基于图像帧分频技术的多激光设备协同控制系统的制作方法_2

文档序号:9995415阅读:来源:国知局
计数。
[0041] 图2中220为同步帧信号、221为帧图像信号、222为复位信号。
[0042] 可见,本实用新型与现有技术的差别可以进一步描述为:
[0043] 1)图像采集模块20采集每一帧图像时,分频计数模块21对同步帧信号进行计数, 同步帧信号的计数值(以下用帧计数值简称)达到预设的上限值之后不再累加;
[0044] 2)当帧计数值达到设备总数时分频计数模块21产生帧计数复位信号,将帧计数 值复位,那么其后的一帧计数值计为1 ;
[0045] 3)分频计数模块21将帧计数值传输给相机端的射频收发模块,通过无线广播的 方式发送出去;
[0046] 4)相机在采集帧图像同时,分频计数模块21还用帧计数值对帧图像进行标记;
[0047] 5)激光发射端实时的接收帧计数值,将自身的设备号与帧计数值进行比较,如匹 配(比如相同)则打开设备。
[0048] 本实用新型大多数实施例中,所述的基于图像帧分频技术的多激光设备协同控制 系统还包括计算机端(PC27),所述计算机端(PC27)与所述图像采集模块20或分频计数模 块21连接;
[0049] 所述计算机端(PC27)至少用以依据所述图像采集模块20采集的图像以及所述帧 计数值得到各所述激光发射端激光发射所形成的光斑26的情况。
[0050] 所述激光发射端包括依次连接的第二射频通信模块23、光电控制模块24和激光 发射模块25,所述第二射频通信模块23与所述第一射频通信模块22通信;
[0051] 所述光电控制模块24用以仅当接收到的帧计数值与自身匹配时,才被打开,使其 能够被外部操作触发,从而驱动所述激光发射模块25发出激光。
[0052] 在工作状态下,相机的第一个同步帧信号到来时,分频计数模块21将该同步帧信 号计数为帧计数值1,同时将帧计数值1编码之后发送给光斑26采集端的第一射频通信模 块22,将编码后的帧计数值1通过无线广播的方式以射频发送出去,各激光发射端的第二 射频通信模块23接收到编码后的帧计数值1时,对其进行解码,并将解码后的帧计数值1 与其自身的设备号进行对比,如符合则将相应的激光发射端对应的光电控制模块24打开 (图5的0时刻),并在时间t (b)时(图5中的b时刻)关闭激光发射端的光电控制模块 24 ;如不符合则不做任何操作。
[0053] 如果在激光发射端打开的情况下,激光发射模块25发出激光形成光斑26,图像米 集模块20实时采集到对应的图像,分频计数模块21用当前帧的计数值对该帧图像进行标 记并传输到PC27, PC27获取图像标记的帧计数值并分析光斑26的位置信息。可见,PC27 可以通过分频计数模块21直接获得帧计数值,也可以利用图像采集模块20同时进行计数, 得到计数帧值,进而通过自所述分频计数模块反馈而来的复位信号实现计数的重新开始, 即实现图像采集模块20与分频计数模块21的计数同步,PC27也可以如图7所示与分频计 数模块21连接,图像采集模块20的数据通过分频计数模块21传至PC27。无论哪种连接方 式,均落在本实用新型的保护范围内。
[0054] 在本实用新型一较佳的实施例中,所述计算机端与所述分频计数模块连接;所述 分频计数模块进一步用以对所述图像采集模块采集的图像进行所述帧计数值的标记,然后 传输至所述计算机端。即帧计数值的反馈通过将其标记于图像上来实现,通过获取标记后 的图像,计算机端同时获得了图像和帧计数值。
[0055] 本实用新型另一可选的实施例中,所述计算机端与所述图像采集模块连接;所述 图像采集模块进一步用以依据所生成的同步帧信号进行计数,得到帧计数值,依据该帧计 数值对采集的图像进行标记,然后传输至所述计算机端,且当自所述分频技术模块接收到 反馈而来的复位信号时,进行复位,重新开始计数。
[0056] 接下来,图像采集模块20的第二个同步帧信号到来时,分频计数模块21打开第二 个激光发射端,获取对应的帧图像,PC27获取该图像标记的帧计数值并分析光斑26的位置 信息;
