一種光學標記點智能檢測相的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種光學標記點智能檢測相機，包括DSP控制器、圖像傳感器、相機鏡頭、圖像傳感器時鐘、系統(tǒng)時鐘、程序存儲器、系統(tǒng)存儲器、內(nèi)存管理器、電源管理器、外部設備通訊單元、外部輸入輸出單元，DSP控制器分別與圖像傳感器、圖像傳感器時鐘、系統(tǒng)時鐘、程序存儲器、系統(tǒng)存儲器、內(nèi)存管理器、外部設備通訊單元、外部輸入輸出單元相接，相機鏡頭和圖像傳感器時鐘分別連接圖像傳感器；上述DSP控制器、圖像傳感器、程序存儲器、系統(tǒng)存儲器、內(nèi)存管理器、外部設備通訊單元、外部輸入輸出單元均由電源管理器提供電源。本發(fā)明能快速采集圖片及對圖片進行不同需求的處理，把處理結(jié)果信息經(jīng)外部設備通訊單元向外傳輸，可以快速地對檢測任務進行調(diào)整。
【專利說明】一種光學標記點智能檢測? I機
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及圖像采集、圖像處理的【技術領域】，尤其是指一種光學標記點智能檢測相機。
【背景技術】
[0002]當今制造業(yè)發(fā)展迅猛，各種形狀的光學標記點的應用已經(jīng)滲透到眾多行業(yè)。在電子產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，光學標記點被用于電路板生產(chǎn)過程中的定位和基準校正；在流水線生產(chǎn)中光學標記點被用于產(chǎn)品的分揀和定位；在機器人領域還可以用于移動物體的跟蹤和動作的捕捉與識別。而以上應用共同點都是需要相機獲取標記點的圖像然后進行圖像處理。
[0003]傳統(tǒng)的工業(yè)相機一般需要把獲取到的圖像傳輸?shù)絇C端，在PC端對圖像進行特定處理，但是這種模式的工業(yè)相機體積大，靈活性差，難以應對現(xiàn)代化生產(chǎn)的分布式監(jiān)控的要求,而且大量采用傳統(tǒng)工業(yè)相機的時候成本較高。
[0004]雖然，目前國外部分智能相機廠家已生產(chǎn)出具有圖像處理功能的智能相機，但是其價格非常昂貴，而且其通訊協(xié)議復雜、距離有一定限制。此外大部分的智能相機在實際工作中都固定地執(zhí)行單一的檢測任務，調(diào)整任務比較麻煩，相機靈活性較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種具有圖像處理功能、穩(wěn)定、可靠、低成本而且使用便捷的光學標記點檢測的智能檢測相機。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所提供的技術方案為:一種光學標記點智能檢測相機，包括DSP控制器，用于對光學標記點圖像進行處理，以及協(xié)調(diào)和控制其他部件的正常運行；圖像傳感器，用于捕獲圖像數(shù)據(jù)并傳送到DSP控制器；相機鏡頭，用于聚集光線并為圖像傳感器提供清晰圖像；圖像傳感器時鐘，用于向圖像傳感器提供信號發(fā)生頻率，使圖像傳感器以特定頻率處理數(shù)據(jù)；系統(tǒng)時鐘，用于為DSP控制器提供穩(wěn)定的晶振；程序存儲器，用于存儲檢測光學標記點的執(zhí)行程序；系統(tǒng)存儲器，用于存儲相機運行過程的相機硬件管理程序；內(nèi)存管理器，用于管理和存儲相機運行過程的圖像數(shù)據(jù)和所有動態(tài)數(shù)據(jù)；電源管理器，用于將外部電源轉(zhuǎn)換為低壓直流電源；外部設備通訊單元，用于向外部設備傳輸光學標記點圖像識別處理后得到的坐標及特征信息；外部輸入輸出單元，用于接收外部觸發(fā)信號至DSP控制器，令DSP控制器得知光學標記點出現(xiàn)，并能將DSP控制器處理完光學標記點圖像的信號向外部設備發(fā)送；其中，所述DSP控制器分別與圖像傳感器、圖像傳感器時鐘、系統(tǒng)時鐘、程序存儲器、系統(tǒng)存儲器、內(nèi)存管理器、外部設備通訊單元、外部輸入輸出單元一一對應相接，所述相機鏡頭和圖像傳感器時鐘分別連接所述圖像傳感器；同時，上述DSP控制器、圖像傳感器、程序存儲器、系統(tǒng)存儲器、內(nèi)存管理器、外部設備通訊單元、外部輸入輸出單元均由所述電源管理器提供電源。
