本發(fā)明涉及一種基于NI compactRIO的USB接口圖像采集方法，屬于機器視覺領(lǐng)域；
背景技術(shù)：
CompactRIO是美國國家儀器(NI)公司生產(chǎn)的一款可重新配置的嵌入式測控系統(tǒng)，擁有堅固的硬件架構(gòu)，包括三個部分：實時控制器，可重配置的FPGA(現(xiàn)場可編程門陣列)和工業(yè)級I/O模塊。實時控制器包含一個工業(yè)級處理器，通過LabVIEW這一專門為開發(fā)測量和控制應(yīng)用所設(shè)計的圖像化開發(fā)環(huán)境，能夠可靠而準(zhǔn)確地執(zhí)行實時應(yīng)用程序，將之應(yīng)用于各類嵌入式控制和監(jiān)測應(yīng)用中。并且可以提供多速率控制、進程執(zhí)行跟蹤、板載數(shù)據(jù)存儲以及與外部設(shè)備通訊等功能。
NI CompactRIO是專為嚴(yán)酷環(huán)境和狹小空間條件下的應(yīng)用而設(shè)計的。在很多類似的嵌入式應(yīng)用中，尺寸、重量和I/O通道的密度，都是關(guān)鍵性設(shè)計需求。CompactRIO不僅擁有輕巧堅固式封裝，而且具有-40℃至70℃的寬廣工作溫度范圍，使其適合工作在某些不適合計算機工作的特定環(huán)境下。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明旨在解決由于自然、人為及其他不可控因素，導(dǎo)致計算機不能工作在被測環(huán)境中的問題，提供一種能夠在這種嚴(yán)酷環(huán)境下實現(xiàn)穩(wěn)定可靠的圖像采集的方法。本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
一種基于NI compactRIO的USB圖像采集方法，包括下列步驟：
(1)將基于NI CompactRIO的實時控制器，安裝在主機上；
(2)在主機上安裝LabVIEW和Measurement&Automation Explorer(MAX)軟件，在NI MAX中正確配置CompactRIO，配置成功后，在MAX的遠(yuǎn)程系統(tǒng)目錄下，能夠看到當(dāng)前的CompactRIO名稱；
(3)在主機上安裝NI Real-Time實時模塊和NI-IMAQdx圖像采集驅(qū)動模塊，并在NI MAX的系統(tǒng)目錄下檢測是否安裝成功；
(4)在CompactRIO的NI-IMAQdx軟件中添加IP Camera Support和USB Vision Support，以便在NI MAX的設(shè)備與接口目錄下找到并且調(diào)用USB相機；
(5)單擊NI MAX遠(yuǎn)程系統(tǒng)下的CompactRIO名稱，在網(wǎng)絡(luò)設(shè)置中查看以太網(wǎng)適配器的相關(guān)參數(shù)，為后續(xù)操作做準(zhǔn)備；
(6)記住設(shè)備與接口目錄下USB相機的名稱camX，其中X是驅(qū)動分配給USB相機的值，單擊Snap即可在界面中抓取單個圖像，單擊Grab即可在界面中獲取連續(xù)的圖像；
(7)在LabVIEW中創(chuàng)建一個新項目，將基于NI CompactRIO的實時控制器添加到此項目中，運行Grab.vi程序，在前面板的Camera Name中選擇當(dāng)前USB相機的名稱camX，即可通過USB相機采集圖像或者視頻。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是：
1>堅固式封裝和-40℃-70℃工作范圍，解決了在嚴(yán)酷環(huán)境下，計算機不能工作導(dǎo)致圖像采集終止的弊端；
2>由于尺寸小，具有實時性，可應(yīng)用于結(jié)合場掃描和熱成像的設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測和管道監(jiān)控的工業(yè)平臺；
3>由于采用了開放和嵌入式結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，具有良好的堅固性和靈活性，可以使用現(xiàn)成的商品硬件迅速地建立嵌入式系統(tǒng)；
4>由于圖像采集功能和規(guī)模小型化特性，為掃描式圖像采集和自動顯微鏡掃描提供了一個理想的平臺，可用于嵌入式醫(yī)療設(shè)備。
附圖說明
圖1所示為在NI MAX中，利用配置好CompactRIO中的USB接口相機采集圖像的界面。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和具體實例對本發(fā)明做進一步說明；
本發(fā)明中所用的實時控制器為NI CompactRIO-9064型號。其中，NI CompactRIO-9064實時控制器配備了9-30VDC的冗余電源輸入、一個實時時鐘、硬件監(jiān)視定時器、雙以太網(wǎng)端口、高達(dá)4GB的板載數(shù)據(jù)存儲器，以及內(nèi)置的USB接口和RS232接口。
CompactRIO控制器經(jīng)過正確配置后，出現(xiàn)在MAX的遠(yuǎn)程系統(tǒng)目錄下，名稱為NI-cRIO-9064-03090094，右擊軟件選擇增加/刪除軟件，打開LabVIEW實時軟件向?qū)?。選擇自定義軟件安裝，安裝需要的NI Real-Time實時模塊組件和NI-IMAQdx圖像采集驅(qū)動模塊組件，以及勾選IP Camera Support和USB Vision Support，以便于CompactRIO能夠通過USB接口調(diào)用USB相機。這樣就通過LabVIEW建立起CompactRIO控制器和USB相機兩個硬件的聯(lián)系。
圖1所示為在NI MAX利用CompactRIO設(shè)備與接口中的USB相機采集圖像的界面。本發(fā)明中配置在CompactRIO中的USB相機為USB 2.0camera，名稱為“cam0”。單擊Snap即可在界面中抓取單個圖像，單擊Grab即可在界面中獲取連續(xù)的圖像，而且在界面中可調(diào)節(jié)相機的屬性，如Brightness(亮度)，Contrast(對比度)，Saturation(飽和度)，sharpness(清晰度)等，以獲取不同質(zhì)量要求的圖像。
在LabVIEW中創(chuàng)建一個新項目，將CompactRIO的實時控制器添加到項目中，將Grab.vi的程序添加到項目中并運行，在前面板的Camera Name中選擇在NI MAX中得到的USB相機名稱“cam0”，即可實現(xiàn)在CompactRIO實時系統(tǒng)下通過USB相機采集圖像或者視頻。
基于此，本發(fā)明的基于NI compactRIO的USB圖像采集實現(xiàn)了對被測環(huán)境的實時采集，即使被測環(huán)境是由于自然、人為及其他不可控因素造成的嚴(yán)酷特定環(huán)境，基于NI compactRIO的USB圖像采集仍然可以良好穩(wěn)定的工作。而且，由于采用了開放和嵌入式的結(jié)構(gòu)，具有極好的靈活性，可以使用現(xiàn)成的商品硬件迅速地建立嵌入式系統(tǒng)。