[0057] 以此类推,当第η个(η为激光发射端总数)同步帧信号到来时,分频计数模块21 打开设备第η个激光发射端,捕捉该设备发出的光斑26图像并发送给PC27以便分析其光 斑26的位置信息。此外,分频计数模块21生成帧计数复位信号,复位帧计数值,当下一同 步帧信号来时,帧计数值记为1。通过控制帧计数复位信号的周期可调节当前支持的激光发 射端数,而预设的上限值表示系统支持的最多激光发射端数。
[0058] 本实用新型可选的实施例中,所述第一射频通信模块22和第二射频通信模块23 均能够被配置成发射模式和接收模式。所述第一射频通信模块22还用以对发射至所述第 二射频通信模块23的信息进行编码,所述第二射频通信模块23还用以对自所述第二射频 通信模块23接收的信息进行解码。
[0059] 本实用新型可选的实施例中,请参考图4,所述第一射频通信模块22和第二射频 通信模块23均至少包括控制单元和天线单元,所述分频计数模块21通过所述第一射频通 信模块22的控制单元与其天线单元连接,所述光电控制模块通过所述第二射频通信模块 23的控制单元与其天线单元连接,两个所述天线单元之间通过射频信号通信。
[0060] 第二射频通信模块23用于控制光电控制模块的开关和与第一射频通信模块的通 信,还包括MOS管、电阻以及所述控制单元上的IO 口,所述MOS管的S极接地,G极接其中 一个IO 口,D极接所述天线单元,且通过所述电阻接至供电电源。该实施例选用的所述控 制单元自身配置有晶振单元。
[0061] 参考图4,该电路由射频集成电路Ul及外围元器件组成,射频集成电路Ul包括控 制单元、晶振XI、I/O控制接口和天线单元等。外围元器件由Ql (A03400)和Rl (4. 7K)组 成,P0、Pl为多功能I/O 口,对接收的波形进行调整后传输给设备的光电控制模块24。
[0062] 该电路可以实现发射和接收两种模式,通过配置CONFIG寄存器,使之改变为发送 或接收模式。在射频发送的模式下,通过配置芯片内的CONFIG寄存器使它进行数据的编码 与发送,在射频接收的模式下,在对芯片内的CONFIG寄存器进行配置,利用外围电路进行 数据的接收,芯片内部的程序对所接收到的信号进行解码处理,解码后如匹配则发送应答 信号至第一射频通信模块。
[0063] 请参考图5和图6,若图像采集模块20的帧率为f帧/秒,则每帧的时间为1/f 秒,激光发射模块25发出光斑26的最大时间为1/f秒,为避免各激光发射模块25在交替 发送激光时可能同时出现光斑26的问题,应在下一个同步帧信号到来临前提前关闭设备, 其提前的时间量为t (be),如t (be) = l/10f,则设备发出光斑26的有效时间为9/10f秒。 [0064] 在本实用新型可选的实施例中,所述激光发射端还用以在收到相应的所述第一射 频通信模块22发出的信息,且能够工作正常时反馈一应答信号;这里所称的"收到相应的 所述第一射频通信模块22发出的信息"指应该是接收到的信息解码之后与自身设备号进行 比对,若符合,可以认为收到相应的所述第一射频通信模块22发出的信息,则发送应答信 号,不符合则不做任何处理;
[0065] 所述分频计数模块还用以当特定时间内未收到相应所述激光发射端的所述应答 信号时,则在后续计数时跳过该激光发射端对应的帧计数值。
[0066] 此外,在系统初始化过程中根据帧计数复位信号的周期选择当前系统支持的激光 发射端数量,光斑26采集端的第一射频通信模块22循环发送与帧计数值匹配的设备号,这 里循环发送的上限可以是系统设定的,根据第二射频通信模块23的反馈信息,得到打开的 激光发射端信息列表,并计算出在线的激光发射端数量。在线的激光发射端数量确定了帧 计数复位信号的周期,信息列表确定了每一帧标记的帧计数值和发送的设备号,提高系统 效率。
[0067] 以下以4个激光发射端为例进行阐述,其中,图像采集模块选为相机,激光发射端 选为激光枪:
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