[0007]所述DSP控制器是以Blackfin數(shù)字信號處理器為主體加上晶振及復位電路組成。
[0008]所述外部設備通訊單元為以太網(wǎng)單元或串口單元，或以太網(wǎng)單元和串口單元兩者的組合；其中，所述以太網(wǎng)單元包括以太網(wǎng)連接器、用于連接外部網(wǎng)線的以太網(wǎng)接口和以太網(wǎng)控制器，所述以太網(wǎng)控制器分別與以太網(wǎng)連接器、以太網(wǎng)接口、DSP控制器連接，所述以太網(wǎng)控制器能將以太網(wǎng)連接器接收到的數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換，并把轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)傳送到DSP控制器；所述串口單元包括串口連接器、用于連接外部標準串口線的串口接口和串口驅(qū)動器，所述串口驅(qū)動器分別與串口連接器和DSP控制器連接，所述串口驅(qū)動器能將串口連接器接收的數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換，并把轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)傳送到DSP控制器。
[0009]所述外部輸入輸出單兀包括外部輸入輸出控制器和光電I禹合器，其中，所述外部輸入輸出控制器與光電稱合器的一端連接，所述光電稱合器的另一端連接到DSP控制器，通過該光電耦合器實現(xiàn)信號的轉(zhuǎn)換并且隔離外部干擾。
[0010]所述電源管理器為由電源插座以及電壓轉(zhuǎn)換芯片組合而成的電源控制器，能直接接收外部供電電壓，然后通過電壓轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的低壓直流電源。
[0011]所述以太網(wǎng)連接器能接收作業(yè)文件數(shù)據(jù)，且經(jīng)以太網(wǎng)控制器對數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換后，DSP控制器能把作業(yè)文件存儲在程序存儲器，進而實現(xiàn)遠程動態(tài)地接收和上傳作業(yè)文件。
[0012]所述程序存儲器能夠同時存儲多個作業(yè)文件，一個作業(yè)文件對應一個檢測任務，外部控制命令通過以太網(wǎng)連接器和以太網(wǎng)控制器傳輸?shù)紻SP控制器，DSP控制器根據(jù)指令的要求停止當前檢測任務，并在程序存儲器選擇新的作業(yè)文件來執(zhí)行。
[0013]所述DSP控制器、相機鏡頭、圖像傳感器、圖像傳感器時鐘、系統(tǒng)時鐘、程序存儲器、系統(tǒng)存儲器、內(nèi)存管理器、外部設備通訊單元、外部輸入輸出單元、電源管理器組裝在一塊集成電路板上，且所述集成電路板設置在相機外殼里面。
[0014]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有如下優(yōu)點與有益效果:
[0015]1、能快速采集圖片，并且對圖片進行不同需求的處理；
[0016]2、能高效地檢測各類光學標記點，把圖片以及處理結(jié)果信息經(jīng)過外部設備通訊單元向外傳輸，而且可以快速地對檢測任務進行調(diào)整，適應復雜多變的應用場合。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖。
