一種圖像采集外觸發(fā)信號消抖裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種圖像采集外觸發(fā)信號消抖裝置，涉及工業(yè)控制技術(shù)，為了減少因為抖動造成圖像拼接型設(shè)備使用的障礙提出本發(fā)明。本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括：第一輸入噪聲抑制電路、第二輸入噪聲抑制電路均與輸入相位檢測電路連接，輸入相位檢測電路、輸入脈沖計算電路以及圖像采集觸發(fā)電路順序連接等。
【專利說明】一種圖像采集外觸發(fā)信號消抖裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工業(yè)控制技術(shù)，尤其是一種工業(yè)生產(chǎn)線中CIS工業(yè)相機(jī)的圖像采集外觸發(fā)信號消抖裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近幾年，我國各個行業(yè)整體加工水平的不斷提高，高品質(zhì)加工和精密儀器加工在加工行業(yè)占有的比例越來越大，對光學(xué)檢測設(shè)備的要求也在不斷提高。生產(chǎn)線上的光學(xué)檢測設(shè)備通過高感光度圖像傳感器對產(chǎn)品表面進(jìn)行成像，得到產(chǎn)品的原始表面信息，通過對原始表面信息的分析處理，從而達(dá)到檢測產(chǎn)品是否合格的目的。目前，蟒蛇系列超寬幅CIS工業(yè)相機(jī)在紡織印染行業(yè)的推廣使用，使生產(chǎn)效率得到了很大的提高。
[0003]就目前而言，紡織印染行業(yè)要求的檢測寬度通常要求在2米以上，蟒蛇系列CIS工業(yè)相機(jī)能夠很好的滿足使用。CIS工業(yè)相機(jī)架設(shè)在生產(chǎn)線上拍攝織布，每拍攝依次，傳動裝置將CIS工業(yè)相機(jī)沿直線推送一定距離后再次拍攝織布，如此類推，可以得到若干拍攝照片，最后將照片順序拼接，便能得到整幅織布的原始表面信息。為了將若干次拍攝的照片進(jìn)行拼接得到完整的織布原始表面信息，就需要在生產(chǎn)線上固定間距的點分別進(jìn)行拍照。也就是說將Cis工業(yè)照相機(jī)沿直線推送并在固定點準(zhǔn)確定位并觸發(fā)拍照十分關(guān)鍵。現(xiàn)有技術(shù)中通過運動編碼器或光柵尺檢測傳動裝置推送CIS工業(yè)相機(jī)的位置，輸出非均勻脈沖信號，利用運動編碼器或光柵尺輸出的非均勻脈沖信號對圖像采集裝置進(jìn)行觸發(fā)。CIS工業(yè)相機(jī)根據(jù)觸發(fā)信號進(jìn)行圖像采集，將若干拍攝的記過拼接成一幅完整的圖像。
[0004]一般本領(lǐng)域技術(shù)人員都采用伺服電機(jī)實現(xiàn)對CIS工業(yè)相機(jī)的傳動，而大多伺服電機(jī)都存在PID算法來實現(xiàn)精確定位，在保證精度的同時，會存在一下幾方面問題:
一、由于大型運動機(jī)構(gòu)中使用了大量交流伺服電機(jī)系統(tǒng)、大功率開關(guān)電源等設(shè)備，這些設(shè)備在工作時會產(chǎn)生較大電磁干擾，而CIS工業(yè)相機(jī)中的圖像采集裝置中信號多數(shù)采用
3.3 V數(shù)字信號，大功率設(shè)備產(chǎn)生的電磁干擾對圖像采集裝置容易產(chǎn)生誤觸發(fā)信號。
