刻度指示線提示信號發(fā)生裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及刻度指示線提示信號發(fā)生裝置，可有效解決刻度指示線的智能化監(jiān)視，又可方便地與其它設備或系統(tǒng)配合使用的問題，其結構是，攝像頭與計算機相連，計算機經(jīng)輸入接口接信號轉發(fā)器，信號轉發(fā)器殼體的前面板上裝有指示燈和顯示器，信號轉發(fā)器殼體還裝有輸出接口，攝像頭正對刻度尺的指示線，信號轉發(fā)器由殼體及殼體內(nèi)裝的電路構成，指示燈和顯示器與裝在殼體內(nèi)的中央處理器相連，本實用新型有效用于對棒式、條狀式、直尺式的刻度指示線進行監(jiān)視，準確識別出刻度指示線的中心位置，并實時判斷刻度指示線中心是否對齊設定位置，反應時間小于0.05s，識別誤差小于0.1mm，防抖性能好，能提供發(fā)光指示、輸出狀態(tài)信號。
【專利說明】刻度指示線提示信號發(fā)生裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及儀器，特別是判斷刻度線或指示線(以下簡稱刻度指示線)位置、并發(fā)出提示信號的一種刻度指示線提示信號發(fā)生裝置。
【背景技術】
[0002]在檢測、監(jiān)視和控制過程中，常常需要判斷刻度指示線的位置，并進而采取不同的措施。判斷刻度指示線位置的技術有很多種，如人工查看、機械觸發(fā)、光電監(jiān)視、圖像識別等。人工查看最為簡便易行，但需要人員值守，存在視覺誤差不一、反應時間較長、人員容易疲勞、人工成本偏高等弊病。機械觸發(fā)需要提前整體設計、不利后期改進或加裝，重復性不好。光電監(jiān)視和圖像識別技術反應快，可以對已有儀器設備實現(xiàn)非接觸、無形變地改造。光電監(jiān)視主要由光敏元件感知光線變化，由電子電路對信號放大處理，然后進行提示、報警或控制；圖像識別通常包括圖像獲取、灰度變換、亮度調(diào)整、二值化處理、特征值提取、特征判斷、執(zhí)行控制等環(huán)節(jié)。光電監(jiān)視相對簡單，但對環(huán)境照度適應能力不強；圖像識別通常智能化程度較高，但與其它設備和系統(tǒng)的配合使用時不夠簡便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對上述情況，為克服現(xiàn)有技術不足，本實用新型的目的就是提供一種刻度指示線提示信號發(fā)生裝置，可有效解決刻度指示線的智能化監(jiān)視，又可方便地與其它設備或系統(tǒng)配合使用的問題。
[0004]本發(fā)明解決的技術方案是，包括攝像頭、計算機和信號轉發(fā)器，攝像頭與計算機相連，計算機經(jīng)輸入接口接信號轉發(fā)器，信號轉發(fā)器殼體的前面板上裝有指示燈和顯示器，信號轉發(fā)器殼體還裝有輸出接口，攝像頭正對刻度尺的指示線，信號轉發(fā)器由殼體及殼體內(nèi)裝的電路構成，指示燈和顯示器與裝在殼體內(nèi)的中央處理器相連。
[0005]本實用新型結構簡單，新穎獨特，有效用于對棒式、條狀式、直尺式的刻度指示線進行監(jiān)視，能夠準確識別出刻度指示線的中心位置，并實時判斷刻度指示線中心是否對齊設定位置，反應時間小于0.05s,識別誤差小于0.1mm,具有優(yōu)良的防抖性能，能提供發(fā)光指示、輸出狀態(tài)信號，可以簡便地與其它設備或系統(tǒng)進行組合，完成檢定、校準、監(jiān)視和控制功倉泛。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1為本實用新型的結構框示圖。
[0007]圖2為本實用新型的信號轉發(fā)器的結構原理圖。
[0008]圖3為本實用新型的信號轉發(fā)器的輸入輸出接口原理圖。
【具體實施方式】
[0009]以下結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】作詳細說明。[0010]由圖1、2給出，本實用新型包括攝像頭、計算機和信號轉發(fā)器，攝像頭4與計算機2相連，計算機2經(jīng)輸入接口 7接信號轉發(fā)器，信號轉發(fā)器殼體I的前面板上裝有指示燈8和顯示器9，信號轉發(fā)器殼體還裝有輸出接口 6，攝像頭4正對刻度尺5的指示線，信號轉發(fā)器由殼體及殼體內(nèi)裝的電路構成，指示燈8和顯示器9與裝在殼體內(nèi)的中央處理器3相連。
