[发明专利]基于EtherCAT工业以太网总线的智能相机及其控制方法

说明书

本发明公开了一种基于EtherCAT工业以太网总线的智能相机及其控制方法，该智能相机包括：通过EtherCAT工业以太网总线相连的控制系统和一个以上的EtherCAT智能相机；控制系统与一个以上的EtherCAT智能相机；且控制系统通过EtherCAT工业以太网总线向一个以上的EtherCAT智能相机下发相机指令，一个以上的EtherCAT智能相机通过EtherCAT工业以太网总线将相机指令的对应结果和状态反馈给控制系统。本发明将智能相机设备能够接入到EtherCAT工业以太网总线系统中，并利用EtherCAT工业以太网网络，与运动控制器/数控系统/机器人控制系统进行相关的数据信息交互。

技术领域

本发明涉及自动化行业中的智能相机领域，尤其涉及一种基于EtherCAT工业以太网总线的智能相机及其控制方法。

背景技术

当前，智能相机在自动化视觉检测中的份额逐年上升。智能相机逐渐取代应用最广的采集相机，原因包括：

1、ARM/FPGA/DSP等芯片的性能逐年攀升；

2、ARM/FPGA/DSP帮助智能相机小型化；

3、智能相机减轻工控机的计算负担；

4、FPGA生态在向图像算法靠拢；

5、halcon等商用库对ARM的支持越来越好。

尽管智能相机有了长足的发展，但通过对市场上众多品牌的智能相机进行对比，发现这些智能相机都是与运动控制系统一对一直连。也就是说，如果一个机器人需要N个智能相机，那么机器人控制器系统就需要支持N个网口和N条网线，协议大多是TCP/IP协议。

智能相机采用上述通信方式，存在以下问题：

1、多网口方式，增加了运动控制器/数控系统/机器人控制系统的软件设计与硬件设计复杂度，大大提高了硬件成本，还降低了系统的性能；

2、多网线方式，增加了现场布线的难度，造成其他方面的问题；

3、采用TCP/IP、UDP/IP、和TCP/MODBUS等通信协议，造成工业自动化现场总线杂乱，增加了信息融合的复杂度，不符合中国智能制造2025和工业4.0的发展要求。

发明内容

本发明提供了一种基于EtherCAT工业以太网总线的智能相机及其控制方法，用以解决现有的运动控制器/数控系统/机器人与智能相机为一对多时，接口多走线复杂，信息控制和融合复杂的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种基于EtherCAT工业以太网总线的智能相机，包括：通过EtherCAT工业以太网总线相连的控制系统和一个以上的EtherCAT智能相机；控制系统与一个以上的EtherCAT智能相机；且控制系统通过EtherCAT工业以太网总线向一个以上的EtherCAT智能相机下发相机指令，一个以上的EtherCAT智能相机通过EtherCAT工业以太网总线将相机指令的对应结果和状态反馈给控制系统。

优选地，EtherCAT智能相机，包括：用于与EtherCAT工业以太网总线连接的EtherCAT从站电路、用于处理和执行相机指令的运算单元，以及用于完成视觉功能的相机单元。

优选地，视觉功能包括识别、定位以及测量中的一种或任意几种的组合。

优选地，还包括：一个以上与对应的电机相连的EtherCAT伺服/步进单元，一个以上的EtherCAT伺服/步进单元连入EtherCAT工业以太网总线中，且控制系统通过EtherCAT工业以太网总线向一个以上的EtherCAT伺服/步进单元下发运动控制指令，一个以上的EtherCAT伺服/步进单元控制对应的电机执行运动控制指令对应的机械动作。