[0005]二、PID算法的基本原理利用測量——比較——執(zhí)行的方法，如此反復(fù)循環(huán)接近目標(biāo)位置，最終達(dá)到目標(biāo)位置。在這個過程中，CIS工業(yè)相機(jī)每向前被推送后靜止時，觸發(fā)裝置會誤以為Cis工業(yè)相機(jī)被已經(jīng)定位便輸出觸發(fā)脈沖對圖像采集裝置進(jìn)行觸發(fā)，從而在伺服電機(jī)的進(jìn)行“測量一比較一執(zhí)行”定位的過程中會反復(fù)觸發(fā)圖像采集裝置，在伺服電機(jī)停止的瞬間，圖像出現(xiàn)多條白色或黑色的線，造成圖像拼接無法進(jìn)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了減少因為抖動造成圖像拼接型設(shè)備使用的障礙，設(shè)計圖像采集裝置的外觸發(fā)信號消抖裝置在紡織印染等需要對大幅面產(chǎn)品進(jìn)行圖像采集的行業(yè)中顯得尤為重要。
[0007]本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:包括:
第一輸入噪聲抑制電路、第二輸入噪聲抑制電路、輸入相位檢測電路、輸入脈沖計算電路以及圖像采集觸發(fā)電路；所述第一輸入噪聲抑制電路的輸入端接收編碼器或光柵尺的第一相信號，用于濾除編碼器或光柵尺的第一相信號中的噪聲；第二輸入噪聲抑制電路的輸入端接收編碼器或光柵尺的第二相信號，用于濾除編碼器或光柵尺的第二相信號中的噪聲；
第一輸入噪聲抑制電路的輸出端與輸入相位檢測電路的第一輸入端連接，第二輸入噪聲抑制電路的輸出端與輸入相位檢測電路的第二輸入端連接；所述輸入相位檢測電路用于比較第一相信號與第二相信號的相位先后:如果第一相信號的相位超前于第二相信號的相位，輸入相位檢測電路的第一輸出端輸出一個脈沖波，第二輸出端無輸出；如果第二相信號的相位超前于第一相信號的相位，輸入相位檢測電路的第二輸出端輸出一個脈沖波，第一輸出端無輸出；
輸入相位檢測電路的第一輸出端與所述輸入脈沖計算電路的第一輸入端連接，輸入相位檢測電路的第二輸出端與所述輸入脈沖計算電路的第二輸入端連接；輸入脈沖計算電路用于在其第一輸入端出現(xiàn)一個脈沖波時計數(shù)加1，在其第二輸入端出現(xiàn)一個脈沖波時計數(shù)減1，并判斷計數(shù)結(jié)果是否等于預(yù)設(shè)值，若等于預(yù)設(shè)值，輸入脈沖計算電路的輸出端輸出脈沖觸發(fā)信號；
輸入脈沖計算電路的輸出端與圖像采集觸發(fā)電路的輸入端連接，圖像采集觸發(fā)電路用于對所述脈沖觸發(fā)信號進(jìn)行調(diào)理以驅(qū)動后續(xù)的圖像采集裝置進(jìn)行圖像采集。
[0008]優(yōu)選地，每個所述的輸入噪聲抑制電路包括共模電感、光耦隔離器、電平轉(zhuǎn)換電路及數(shù)字濾波器；所述共模電感、光耦隔離器、電平轉(zhuǎn)換電路及數(shù)字濾波器順序連接，共模電感的信號輸入端為輸入噪聲抑制電路的輸入端，數(shù)字濾波器的輸出端為輸入噪聲抑制電路的輸出端。
[0009]優(yōu)選地，所述電平轉(zhuǎn)換電路為D型鎖存器。
[0010]優(yōu)選地，圖像采集觸發(fā)電路包括光耦隔離器及驅(qū)動電路；光耦隔離電路的信號輸入端為圖像采集觸發(fā)電路的輸入端，光耦隔離器的輸出端與驅(qū)動電路連接，驅(qū)動電路的輸出端為圖像采集觸發(fā)電路的輸出端，所述驅(qū)動電路用于將光耦隔離器輸出的信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換以輸出與后續(xù)圖像采集裝置匹配的觸發(fā)信號。
[0011 ] 優(yōu)選地，所述驅(qū)動電路為RS422串口電路。
[0012]優(yōu)選地，所述輸入脈沖計算電路包括一計數(shù)器，所述計數(shù)器的加計數(shù)端為輸入脈沖計算電路的第一輸入端，計數(shù)器的減計數(shù)端為輸入脈沖計算電路的第二輸入端；計算器的進(jìn)位端為輸入脈沖計算電路的輸出端；當(dāng)計數(shù)器計數(shù)值等于預(yù)設(shè)值時，進(jìn)位端有脈沖觸發(fā)信號輸出。