[0011]所述的信號轉發(fā)器殼體內(nèi)的電路如圖2所示，中央處理器(CPU，ATMEGA128) 3的輸入COMl接口經(jīng)串聯(lián)的四通道數(shù)字隔離器(ADUM1402) 12、電平轉換器(MAX232) 11、輸入RS232接口 7與計算機2相連，中央處理器3的輸出COM2接口經(jīng)串聯(lián)的四通道數(shù)字隔離器(ADUM1402) 13、電平轉換器(MAX232) 14、輸出RS232接口 15接輸出接口 6，中央處理器3的第一 I/O接口經(jīng)第一移位寄存器(74LS04) 16接輸出接口 6，中央處理器3的第二 I/O接口經(jīng)光電耦合器(TLP521) 17接指示燈8，中央處理器3的第三I/O接口經(jīng)第二移位寄存器(74LS164) 10接顯示器9 (可采用數(shù)碼管顯示器)。
[0012]所述的輸入RS232接口 7、輸出RS232接口 15結構相同，如圖3所示，其接口的RS232通訊電路均由RS232接口芯片Ul和四通道數(shù)字隔離器(ADUM1402)U2構成，RS232接口芯片Ul的11腳(TlIN)接四通道數(shù)字隔離器U2的6腳(V0D)，RS232接口芯片Ul的10腳(T2IN)、12腳(R10UT)、9腳(R20UT)分別接四通道數(shù)字隔離器U2的5腳(V0C)、3腳(VIA)、4腳(VIB)，RS232接口芯片Ul的I腳經(jīng)電容Cl接3腳，RS232接口芯片Ul的2腳經(jīng)電容C3接電源VCC，RS232接口芯片Ul的16腳接電源VCC，并經(jīng)電容C4接地，RS232接口芯片Ul的15腳經(jīng)電容C5接6腳，并接地，RS232接口芯片Ul的14腳、7腳、13腳和8腳接計算機和信號收發(fā)器的插口 口插座J1，計算機和信號收發(fā)器的插口 口插座Jl接地；四通道數(shù)字隔離器U2的I腳經(jīng)2腳，并接地，7腳經(jīng)電阻Rl接電源VCC，8腳接地，16腳接+3.3V，15腳經(jīng)電容C7接+3.3V，并接地，10腳經(jīng)電阻R2接+3.3V，9腳接地。
[0013]本實用新型電路的工作情況是，計算機(2)通過RS232接口(7)和信號轉發(fā)器相連接，RS232接口電路(7 )將計算機(2 )送過來的通信指令信號(即RS232接口的電平信號)轉發(fā)給電平轉換器(MAX232 ) 11、電平轉換器(MAX232 ) 11實現(xiàn)RS232接口的電平轉換為TTL電平信號，并將轉換后的TTL電平信號送給四通道數(shù)字隔離器(ADUM1402) 12，四通道數(shù)字隔離器(ADUM1402) 12實現(xiàn)電平的隔離和驅動，并將隔離后的TTL電平信號送給中央處理器3的COMl 口，構成信號轉發(fā)器的信號輸入回路;CPU中央處理器3接收到計算機發(fā)過來的信號“0K”指令后，要進行三項工作，一項工作是將控制信息通過信號輸出回路發(fā)送出去，信號轉發(fā)器的輸出回路描述如下=CPU中央處理器3的COM2 口將通信信息轉換成TTL電平信號送給四通道數(shù)字隔離器(ADUM1402) 13，四通道數(shù)字隔離器(ADUM1402) 13實現(xiàn)了信號的隔離和驅動，并將隔離驅動后的TTL電平信號送給電平轉換器(MAX232) 14，電平轉換器(MAX232)14實現(xiàn)了 TTL電平信號轉換為RS232接口的電平信號，并將轉換后RS232接口的電平信號送給輸出RS232接口 15、輸出RS232接口 15實現(xiàn)RS232接口的電平信號的轉發(fā)作用，并將該信號送給輸出接口 6，輸出接口 6可以連接控制器或者其它設備，實現(xiàn)控制功能；CPU中央處理器3第二項工作是通過I/O 口發(fā)出一個50ms寬度的低電平脈沖信號，該脈沖信號連接第一移位寄存器(74LS04) 16，實現(xiàn)了脈沖信號的驅動，并將驅動后的信號送給輸出接口 6，輸出接口 6可以連接控制器或者其它設備，作為其它設備的觸發(fā)控制信號，該觸發(fā)控制信號響應速度快，滯后信號輸入時間在0.1ms以內(nèi)；CPU中央處理器3第三項工作是通過I/O 口輸出一個高電平信號驅動光電指示燈，該高電平信號連接光電耦合器(TLP521)17，光電耦合器(TLP521) 17實現(xiàn)了電平的隔離和驅動功能，并將隔離驅動后的信號送給指示燈8，該指示燈8可以醒目的指示出信號轉發(fā)器接收到一個輸入信號。隨后計算機將刻度尺的寬度數(shù)據(jù)通過信號輸入回路送給CPU的COMl 口，CPU接收到該數(shù)據(jù)后，要進行二項工作，一項工作是將該信息通過信號輸出回路發(fā)送出去；第二項工作是通過I/O驅動電路連接第二移位寄存器(74LS164) 10，第二移位寄存器(74LS164) 10將數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)的編碼信息送給數(shù)碼管9的各個管腳，并驅動數(shù)碼管9將寬度數(shù)據(jù)信息顯示出來，便于操作人員直觀觀察。