[0018]圖2為本發(fā)明的實物外形圖之一。
[0019]圖3為本發(fā)明的實物外形圖之二。
[0020]圖4為本發(fā)明的實物外形軸視圖。
[0021]圖5為本發(fā)明的原理框圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0023]參見圖1所示，本實施例所述的光學標記點智能檢測相機，包括DSP控制器1，用于對光學標記點圖像進行處理，對存儲器進行數(shù)據(jù)和程序的存儲，以及協(xié)調(diào)和控制其他部件的正常運行，所述DSP控制器I是以Blackf in數(shù)字信號處理器為主體加上晶振及復位電路組成；圖像傳感器2，用于捕獲圖像數(shù)據(jù)并傳送到DSP控制器1，DSP控制器I向圖像傳感器2發(fā)送配置命令，調(diào)整圖像傳感器2的曝光時間、增益、視野范圍等參數(shù)；相機鏡頭3，用于聚集光線并為圖像傳感器2提供清晰圖像，通過調(diào)節(jié)鏡頭焦距來調(diào)整拍攝的距離，所述相機鏡頭3通過螺栓固定，并位于圖像傳感器2的正上方；圖像傳感器時鐘4，用于向圖像傳感器2提供信號發(fā)生頻率，使圖像傳感器2以特定頻率處理數(shù)據(jù)；系統(tǒng)時鐘5，用于為DSP控制器I提供穩(wěn)定的晶振；程序存儲器6，用于存儲檢測光學標記點的執(zhí)行程序，所述程序存儲器6是一種nor flash ;系統(tǒng)存儲器7，用于存儲相機運行過程的相機硬件管理程序，所述系統(tǒng)存儲器7是一種nor flash ;內(nèi)存管理器8，用于管理和存儲相機運行過程的圖像數(shù)據(jù)和所有動態(tài)數(shù)據(jù)，所述內(nèi)存管理器8是一種同步動態(tài)隨機存取內(nèi)存；電源管理器9，用于將外部電源轉(zhuǎn)換為低壓直流電源；外部設備通訊單元，用于向外部設備傳輸光學標記點圖像識別處理后得到的坐標及特征信息；外部輸入輸出單元，用于接收外部觸發(fā)信號至DSP控制器1，令DSP控制器I得知光學標記點出現(xiàn)，并能將DSP控制器I處理完光學標記點圖像的信號向外部設備發(fā)送；其中，所述DSP控制器I分別與圖像傳感器2、圖像傳感器時鐘4、系統(tǒng)時鐘5、程序存儲器6、系統(tǒng)存儲器7、內(nèi)存管理器8、外部設備通訊單元、外部輸入輸出單元一一對應相接，所述相機鏡頭3和圖像傳感器時鐘4分別連接所述圖像傳感器2 ;同時，上述DSP控制器1、圖像傳感器2、程序存儲器6、系統(tǒng)存儲器7、內(nèi)存管理器8、外部設備通訊單元、外部輸入輸出單元均由所述電源管理器9提供電源。所述DSP控制器1、圖像傳感器
2、相機鏡頭3、圖像傳感器時鐘4、系統(tǒng)時鐘5、程序存儲器6、系統(tǒng)存儲器7、內(nèi)存管理器8、外部設備通訊單元、電源管理器9、外部輸入輸出單元組裝在一塊集成電路板20上，且所述集成電路板20設置在相機外殼里面；所述系統(tǒng)時鐘5的外殼與所述集成電路板20的地線連接，起到抗干擾的作用；所述圖像傳感器時鐘4由一個晶振電路組成，晶振外殼接所述集成電路板20的地線，起到抗干擾作用。
[0024]所述外部設備通訊單元可以為以太網(wǎng)單元或串口單元，或以太網(wǎng)單元和串口單元兩者的組合，而在本實施例中該外部設備通訊單元具體為以太網(wǎng)單元和串口單元兩者的組合；其中，所述以太網(wǎng)單元包括以太網(wǎng)連接器11、用于連接外部網(wǎng)線的一個標準的以太網(wǎng)接口 12和以太網(wǎng)控制器13，所述以太網(wǎng)控制器13主要由DP83848J芯片和外圍電容電阻電路組成，該以太網(wǎng)控制器13分別與以太網(wǎng)連接器11、以太網(wǎng)接口 