一种工业智能视觉传感器的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种工业智能视觉传感器，包括光学镜头、CCD传感器、FPGA电路和数字信号处理器，光学镜头与CCD传感器相连，CCD传感器与FPGA电路双向连接，FPGA电路与数字信号处理器双向连接；CCD传感器将光信号转换为模拟电信号输送到FPGA电路，并经FPGA电路处理后得到图像数据输送到数字信号处理器。本实用新型具有以下有益效果：(1)采用标准的C接口，带10M/100M/1000M自适应以太网、输入输出接口和指示灯等。(2)具有高速感光得到高速变化的图像，超强的图像并行处理能力，快速得到运算结果，在最短时间内使得执行机构动作，精确完成操作任务的特点。
【专利说明】
一种工业智能视觉传感器
技术领域
[0001 ]本实用新型属于机器视觉领域，特别是涉及一种工业智能视觉传感器。
【背景技术】
[0002]工业机器人的智能化趋势愈加明显。为了使工业机器人具有更好的柔性，需要开发智能技术来提高其感知外部环境的能力，而机器人视觉以其信息量大、信息完整等特点成为最重要的机器人感知功能。工业机器人智能化水平决定了其生命力。目前生产线上应用的工业机器人大多是通过示教再现或预编程来实现机器人的操作，这样物体的初始位姿和终止位姿都是严格限定的，工业机器人只是完成点到点的任务动作，生产线的柔性较差，满足不了柔性生产线对物料输送和搬运的要求。在这种情况下，为了保证工业机器人顺利、高效地完成工作任务和减少生产准备时间，引入机器人视觉技术来实现对工作目标物体的识别和定位就显得很有必要。
[0003]目前智能视觉传感器主要来自于欧美，国外的嵌入式机器视觉的研究已走向平台化，系统在具备图像处理能力的同时还具有开放性的特点，可以满足二次开发的要求并成为成熟的商业产品。国内的智能视觉传感器发展相对较为薄弱，尚处于起步阶段，现有的一些研究成果依然是面向具体应用的嵌入式系统，软硬件系统的模块性、移植性和扩展性不好，距离国外的研究成果或产品还有很大差距。
【实用新型内容】
[0004]为了解决上述的技术问题，本实用新型的目的是提供一种工业智能视觉传感器。工业智能视觉传感器可定制、可扩展的视觉感知体系结构，实现图像算法模块、应用工具模块和硬件位流模块的有效管理和使用，以及灵活、高效的功能配置，满足工业检测的实时高速处理要求。
[0005]为了实现上述的目的，本实用新型采用了以下的技术方案:
[0006]提供一种工业智能视觉传感器，包括光学镜头、CXD传感器、FPGA电路和数字信号处理器，光学镜头与CCD传感器相连，CXD传感器与FPGA电路双向连接，FPGA电路与数字信号处理器双向连接;CCD传感器将光信号转换为模拟电信号输送到FPGA电路，并经FPGA电路处理后得到图像数据输送到数字信号处理器。外触发信号通知FPGA电路进行图像采集，将采集目标通过光学镜头成像在CCD传感器上完成光电荷的转移、存贮等工作，将光信号转换成具有直流分量的模拟电信号;形成的模拟电信号经过FPGA电路及外围电路，进行除噪、增益和模数转换后，将数据传输到数字信号处理器(DSP)进行图像处理;处理后的结果，通过数字信号处理器上的1输入输出口、RS485接口或者10M/100M/1000M以太网通讯接口，使得执行机构动作，完成操作任务。
[0007]本实用新型是采用CCD传感器(电荷藕合器件图像传感器CCD)+数字信号处理器(DSP)的总体结构，通过高速CCD传感器感光，得到高速变化的图像，利用数字信号处理器(DSP)超强的图像并行处理能力，快速得到运算结果，由嵌入式操作系统与外部执行机构通讯，在最短时间内使得执行机构动作，精确完成操作任务。用于视觉感知的算法是整个智能视觉传感器系统的重点，通过可重构策略开发出一套通用性强、实用性高的可扩展视觉感知算法库。
[0008]作为优选，所述C⑶传感器是采用型号ICX274A图像传感器。
[0009]作为优选，所述数字信号处理器是采用型号TMS320DM648的DSP芯片。
[0010]作为优选，所述光学镜头通过C接口与CCD传感器连接，其中C接口是指摄影机的标准接口。
[0011]作为优选，通用1接口(可接PNP，NPN型)，光电隔离的触发输入。
[0012]作为优选，包括三个运行状态指示灯，可编程决定所指状态；
[0013]作为优选，可以进行处理算法远程更新。
[0014]与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果:
[0015](I)采用标准的C接口，带1M/1OOM/1000M自适应以太网、输入输出接口和指示灯等。(2)具有高速感光得到高速变化的图像，超强的图像并行处理能力，快速得到运算结果，在最短时间内使得执行机构动作，精确完成操作任务的特点。(3)具有一套通用性强、实用性高、可扩展、可重构的高效视觉算法库，具备图像处理能力的同时还具有开放性的特点，可以满足二次开发的要求。
【附图说明】
[0016]图1:本实用新型的结构原理框图；
[0017]图2:本实用新型的可重构的视觉算法库的实现方法图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】做一个详细的说明。