[0013]綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是:
有效去除了圖像采集裝置觸發(fā)信號中的干擾，有效克服了因伺服電機(jī)的PID算法引起的圖像采集裝置誤觸發(fā)。
[0014]本發(fā)明中的輸入噪聲抑制電路及圖像采集觸發(fā)電路中均設(shè)置有光耦隔離器，防止外部脈沖中的干擾對本裝置及后續(xù)的圖像采集裝置產(chǎn)生擊穿、燒毀，有效保護(hù)了本裝置及后續(xù)電路。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]本發(fā)明將通過例子并參照附圖的方式說明，其中:圖1為本發(fā)明電路原理框圖；
圖2為本發(fā)明中輸入噪聲抑制電路的電路原理圖；
圖3為本發(fā)明中圖像采集觸發(fā)電路的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0016]本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。
[0017]本說明書中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。
[0018]本領(lǐng)域技術(shù)人員均知曉編碼器或光柵尺是一種位移傳感器，用于把角位移或直線位移轉(zhuǎn)換成周期性的電信號，再把這個電信號轉(zhuǎn)變成計數(shù)脈沖，用脈沖的個數(shù)表示位移的大小。本發(fā)明采用的編碼器或光柵尺具有兩路計數(shù)脈沖輸出，兩路計數(shù)脈沖除了相位不同外，其余都一樣，兩路脈沖的相位先后反應(yīng)位移的方向，通過對計數(shù)脈沖計數(shù)可以得知位移值，通過對比兩路技術(shù)脈沖相位先后可以確定位移方向。
[0019]如圖1,本發(fā)明包括第一輸入噪聲抑制電路、第二輸入噪聲抑制電路、輸入相位檢測電路、輸入脈沖計算電路以及圖像采集觸發(fā)電路。
[0020]本發(fā)明采用兩路完全相同的輸入噪聲抑制電路分別處理編碼器或光柵尺輸出的第一相信號及第二相信號。所述第一輸入噪聲抑制電路的輸入端接收編碼器或光柵尺的第一相信號，用于濾除編碼器或光柵尺的第一相信號中的噪聲；第二輸入噪聲抑制電路的輸入端接收編碼器或光柵尺的第二相信號，用于濾除編碼器或光柵尺的第二相信號中的噪聲。
[0021]第一輸入噪聲抑制電路的輸出端與輸入相位檢測電路的第一輸入端連接，第二輸入噪聲抑制電路的輸出端與輸入相位檢測電路的第二輸入端連接；所述輸入相位檢測電路用于比較第一相信號與第二相信號的相位先后:如果第一相信號的相位超前于第二相信號的相位，輸入相位檢測電路的第一輸出端輸出一個脈沖波，第二輸出端無輸出；如果第二相信號的相位超前于第一相信號的相位，輸入相位檢測電路的第二輸出端輸出一個脈沖波，第一輸出端無輸出。
[0022]輸入相位檢測電路的第一輸出端與所述輸入脈沖計算電路的第一輸入端連接，輸入相位檢測電路的第二輸出端與所述輸入脈沖計算電路的第二輸入端連接；輸入脈沖計算電路用于在其第一輸入端出現(xiàn)一個脈沖波時計數(shù)加I，在其第二輸入端出現(xiàn)一個脈沖波時計數(shù)減1，并判斷計數(shù)結(jié)果是否等于預(yù)設(shè)值，若等于預(yù)設(shè)值，輸入脈沖計算電路的輸出端輸出脈沖觸發(fā)信號。
[0023]輸入脈沖計算電路的輸出端與圖像采集觸發(fā)電路的輸入端連接，圖像采集觸發(fā)電路用于對所述脈沖觸發(fā)信號進(jìn)行調(diào)理以驅(qū)動后續(xù)的圖像采集裝置進(jìn)行圖像采集。
