專利名稱：用于嵌入式機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)實(shí)時(shí)圖像分析的人機(jī)交互系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種人機(jī)交互系統(tǒng)，尤其是一種用于嵌入式機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)實(shí)時(shí)圖像分析的人機(jī)交互系統(tǒng)，屬于嵌入式系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)是目前工業(yè)自動(dòng)化中的常見系統(tǒng)，視覺(jué)系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中，不僅需要檢測(cè)可靠，還需要方便使用和調(diào)試。目前機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)在調(diào)試時(shí)的人機(jī)交互，一般需要采集實(shí)時(shí)圖像進(jìn)行分析，以設(shè)置正確的工作參數(shù)。現(xiàn)有技術(shù)以PC為平臺(tái)設(shè)計(jì)調(diào)試界面進(jìn)行人機(jī)交互，不僅面臨大批量數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性問(wèn)題，而且要將PC安裝在生產(chǎn)線上，降低了系統(tǒng)的易用性，增加了推廣難度。嵌入式平臺(tái)作為一種時(shí)興的新技術(shù)，由于其結(jié)構(gòu)化、集成度高，實(shí)時(shí)性強(qiáng)，可靠性和可用性強(qiáng)，且成本低、性價(jià)比高，正在越來(lái)越多的場(chǎng)合尤其是工業(yè)應(yīng)用中取代PC機(jī)執(zhí)行控制職能。因此，能否設(shè)計(jì)、生產(chǎn)一種新型的人機(jī)交互系統(tǒng)，將嵌入式平臺(tái)融入機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)中以克服上述缺陷，為本領(lǐng)域技術(shù)人員開拓了嶄新的思路。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型旨在提供一種用于嵌入式機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)實(shí)時(shí)圖像分析的人機(jī)交互系統(tǒng)，其以CPLD和DSP為核心形成，滿足了人機(jī)交互系統(tǒng)的易用性、數(shù)據(jù)傳輸實(shí)時(shí)性的要求。其所采用的技術(shù)方案如下該用于嵌入式機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)實(shí)時(shí)圖像分析的人機(jī)交互系統(tǒng)包括手操板、VGA顯示器以及上位機(jī)，其中，上位機(jī)包括DSP、外圍電路、CXD處理電路、CPLD系統(tǒng)、VGA驅(qū)動(dòng)電路和SRAM顯存，且DSP分別與CPLD系統(tǒng)和外圍電路連接，CXD處理電路、VGA驅(qū)動(dòng)電路和SRAM顯存分別與CPLD系統(tǒng)連接，手操板與外圍電路連接，VGA驅(qū)動(dòng)電路與VGA顯示器連接。優(yōu)選地，該系統(tǒng)還具有EEPR0M，其與DSP連接。優(yōu)選地，外圍電路由RS232串口電路構(gòu)成。優(yōu)選地，CXD處理電路由CXD驅(qū)動(dòng)電路及模數(shù)轉(zhuǎn)換電路構(gòu)成。本實(shí)用新型較之現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于I，系統(tǒng)易用性強(qiáng)；2，系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性高。

圖I是本實(shí)用新型的原理框圖。符號(hào)說(shuō)明I手操板2外圍電路[0017]3 DSP4 EEPROM5 (XD處理電路6 CPLD 系統(tǒng)7 VGA驅(qū)動(dòng)電路8 SRAM 顯存 9 VGA 顯示器
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明如圖I所示，該用于嵌入式機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)實(shí)時(shí)圖像分析的人機(jī)交互系統(tǒng)包括手操板I、VGA顯示器9以及上位機(jī)，其中，上位機(jī)包括DSP3、外圍電路2、CXD處理電路5、CPLD系統(tǒng)6、VGA驅(qū)動(dòng)電路7和SRAM顯存8，且DSP3分別與CPLD系統(tǒng)6和外圍電路2連接，CXD處理電路5、VGA驅(qū)動(dòng)電路7和SRAM顯存8分別與CPLD系統(tǒng)6連接，手操板I與外圍電路2連接，VGA驅(qū)動(dòng)電路7與VGA顯示器9連接。該系統(tǒng)還可以具有EEPR0M4，其與DSP3連接。手操板I :由單片機(jī)構(gòu)成的鍵盤處理電路構(gòu)成，定義了按鍵的功能，并將按鍵動(dòng)作以預(yù)定義的協(xié)議格式，通過(guò)單片機(jī)的串口以RS232信號(hào)發(fā)送出去給上位機(jī)。外圍電路2 :由RS232串口電路構(gòu)成，主要是接收手操板I的單片機(jī)發(fā)送過(guò)來(lái)的按鍵處理協(xié)議，DSP3識(shí)別這些協(xié)議并產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于按鍵動(dòng)作的響應(yīng)。