[0019]如图1?2所示，本实用新型提供一种工业智能视觉传感器的具体实施例，包括光学镜头、C⑶传感器、FPGA电路和数字信号处理器，光学镜头与CXD传感器相连，CXD传感器与FPGA电路双向连接，FPGA电路与数字信号处理器双向连接;CCD传感器将光信号转换为模拟电信号输送到FPGA电路，并经FPGA电路处理后得到图像数据输送到数字信号处理器。外触发信号通知FPGA电路进行图像采集，将采集目标通过光学镜头成像在CCD传感器上完成光电荷的转移、存贮等工作，将光信号转换成具有直流分量的模拟电信号;形成的模拟电信号经过FPGA电路及外围电路，进行除噪、增益和模数转换后，将数据传输到数字信号处理器(DSP)进行图像处理;处理后的结果，通过数字信号处理器上的1输入输出口、RS485接口或者10M/100M/1000M以太网通讯接口，使得执行机构动作，完成操作任务。
[0020]本实用新型是采用CCD传感器(电荷藕合器件图像传感器CCD)+数字信号处理器(DSP)的总体结构，通过高速CCD传感器感光，得到高速变化的图像，利用数字信号处理器(DSP)超强的图像并行处理能力，快速得到运算结果，由嵌入式操作系统与外部执行机构通讯，在最短时间内使得执行机构动作，精确完成操作任务。用于视觉感知的算法是整个智能视觉传感器系统的重点，通过可重构策略开发出一套通用性强、实用性高的可扩展视觉感知算法库。
[0021]其中:所述CCD传感器是采用型号ICX274A图像传感器，所述数字信号处理器是采用型号TMS320DM648的DSP芯片，所述光学镜头通过C接口与CCD传感器连接，其中C接口是指摄影机的标准接口。通用1输入口(可接PNP，NPN型)，用以光电隔离的触发输入。
[0022]工业智能视觉传感器工作流程如图1所示，外触发信号通知FPGA进行图像采集，采集目标通过光学镜头成像在CCD上完成光电荷的转移、存贮等工作，将光信号转换成具有直流分量的模拟电信号;形成的模拟电信号经过FPGA及外围电路，进行除噪、增益和模数转换后，将数据传输DSP进行图像处理;处理后的结果，通过1输入输出口、485或者以太网通讯接口，使得执行机构动作，完成操作任务。
[0023]DSP图像处理智能视觉传感器的核心，可重构的视觉算法库的实现又是的核心中的核心。可重构的视觉算法库的实现，
[0024]如图2所示:
[0025]1、将算法进行模块封装，一个算法封装为一个作业工具，并且可以通过接口修改算法参数。
[0026]2、通过添加或删除算法工具，修改算法参数，把多个算法工具组合形成一个特定的原始作业文件，完成指定的任务。
[0027]3、将原始作业文件保存与工业智能视觉传感器内部存储器。
[0028]4、传感器上电启动后，读取原始作业文件，并将其解析为可以在程序中运行的，按照指定顺序和设置好的参数调用算法的作业，嵌入到程序中。
[0029]5、DSP获取图像后，执行解析后的作业，并得到运算结果。
[0030]6、DSP通过1输入输出口、RS485或者以太网与执行机构通讯，使得执行机构动作，完成操作任务。
[0031]7、如果需要扩展或修改智能视觉传感器中的算法库，可以将带有最新算法库的固件通过以太网更新到智能视觉传感器中。重启后智能视觉传感器就可以运行最新的算法库了。
[0032]其中:本实用新型中所涉及到的各种算法均为本领域常规的算法，本领域常规技术人员结合本实用新型公开说明内容与上述各个算法流程内容相结合均能够编程获得实现。
[0033]本实用新型具有以下有益效果:(1)采用标准的C接口，带10M/100M/1000M自适应以太网、输入输出接口和指示灯等。(2)具有高速感光得到高速变化的图像，超强的图像并行处理能力，快速得到运算结果，在最短时间内使得执行机构动作，精确完成操作任务的特点。(3)具有一套通用性强、实用性高、可扩展、可重构的高效视觉算法库，具备图像处理能力的同时还具有开放性的特点，可以满足二次开发的要求。
[0034]以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1.一种工业智能视觉传感器，其特征在于，包括光学镜头、CCD传感器、FPGA电路和数字信号处理器，光学镜头与CXD传感器相连，CXD传感器与FPGA电路双向连接，FPGA电路与数字信号处理器双向连接;CCD传感器将光信号转换为模拟电信号输送到FPGA电路，并经FPGA电路处理后得到图像数据输送到数字信号处理器。2.根据权利要求1中所述的一种工业智能视觉传感器，其特征在于，所述数字信号处理器上设有1输入输出口、RS485接口和10M/100M/1000M以太网通讯接口。3.根据权利要求2中所述的一种工业智能视觉传感器，其特征在于，所述CCD传感器是采用型号ICX274A图像传感器。4.根据权利要求2中所述的一种工业智能视觉传感器，其特征在于，所述数字信号处理器是采用型号TMS320DM648的DSP芯片。5.根据权利要求1中所述的一种工业智能视觉传感器，其特征在于，所述光学镜头通过C接口与CXD传感器连接。
【文档编号】G01C11/02GK205482945SQ201620016152
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年1月8日
【发明人】卜琰, 郭振民, 徐赤, 姚喜国, 李俊延
【申请人】杭州自动化技术研究院有限公司