[0024]如圖2，在本發(fā)明一個實施例中，所述的輸入噪聲抑制電路包括共模電感T、光耦隔離器U1、電平轉(zhuǎn)換電路及數(shù)字濾波器；所述共模電感T、光耦隔離器U1、電平轉(zhuǎn)換電路及數(shù)字濾波器順序連接，共模電感T的信號輸入端為輸入噪聲抑制電路的輸入端，數(shù)字濾波器的輸出端為輸入噪聲抑制電路的輸出端。[0025]其中，共模電感T去除第一相信號或第二相信號傳輸過程中引入的共模噪聲，光耦隔離器Ul避免外部脈沖對本裝置可能產(chǎn)生的擊穿、燒毀，通過光耦隔離器后的的信號經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換，最后數(shù)字濾波器對不符合觸發(fā)規(guī)則的脈沖進(jìn)行濾除。經(jīng)過此電路，得到輸入相位檢測電路需要的信號。
[0026]更具體的，本發(fā)明一個實施例中采用D型鎖存器74HC573作為電平轉(zhuǎn)換電路，采用3.3V供電，光電隔離器輸出的可能不到3.3V或者高于3.3V的脈沖信號高電平經(jīng)過D型鎖存器后輸出標(biāo)準(zhǔn)3.3V電平的信號。
[0027]本發(fā)明一個實施例中，所述數(shù)字濾波器可由FPGA實現(xiàn)。
[0028]本發(fā)明中的輸入相位檢測電路可以有軟件實現(xiàn)也可以由FPGA或數(shù)字邏輯門電路來實現(xiàn)。用于比較第一相信號及第二相信號的相位先后，并輸出比較結(jié)果。例如，由于輸入信號為A/B相信號，通常只差90度的相位差。當(dāng)檢測到A相信號為高點平時，此時，如果B相信號為低電平，則A比B相位超前，反之，則B比A相位超前。
[0029]在本發(fā)明另一個實施例中，所述輸入脈沖計算電路具體包括一計數(shù)器，所述計數(shù)器的加計數(shù)端為輸入脈沖計算電路的第一輸入端，計數(shù)器的減計數(shù)端為輸入脈沖計算電路的第二輸入端；計算器的進(jìn)位端為輸入脈沖計算電路的輸出端；當(dāng)計數(shù)器計數(shù)值等于預(yù)設(shè)值時，進(jìn)位端有脈沖觸發(fā)信號輸出。
[0030]如圖3，圖像采集觸發(fā)電路包括光耦隔離器U2及驅(qū)動電路；光耦隔離電路U2的信號輸入端為圖像采集觸發(fā)電路的輸入端，光耦隔離器U2的輸出端與驅(qū)動電路連接，驅(qū)動電路的輸出端為圖像采集觸發(fā)電路的輸出端，所述驅(qū)動電路用于將光耦隔離器U2輸出的信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換以輸出與后續(xù)圖像采集裝置匹配的觸發(fā)信號。
[0031]更具體的，本發(fā)明的一個實施例中采用RS422串口芯片作為驅(qū)動電路，這是因為CIS工業(yè)相機(jī)中的圖像采集裝置接收符合RS422協(xié)議的差分驅(qū)動信號。當(dāng)然根據(jù)實際需要，驅(qū)動電路也可以直接使用TTL電平標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行輸出。
[0032]本發(fā)明并不局限于前述的【具體實施方式】。本發(fā)明擴(kuò)展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。
【權(quán)利要求】
