据采集卡+工控机+工业总线卡的复杂模式，将其提升为摒弃数据采集卡，直接利用嵌入式工业主板集成的高速数据传输协议与工业总线接口，用一个集成板卡的自我堆叠即实现开放式、多扩展的高速。

2、通过嵌入式主板丰富的IO接口，提供多种图像数据传输方式，包括USB、PC104、IEE1394等多个接口，方便机器视觉系统二次开发者的外设选择。

3、在该嵌入式硬件集成方案中，特为工业CCD相机配套了IEEE1394总线传输方式，IEEE1394总线是目前为止计算机技术中最快的高速串行总线，最高传输速度可达400M，真正点对点传输，满足了大数据数字图像的需求，可同时传输数字视频信号和数字音频信号，1394技术在采集和回录过程中没有任何信号的损失。本实用新型中，配套了3个1394接口，可同时支持3个CCD相机，可为机器视觉的二次系统集成开发节省大量成本。

4、IEEE1394的高速传输直接性能直接可取代传统的数据采集卡，同时本方案更设计了CAN工业总线(Controller Area Network)即控制器局域网络，与一般的通信总线相比，CAN总线的数据通信具有突出的可靠性、实时性和灵活性。由于CAN总线本身的特点，其应用范围目前已不再局限于汽车行业，而向自动控制、航空航天、航海、过程工业、机械工业、纺织机械、农用机械、机器人、数控机床、医疗器械及传感器等领域发展，几乎可应用于所有机器视觉的应用领域。

附图说明

图1为本实用新型整体结构框图。

图2为本实用新型实施例结构框图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型相关结构及功能进行解释说明。