本发明涉及一种基于NI compactRIO的USB接口图像采集方法，属于机器视觉领域；
背景技术：
CompactRIO是美国国家仪器(NI)公司生产的一款可重新配置的嵌入式测控系统，拥有坚固的硬件架构，包括三个部分：实时控制器，可重配置的FPGA(现场可编程门阵列)和工业级I/O模块。实时控制器包含一个工业级处理器，通过LabVIEW这一专门为开发测量和控制应用所设计的图像化开发环境，能够可靠而准确地执行实时应用程序，将之应用于各类嵌入式控制和监测应用中。并且可以提供多速率控制、进程执行跟踪、板载数据存储以及与外部设备通讯等功能。
NI CompactRIO是专为严酷环境和狭小空间条件下的应用而设计的。在很多类似的嵌入式应用中，尺寸、重量和I/O通道的密度，都是关键性设计需求。CompactRIO不仅拥有轻巧坚固式封装，而且具有-40℃至70℃的宽广工作温度范围，使其适合工作在某些不适合计算机工作的特定环境下。
技术实现要素：
本发明旨在解决由于自然、人为及其他不可控因素，导致计算机不能工作在被测环境中的问题，提供一种能够在这种严酷环境下实现稳定可靠的图像采集的方法。本发明的技术方案如下：
一种基于NI compactRIO的USB图像采集方法，包括下列步骤：
(1)将基于NI CompactRIO的实时控制器，安装在主机上；
(2)在主机上安装LabVIEW和Measurement&Automation Explorer(MAX)软件，在NI MAX中正确配置CompactRIO，配置成功后，在MAX的远程系统目录下，能够看到当前的CompactRIO名称；
(3)在主机上安装NI Real-Time实时模块和NI-IMAQdx图像采集驱动模块，并在NI MAX的系统目录下检测是否安装成功；
(4)在CompactRIO的NI-IMAQdx软件中添加IP Camera Support和USB Vision Support，以便在NI MAX的设备与接口目录下找到并且调用USB相机；
(5)单击NI MAX远程系统下的CompactRIO名称，在网络设置中查看以太网适配器的相关参数，为后续操作做准备；
(6)记住设备与接口目录下USB相机的名称camX，其中X是驱动分配给USB相机的值，单击Snap即可在界面中抓取单个图像，单击Grab即可在界面中获取连续的图像；
(7)在LabVIEW中创建一个新项目，将基于NI CompactRIO的实时控制器添加到此项目中，运行Grab.vi程序，在前面板的Camera Name中选择当前USB相机的名称camX，即可通过USB相机采集图像或者视频。
本发明与现有技术相比的有益效果是：
1>坚固式封装和-40℃-70℃工作范围，解决了在严酷环境下，计算机不能工作导致图像采集终止的弊端；
2>由于尺寸小，具有实时性，可应用于结合场扫描和热成像的设备状态监测和管道监控的工业平台；
3>由于采用了开放和嵌入式结构的系统，具有良好的坚固性和灵活性，可以使用现成的商品硬件迅速地建立嵌入式系统；
4>由于图像采集功能和规模小型化特性，为扫描式图像采集和自动显微镜扫描提供了一个理想的平台，可用于嵌入式医疗设备。
附图说明
图1所示为在NI MAX中，利用配置好CompactRIO中的USB接口相机采集图像的界面。
具体实施方式
下面结合附图和具体实例对本发明做进一步说明；
本发明中所用的实时控制器为NI CompactRIO-9064型号。其中，NI CompactRIO-9064实时控制器配备了9-30VDC的冗余电源输入、一个实时时钟、硬件监视定时器、双以太网端口、高达4GB的板载数据存储器，以及内置的USB接口和RS232接口。
CompactRIO控制器经过正确配置后，出现在MAX的远程系统目录下，名称为NI-cRIO-9064-03090094，右击软件选择增加/删除软件，打开LabVIEW实时软件向导。选择自定义软件安装，安装需要的NI Real-Time实时模块组件和NI-IMAQdx图像采集驱动模块组件，以及勾选IP Camera Support和USB Vision Support，以便于CompactRIO能够通过USB接口调用USB相机。这样就通过LabVIEW建立起CompactRIO控制器和USB相机两个硬件的联系。
图1所示为在NI MAX利用CompactRIO设备与接口中的USB相机采集图像的界面。本发明中配置在CompactRIO中的USB相机为USB 2.0camera，名称为“cam0”。单击Snap即可在界面中抓取单个图像，单击Grab即可在界面中获取连续的图像，而且在界面中可调节相机的属性，如Brightness(亮度)，Contrast(对比度)，Saturation(饱和度)，sharpness(清晰度)等，以获取不同质量要求的图像。
在LabVIEW中创建一个新项目，将CompactRIO的实时控制器添加到项目中，将Grab.vi的程序添加到项目中并运行，在前面板的Camera Name中选择在NI MAX中得到的USB相机名称“cam0”，即可实现在CompactRIO实时系统下通过USB相机采集图像或者视频。
基于此，本发明的基于NI compactRIO的USB图像采集实现了对被测环境的实时采集，即使被测环境是由于自然、人为及其他不可控因素造成的严酷特定环境，基于NI compactRIO的USB图像采集仍然可以良好稳定的工作。而且，由于采用了开放和嵌入式的结构，具有极好的灵活性，可以使用现成的商品硬件迅速地建立嵌入式系统。