12、DSP控制器I連接，實現(xiàn)光學標記點檢測結(jié)果的數(shù)據(jù)、圖片數(shù)據(jù)和控制信號在以太網(wǎng)連接器11到DSP控制器I之間的雙向傳輸，對直接從以太網(wǎng)連接器11接收到的數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換，并把轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)傳送到DSP控制器1，相機只需要設定唯一的網(wǎng)絡IP地址，然后通過各級路由接入到局域網(wǎng)，便與外部設備建立以太網(wǎng)通訊，因此相機的安裝十分靈活，位置不受限制。所述串口單元包括串口連接器14、用于連接外部標準串口線的一個標準的串口接口 15和串口驅(qū)動器16，所述串口驅(qū)動器16主要由串口轉(zhuǎn)換芯片MAX3323E和外圍電容、電阻組成，該串口驅(qū)動器16分別與串口連接器14和DSP控制器I連接，實現(xiàn)檢測結(jié)果的數(shù)據(jù)信息和控制信號在外部設備與DSP控制器I之間的雙向傳輸，轉(zhuǎn)換直接從串口連接器14接收的數(shù)據(jù)并把數(shù)據(jù)傳輸?shù)紻SP控制器I。
[0025]所述外部輸入輸出單兀包括外部輸入輸出控制器10和光電f禹合器,其中，所述外部輸入輸出控制器用標準插針焊接在集成電路板上，利用引線把每根插針與光電耦合器的一端連接，光電耦合器的另外一端通過引線連接到DSP控制器1，實現(xiàn)信號的轉(zhuǎn)換并且隔離外部干擾。
[0026]所述電源管理器9為由電壓轉(zhuǎn)換芯片標準、直流電源插座以及若干電容、電阻組合而成的電源控制器9，能直接接收外部供電電壓，然后通過電壓轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的低壓直流電源。
[0027]所述以太網(wǎng)連接器11能接收作業(yè)文件數(shù)據(jù)，且經(jīng)以太網(wǎng)控制器13對數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換后，DSP控制器I能把作業(yè)文件存儲在程序存儲器6，進而實現(xiàn)遠程動態(tài)地接收和上傳作業(yè)文件。
[0028]所述程序存儲器6能夠同時存儲多個作業(yè)文件，一個作業(yè)文件對應一個檢測任務，外部控制命令通過以太網(wǎng)連接器11和以太網(wǎng)控制器13傳輸?shù)紻SP控制器1，DSP控制器I根據(jù)指令的要求停止當前檢測任務，并在程序存儲器6選擇新的作業(yè)文件來執(zhí)行，實現(xiàn)動態(tài)調(diào)整作業(yè)。
[0029]參見圖2至圖4所示，17是外部輸入輸出控制器的引線接口，作用是直接與外部設備連接；18是相機外殼的底部面板，19是相機外殼的前面板，底部面板18與前面板19通過螺栓連接，20是相機集成電路板，相機所有電器元件都安裝在上面，前面板19的內(nèi)部幾何尺寸與所述集成電路板20的大小一致，前面板19能固定集成電路板20 ;21是電源管理器9用于直接與外部電源連接的標準電源插座；12是以太網(wǎng)連接器接口，是一個標準的網(wǎng)絡接口，直接與外部網(wǎng)絡連接；3是相機鏡頭，相機鏡頭3通過螺栓安裝在集成電路板20上，位于圖像傳感器2的正上方；相機外殼的前面板19為外部輸入輸出控制器的引線接口 17、標準電源插座21、以太網(wǎng)連接器接口 12、相機鏡頭3和標準串口接口 15預留了合適的開孔。