1.一種圖像采集外觸發(fā)信號消抖裝置，其特征在于，包括:第一輸入噪聲抑制電路、第二輸入噪聲抑制電路、輸入相位檢測電路、輸入脈沖計算電路以及圖像采集觸發(fā)電路；所述第一輸入噪聲抑制電路的輸入端接收編碼器或光柵尺的第一相信號，用于濾除編碼器或光柵尺的第一相信號中的噪聲；第二輸入噪聲抑制電路的輸入端接收編碼器或光柵尺的第二相信號，用于濾除編碼器或光柵尺的第二相信號中的噪聲；第一輸入噪聲抑制電路的輸出端與輸入相位檢測電路的第一輸入端連接，第二輸入噪聲抑制電路的輸出端與輸入相位檢測電路的第二輸入端連接；所述輸入相位檢測電路用于比較第一相信號與第二相信號的相位先后:如果第一相信號的相位超前于第二相信號的相位，輸入相位檢測電路的第一輸出端輸出一個脈沖波，第二輸出端無輸出；如果第二相信號的相位超前于第一相信號的相位，輸入相位檢測電路的第二輸出端輸出一個脈沖波，第一輸出端無輸出；輸入相位檢測電路的第一輸出端與所述輸入脈沖計算電路的第一輸入端連接，輸入相位檢測電路的第二輸出端與所述輸入脈沖計算電路的第二輸入端連接；輸入脈沖計算電路用于在其第一輸入端出現(xiàn)一個脈沖波時計數(shù)加1，在其第二輸入端出現(xiàn)一個脈沖波時計數(shù)減1，并判斷計數(shù)結(jié)果是否等于預(yù)設(shè)值，若等于預(yù)設(shè)值，輸入脈沖計算電路的輸出端輸出脈沖觸發(fā)信號；輸入脈沖計算電路的輸出端與圖像采集觸發(fā)電路的輸入端連接，圖像采集觸發(fā)電路用于對所述脈沖觸發(fā)信號進(jìn)行調(diào)理以驅(qū)動后續(xù)的圖像采集裝置進(jìn)行圖像采集。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種圖像采集外觸發(fā)信號消抖裝置，其特征在于，每個所述的輸入噪聲抑制電路包括共模電感、光耦隔離器、電平轉(zhuǎn)換電路及數(shù)字濾波器；所述共模電感、光耦隔離器、電平轉(zhuǎn)換電路及數(shù)字濾波器順序連接，共模電感的信號輸入端為輸入噪聲抑制電路的輸入端，數(shù)字濾波器的輸出端為輸入噪聲抑制電路的輸出端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種圖像采集外觸發(fā)信號消抖裝置，其特征在于，所述電平轉(zhuǎn)換電路為D型鎖存器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種圖像采集外觸發(fā)信號消抖裝置，其特征在于，圖像采集觸發(fā)電路包括光耦隔離器及驅(qū)動電路；光耦隔離電路的信號輸入端為圖像采集觸發(fā)電路的輸入端，光耦隔離器的輸出端與驅(qū)動電路連接，驅(qū)動電路的輸出端為圖像采集觸發(fā)電路的輸出端，所述驅(qū)動電路用于將光耦隔離器輸出的信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換以輸出與后續(xù)圖像采集裝置匹配的觸發(fā)信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種圖像采集外觸發(fā)信號消抖裝置，其特征在于，所述驅(qū)動電路為RS422串口電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種圖像采集外觸發(fā)信號消抖裝置，其特征在于，所述輸入脈沖計算電路包括一計數(shù)器，所述計數(shù)器的加計數(shù)端為輸入脈沖計算電路的第一輸入端，計數(shù)器的減計數(shù)端為輸入脈沖計算電路的第二輸入端；計算器的進(jìn)位端為輸入脈沖計算電路的輸出端；當(dāng)計數(shù)器計數(shù)值等于預(yù)設(shè)值時，進(jìn)位端有脈沖觸發(fā)信號輸出。
【文檔編號】H04N5/357GK103442184SQ201310361101
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月19日
【發(fā)明者】劉霖, 劉文聰, 張峰, 郭濤, 陳鎮(zhèn)龍, 羅穎, 譚良, 賈宏宇, 譚沛巖 申請人:電子科技大學(xué)