DSP3 由Blackfin531處理器構(gòu)成，主要是響應(yīng)手操板動(dòng)作，獲得相應(yīng)的工作參數(shù)；保存工作參數(shù)到EEPR0M4中；產(chǎn)生人機(jī)界面的菜單數(shù)據(jù)，并通過(guò)CPLD系統(tǒng)6寫入到SRAM顯存8中的指定區(qū)域內(nèi)；獲取CPLD系統(tǒng)6傳送過(guò)來(lái)的原始圖像數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理，產(chǎn)生處理結(jié)果。EEPR0M4 :用于保存系統(tǒng)工作時(shí)的參數(shù)。當(dāng)因?yàn)槭植侔錓的動(dòng)作修改了參數(shù)時(shí)，DSP3更新工作參數(shù)并在菜單中顯示出來(lái)，同時(shí)也將新參數(shù)保存在EEPR0M4中；每次上電時(shí)DSP3讀取工作參數(shù)進(jìn)行圖像處理等工作，并在菜單中顯示出來(lái)。 CXD處理電路5 :由CXD驅(qū)動(dòng)電路及模數(shù)轉(zhuǎn)換電路構(gòu)成。CPLD產(chǎn)生符合CXD驅(qū)動(dòng)的時(shí)序信號(hào)，通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路來(lái)驅(qū)動(dòng)CCD輸出模擬的圖像數(shù)據(jù)信號(hào)，這些圖像數(shù)據(jù)信號(hào)經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行輸出，CPLD系統(tǒng)6讀取模數(shù)轉(zhuǎn)換輸出數(shù)據(jù)即可得到原始的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)。CPLD系統(tǒng)6 =CPLD系統(tǒng)6主要進(jìn)行原始圖像數(shù)據(jù)采集及傳輸，并進(jìn)行顯存管理及VGA輸出管理。CPLD系統(tǒng)6產(chǎn)生符合DSP3數(shù)據(jù)總線時(shí)序的信號(hào)，將圖像數(shù)據(jù)寫入到DSP3數(shù)據(jù)總線的緩存中，并由DSP3的DMA操作將緩存中的數(shù)據(jù)保存到SDRAM顯存8中，完成圖像存儲(chǔ)，同時(shí)這些原始圖像數(shù)據(jù)也寫入到了 SRAM顯存8中。DSP3生成的用戶菜單和響應(yīng)手操板動(dòng)作改變工作參數(shù)，經(jīng)過(guò)CPLD系統(tǒng)6寫入到SRAM顯存8中指定的菜單數(shù)據(jù)保存區(qū)域內(nèi)。圖像數(shù)據(jù)及菜單數(shù)據(jù)最后由CPLD系統(tǒng)6讀取顯存、產(chǎn)生VGA驅(qū)動(dòng)信號(hào)，在VGA顯示器9中顯示出來(lái)。SRAM顯存8 :保存VGA顯示用的數(shù)據(jù)，包括原始圖像數(shù)據(jù)和菜單數(shù)據(jù)。CPLD系統(tǒng)6將獲得的CXD原始數(shù)字圖像數(shù)據(jù)，在寫入DSP3的同時(shí)，也將這些數(shù)據(jù)保存在SRAM顯存8中。DSP3響應(yīng)手操板動(dòng)作，將工作參數(shù)及菜單生產(chǎn)適合VGA顯示的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)，并通過(guò)CPLD系統(tǒng)6寫入到SRAM顯存8中。VGA驅(qū)動(dòng)電路7 :主要由產(chǎn)生VGA的RGB模擬數(shù)據(jù)的數(shù)模轉(zhuǎn)換器構(gòu)成。CPLD系統(tǒng)6讀取SRAM顯存8數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為RGB模擬信號(hào)，同時(shí)CPLD系統(tǒng)6產(chǎn)生VGA驅(qū)動(dòng)時(shí)序，將數(shù)據(jù)顯不在VGA顯不器9中。VGA顯示器9 :標(biāo)準(zhǔn)的VGA接口顯示器。下面簡(jiǎn)述該用于嵌入式機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)實(shí)時(shí)圖像分析的人機(jī)交互系統(tǒng)的工作過(guò)程系統(tǒng)上電時(shí)，DSP3從EEPR0M4中讀取上次工作保存的工作參數(shù)，生成系統(tǒng)菜單數(shù)據(jù)，并通過(guò)異步總線接口將這些菜單數(shù)據(jù)寫入CPLD系統(tǒng)6提供的異步端口，CPLD系統(tǒng)6將寫入的菜單數(shù)據(jù)同步寫入到SRAM顯存8中指定的菜單數(shù)據(jù)保存區(qū)域，再由CPLD系統(tǒng)6將 采集到的CXD數(shù)據(jù)和菜單數(shù)據(jù)從SRAM顯存8中讀取出來(lái)，通過(guò)VGA的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為VGA顯示用的RGB模擬信號(hào)，VGA顯示器9在CPLD系統(tǒng)6產(chǎn)生的同步時(shí)序的驅(qū)動(dòng)下，將這些數(shù)據(jù)在標(biāo)準(zhǔn)VGA接口顯示器上顯示出來(lái)。工作時(shí)，操作人員可以通過(guò)使用手操板I設(shè)置新的工作參數(shù)。