[0014]本實用新型的工作情況是，攝像頭將刻度指示圖像傳輸至計算機，計算機識別出刻度指示線的位置，并設定指示線相比較，當刻度指示線與設定指示線符合對齊條件時，計算機輸出一條OK指令，連同刻度尺的寬度數(shù)據(jù)一起經(jīng)RS232接口發(fā)給信號轉發(fā)器。
[0015]在實際使用時，將攝像頭對準被監(jiān)視刻度指示線，將信號轉發(fā)器的輸出端與需要控制的設備相連，相對于被控制的設備而言，整套刻度指示線信號發(fā)生裝置實現(xiàn)了對刻度指示線的監(jiān)視和信號發(fā)生功能。
[0016]由上述可以看出，本實用新型結構科學合理，使用效果好，該方法可以對棒式、條狀式、直尺式的刻度進行識別，能夠準確識別出設定區(qū)域內(nèi)的刻度線的中心位置，實時監(jiān)測該刻線中心是否對齊設定位置，識別速度達到20次/秒以上，識別誤差小于0.1mm,并具有優(yōu)良的防抖性能。有效地解決了測量儀器的檢定、校準、試驗等過程中對刻線的識別和監(jiān)視問題，是刻度指示線提示信號發(fā)生裝置上的創(chuàng)新，有很好的應用價值。
【權利要求】
1.一種刻度指示線提示信號發(fā)生裝置，其特征在于，包括攝像頭、計算機和信號轉發(fā)器，攝像頭(4)與計算機(2)相連，計算機(2)經(jīng)輸入接口(7)接信號轉發(fā)器，信號轉發(fā)器殼體(I)的前面板上裝有指示燈(8 )和顯示器(9 )，信號轉發(fā)器殼體還裝有輸出接口( 6 )，攝像頭(4)正對刻度尺(5)的指示線，信號轉發(fā)器由殼體及殼體內(nèi)裝的電路構成，指示燈(8)和顯示器(9 )與裝在殼體內(nèi)的中央處理器(3 )相連。
2.根據(jù)權利要求1所述的刻度指示線提示信號發(fā)生裝置，其特征在于，所述的信號轉發(fā)器殼體內(nèi)的電路是，中央處理器(3)的輸入COMl接口經(jīng)串聯(lián)的四通道數(shù)字隔離器(12)、電平轉換器(11)、輸入RS232接口(7)與計算機(2)相連，中央處理器(3)的輸出COM2接口經(jīng)串聯(lián)的四通道數(shù)字隔離器(13)、電平轉換器(14)、輸出RS232接口(15)接輸出接口(6)，中央處理器(3)的第一 I/O接口經(jīng)第一移位寄存器(16)接輸出接口(6)，中央處理器(3)的第二 I/O接口經(jīng)光電耦合器(17)接指示燈(8)，中央處理器(3)的第三I/O接口經(jīng)第二移位寄存器(10)接顯示器(9)。
3.根據(jù)權利要求2所述的刻度指示線提示信號發(fā)生裝置，其特征在于，所述的輸入RS232接口(7)、輸出RS232接口(15)結構相同，其接口的RS232通訊電路均由RS232接口芯片Ul和四通道數(shù)字隔離器U2構成，RS232接口芯片Ul的11腳接四通道數(shù)字隔離器U2的6腳，RS232接口芯片Ul的10腳、12腳、9腳分別接四通道數(shù)字隔離器U2的5腳、3腳、4腳，RS232接口芯片Ul的I腳經(jīng)電容Cl接3腳，RS232接口芯片Ul的2腳經(jīng)電容C3接電源VCC，RS232接口芯片Ul的16腳接電源VCC，并經(jīng)電容C4接地，RS232接口芯片Ul的15腳經(jīng)電容C5接6腳，并接地，RS232接口芯片Ul的14腳、7腳、13腳和8腳接計算機和信號收發(fā)器的插口 口插座J1，計算機和信號收發(fā)器的插口 口插座Jl接地；四通道數(shù)字隔離器U2的I腳經(jīng)2腳，并接地，7腳經(jīng)電阻Rl接電源VCC，8腳接地，16腳接+3.3V，15腳經(jīng)電容C7接+3.3V，并接地，10腳經(jīng)電阻R2接+3.3V，9腳接地。
【文檔編號】G01B11/00GK203518942SQ201320695985
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年11月7日 優(yōu)先權日:2013年11月7日
【發(fā)明者】馬睿松, 朱茜, 李鵬, 黃燕, 陳清平, 王書升 申請人:馬睿松, 河南省計量科學研究院, 河南省計量工程技術研究中心