[0030]以下為本實施例上述光學標記點智能檢測相機的具體操作原理:如圖5所示,使用時，首先電源管理器9接上電源，此時相機所有電器元件開始運行，為下一步操作做好準備；接著DSP控制器I利用本身固有特性，到系統(tǒng)存儲器7讀取里面的數(shù)據(jù)并把這些數(shù)據(jù)存放到內(nèi)存管理器8，在內(nèi)存管理器8運行協(xié)調(diào)相機元件工作的程序；之后DSP控制器I再轉(zhuǎn)到程序存儲器6讀取光學標記點檢測的程序，把光學標記點檢測程序的數(shù)據(jù)臨時存放在內(nèi)存管理器8，并開始運行；光學標記點檢測程序開始運行時，DSP控制器I首先檢測外部輸入輸出端接收到的信號，DSP控制器I根據(jù)該信號配置圖像傳感器2以及相機的工作方式；配置完圖像傳感器2參數(shù)及相機的工作方式后，圖像傳感器2立即開始獲取現(xiàn)場光學標記點的圖片并把圖片數(shù)據(jù)通過引線直接傳輸給DSP控制器1，由DSP控制器I再傳輸給內(nèi)存管理器8 ;DSP控制器I對內(nèi)存管理器8里的圖片數(shù)據(jù)進行運算處理，處理結(jié)束后根據(jù)外部輸入輸出的信號的配置信息，選擇經(jīng)過以太網(wǎng)單元或者串口單元發(fā)送到外部設備。檢測完當前光學標記點后，如果以太網(wǎng)通訊或者串口通訊沒有向DSP控制器I發(fā)送停止和調(diào)整當前任務的命令，則DSP控制器I返回檢測外部輸入輸出控制信號循環(huán)的檢測光學標記點。
[0031]以上所述之實施例子只為本發(fā)明之較佳實施例，并非以此限制本發(fā)明的實施范圍，故凡依本發(fā)明之形狀、原理所作的變化，均應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
【權利要求】
1.一種光學標記點智能檢測相機，其特征在于:包括DSP控制器(I),用于對光學標記點圖像進行處理，以及協(xié)調(diào)和控制其他部件的正常運行；圖像傳感器(2)，用于捕獲圖像數(shù)據(jù)并傳送到DSP控制器⑴；相機鏡頭(3)，用于聚集光線并為圖像傳感器⑵提供清晰圖像；圖像傳感器時鐘(4)，用于向圖像傳感器(2)提供信號發(fā)生頻率，使圖像傳感器(2)以特定頻率處理數(shù)據(jù)；系統(tǒng)時鐘(5)，用于為DSP控制器(I)提供穩(wěn)定的晶振；程序存儲器(6)，用于存儲檢測光學標記點的執(zhí)行程序；系統(tǒng)存儲器(7)，用于存儲相機運行過程的相機硬件管理程序；內(nèi)存管理器(8)，用于管理和存儲相機運行過程的圖像數(shù)據(jù)和所有動態(tài)數(shù)據(jù)；電源管理器(9)，用于將外部電源轉(zhuǎn)換為低壓直流電源；外部設備通訊單元，用于向外部設備傳輸光學標記點圖像識別處理后得到的坐標及特征信息；外部輸入輸出單元，用于接收外部觸發(fā)信號至DSP控制器(1)，令DSP控制器⑴得知光學標記點出現(xiàn)，并能將DSP控制器(I)處理完光學標記點圖像的信號向外部設備發(fā)送；其中，所述DSP控制器(I)分別與圖像傳感器(2)、圖像傳感器時鐘(4)、系統(tǒng)時鐘(5)、程序存儲器(6)、系統(tǒng)存儲器(7)、內(nèi)存管理器(8)、外部設備通訊單元、外部輸入輸出單元一一對應相接，所述相機鏡頭(3)和圖像傳感器時鐘(4)分別連接所述圖像傳感器(2);同時，上述DSP控制器(I)、圖像傳感器(2)、程序存儲器(6)、系統(tǒng)存儲器(7)、內(nèi)存管理器(8)、外部設備通訊單元、外部輸入輸出單元均由所述電源管理器(9)提供電源。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種光學標記點智能檢測相機，其特征在于:所述DSP控制器(I)是以Blackfin數(shù)字信號處理器為主體加上晶振及復位電路組成。