手操板I上的單片機(jī)將手操板鍵盤的動(dòng)作進(jìn)行編碼，按照預(yù)定義的協(xié)議通過(guò)RS232串口發(fā)送給DSP3 ；DSP3通過(guò)串口接收到這些協(xié)議后進(jìn)行解釋，獲得新的工作參數(shù)的同時(shí)，產(chǎn)生相應(yīng)的菜單動(dòng)作。新的工作參數(shù)會(huì)由DSP3重新寫入CPLD系統(tǒng)6，由CPLD系統(tǒng)6更新顯存的內(nèi)容并在VGA顯示器9上顯示出來(lái)，同時(shí)DSP3也會(huì)將這些新的工作參數(shù)寫入到EEPR0M4保存，以在下一次上電時(shí)自動(dòng)讀取這些數(shù)據(jù)。CPLD系統(tǒng)6工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生圖像傳感器驅(qū)動(dòng)信號(hào)以采集原始的圖像數(shù)據(jù)，同時(shí)CPLD系統(tǒng)6將采集到的原始數(shù)據(jù)寫入到SRAM顯存8以在VGA上顯示的同時(shí)，也會(huì)通過(guò)DSP3的總線接口將這些原始傳送給DSP3。DSP3獲得這些原始圖像數(shù)據(jù)后根據(jù)工作參數(shù)對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并產(chǎn)生處理結(jié)果輸出。試驗(yàn)結(jié)果表明，本實(shí)用新型易用性強(qiáng)，能夠?qū)崟r(shí)傳輸大批量數(shù)據(jù)，可廣泛應(yīng)用于嵌入式機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)。上面以舉例方式對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了說(shuō)明，但本實(shí)用新型不限于上述具體實(shí)施例，凡基于本實(shí)用新型所做的任何改動(dòng)或變型均屬于本實(shí)用新型要求保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求1.一種用于嵌入式機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)實(shí)時(shí)圖像分析的人機(jī)交互系統(tǒng)，其特征在于包括手操板(1)、VGA顯示器(9)以及上位機(jī)，其中，所述上位機(jī)包括DSP (3)、外圍電路(2)、CCD處理電路(5)、CPLD系統(tǒng)(6)、VGA驅(qū)動(dòng)電路(7)和SRAM存⑶，且所述DSP (3)分別與所述CPLD系統(tǒng)(6)和外圍電路⑵連接，所述CXD處理電路(5)、VGA驅(qū)動(dòng)電路(7)和SRAM顯存⑶分別與所述CPLD系統(tǒng)(6)連接，所述手操板⑴與外圍電路⑵連接，所述VGA驅(qū)動(dòng)電路(7)與VGA顯示器(9)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于嵌入式機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)實(shí)時(shí)圖像分析的人機(jī)交互系統(tǒng)，其特征在于，還包括與DSP(3)連接的EEPR0M(4)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于嵌入式機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)實(shí)時(shí)圖像分析的人機(jī)交互系統(tǒng)，其特征在于，所述外圍電路(2)由RS232串口電路構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于嵌入式機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)實(shí)時(shí)圖像分析的人機(jī)交互系統(tǒng)，其特征在于，所述CCD處理電路(5)由CCD驅(qū)動(dòng)電路及模數(shù)轉(zhuǎn)換電路構(gòu)成。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種人機(jī)交互系統(tǒng)，屬于嵌入式系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種用于嵌入式機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)實(shí)時(shí)圖像分析的人機(jī)交互系統(tǒng)，其包括手操板、VGA顯示器以及上位機(jī)，其中，上位機(jī)包括DSP、外圍電路、CCD處理電路、CPLD系統(tǒng)、VGA驅(qū)動(dòng)電路和SRAM顯存，且DSP分別與CPLD系統(tǒng)和外圍電路連接，CCD處理電路、VGA驅(qū)動(dòng)電路和SRAM顯存分別與CPLD系統(tǒng)連接，手操板與外圍電路連接，VGA驅(qū)動(dòng)電路與VGA顯示器連接；本實(shí)用新型易用性強(qiáng)，系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性高，可廣泛應(yīng)用于工業(yè)用視覺(jué)系統(tǒng)。
文檔編號(hào)G06F3/048GK202486697SQ20122013005
公開日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2012年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月30日
發(fā)明者周如旗, 張謙, 鄔依林 申請(qǐng)人:周如旗, 張謙, 鄔依林