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種光學標記點智能檢測相機，其特征在于:所述外部設備通訊單元為以太網(wǎng)單元或串口單元，或以太網(wǎng)單元和串口單元兩者的組合；其中，所述以太網(wǎng)單元包括以太網(wǎng)連接器(11)、用于連接外部網(wǎng)線的以太網(wǎng)接口(12)和以太網(wǎng)控制器(13)，所述以太網(wǎng)控制器(13)分別與以太網(wǎng)連接器(11)、以太網(wǎng)接口(12)、DSP控制器(I)連接，所述 以太網(wǎng)控制器(13)能將以太網(wǎng)連接器(11)接收到的數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換，并把轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)傳送到DSP控制器(I);所述串口單元包括串口連接器(14)、用于連接外部標準串口線的串口接口(15)和串口驅(qū)動器(16)，所述串口驅(qū)動器(16)分別與串口連接器(14)和DSP控制器(I)連接，所述串口驅(qū)動器(16)能將串口連接器(14)接收的數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換，并把轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)傳送到DSP控制器(I)。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種光學標記點智能檢測相機，其特征在于:所述外部輸入輸出單兀包括外部輸入輸出控制器(?ο)和光電I禹合器,其中，所述外部輸入輸出控制器(10)與光電耦合器的一端連接，所述光電耦合器的另一端連接到DSP控制器(1)，通過該光電耦合器實現(xiàn)信號的轉(zhuǎn)換并且隔離外部干擾。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種光學標記點智能檢測相機，其特征在于:所述電源管理器(9)為由電源插座(21)以及電壓轉(zhuǎn)換芯片組合而成的電源控制器，能直接接收外部供電電壓，然后通過電壓轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的低壓直流電源。
6.根據(jù)權利要求3所述的一種光學標記點智能檢測相機，其特征在于:所述以太網(wǎng)連接器(11)能接收作業(yè)文件數(shù)據(jù)，且經(jīng)以太網(wǎng)控制器(13)對數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換后，DSP控制器(I)能把作業(yè)文件存儲在程序存儲器(6)，進而實現(xiàn)遠程動態(tài)地接收和上傳作業(yè)文件。
7.根據(jù)權利要求6所述的一種光學標記點智能檢測相機，其特征在于:所述程序存儲器(6)能夠同時存儲多個作業(yè)文件，一個作業(yè)文件對應一個檢測任務，外部控制命令通過以太網(wǎng)連接器(11)和以太網(wǎng)控制器(13)傳輸?shù)紻SP控制器(1)，DSP控制器(I)根據(jù)指令的要求停止當前檢測任務，并在程序存儲器(6)選擇新的作業(yè)文件來執(zhí)行。
8.根據(jù)權利要求1所述的一種光學標記點智能檢測相機，其特征在于:所述DSP控制器(I)、圖像傳感器(2)、相機鏡頭(3)、圖像傳感器時鐘(4)、系統(tǒng)時鐘(5)、程序存儲器(6)、系統(tǒng)存儲器(7)、內(nèi)存管理器(8)、電源管理器(9)、外部設備通訊單元、外部輸入輸出單元組裝在 一塊集成電路板(20)上，且所述集成電路板(20)設置在相機外殼里面。
【文檔編號】H04N17/00GK103546742SQ201310530614
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年10月31日 優(yōu)先權日:2013年10月31日
【發(fā)明者】葉峰, 趙崇裕, 賴乙宗 申請人:華南理工大學