一种可重新配置总线接口的ccd相机的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种可重新配置总线接口的CCD相机，包括图像采集单元、图像处理单元、控制单元和总线接口单元，各单元之间通过电信号连接；图像采集单元包括镜头组件、CCD图像传感器、驱动电路和CCD信号处理器，CCD图像传感器分别与驱动电路和CCD信号处理器电信号连接；图像处理单元包括FPGA和SDRAM；控制单元采用STM32F407IE；总线接口单元包括Ethernet接口、USB接口、RS485接口、CAN接口、RS232接口和各总线硬件机械接口。本实用新型通过总线接口的重新配置和总线协议的选择，提高了CCD相机在多种场景下应用的便利性，克服了现有技术中通讯接口部分需要重复性设计、工作量大的缺点，CCD相机的处理效率高。
【专利说明】
一种可重新配置总线接口的CCD相机
技术领域
[0001]本实用新型属于一种机器视觉检测，具体涉及一种可重新配置总线接口的CCD相机。
【背景技术】
[0002]随着机器视觉技术的不断发展，以CCD(charge coupled devic，电荷親合器件)为核心的视觉检测技术已经逐渐融入到了工业、医疗、机器人等诸多行业当中。在许多优异的检测系统中，系统性能优越与否的关键是看图像采集的实时性、图像算法处理的正确性、系统功能的完整性。
[0003]但是，在这些领域进行应用时，由于系统的要求和应用场景的不同，所采用的检测系统中，特别是CCD相机的总线接口往往也不尽相同，这就使得许多相近的应用场景经常为了满足不同的通讯接口而对通讯接口部分进行重新设计。
[0004]这些通讯接口部分设计主要包括PCB(Printed Circuit Board，印制电路板)和软件，进行这些通讯接口部分设计时，不但工作量会加大，而且经常会出现重复设计的现象，进而造成了检测系统中C⑶相机的通用性比较差。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型是为了克服现有技术中存在的缺点而提出的，其目的是提供一种可重新配置总线接口的C⑶相机。
[0006]本实用新型是按以下技术方案实现的:
[0007]—种可重新配置总线接口的CCD相机，包括图像采集单元、图像处理单元、控制单元和总线接口单元，各单元之间通过电信号连接;所述的图像采集单元包括镜头组件、CCD图像传感器、驱动电路和CXD信号处理器，CXD图像传感器分别与驱动电路和C⑶信号处理器电信号连接;所述的图像处理单元包括FPGA和SDRAM;所述的控制单元采用STM32F407IE ；所述的总线接口单元包括Ethernet接口、USB接口、RS485接口、CAN接口、RS232接口和各总线硬件机械接口。
[0008]所述的驱动电路包括电压转换电路和由运算放大器组成的信号放大电路。
[0009]所述的CCD信号处理器的型号为AD9846。
[0010]本实用新型有益的效果:
[0011]本实用新型通过实现总线接口可重配的CCD相机，提高了 CXD相机在多种场景下应用的便利性，通过总线接口的重新配置和总线协议的选择，极大地减轻了视觉检测系统设计中通讯接口部分的重复性设计工作，增强了 CCD相机的通用性。图像处理单元FPGA利用异步FIFO和外围存储SDRAM完成了图像采集单元的数据通信和实时控制，不但加快了数据信号传输的速率，更方便了对图像采集的控制，提高了 CCD相机的工作能力和处理效率。
【附图说明】
[0012]图1是本实用新型的结构框图；
[0013]图2是本实用新型的工作流程图。
[0014]图中:
[0015]I图像采集单元2图像处理单元
[0016]3控制单元4总线接口单元
[0017]5镜头组件6 CCD图像传感器
[0018]7驱动电路8 CCD信号处理器
[0019]9 FPGA10 SDRAM
[0020]11 STM32F407IE12 Ethernet接口
[0021]13 USB接口14 RS485接口
[0022]15 CAN接口16 RS232接口
[0023]17各总线硬件机械接口。
【具体实施方式】
[0024]下面，参照附图及实施例对本实用新型的一种可重新配置总线接口的CCD相机进行详细说明:
[0025]如图1所示，一种可重新配置总线接口的CCD相机，包括图像采集单元1、图像处理单元2、控制单元3和总线接口单元4，各单元之间通过电信号连接。
[0026]其中，图像采集单元I包括镜头组件5、(XD图像传感器6、驱动电路7和C⑶信号处理器8;C⑶图像传感器6分别与驱动电路7和C⑶信号处理器8电信号连接，即驱动电路7产生的驱动信号送至CCD图像传感器6，CCD图像传感器6产生的图像输出信号传输至CCD信号处理器8，从而获取实时采集到的图像；
[0027]图像处理单元2包括FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)9和SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory，同步动态随机存储器)10，本单元应用图像处理算法，对采集到的实时图像数据进行处理。具体是:在本单元中通过总线控制、时序产生、同步信号、异步FIF0(First In First Out，先进先出存储器)等方法实现正确的图像采集，并将所获得的信息存入外部存储模块，最后通过算法模块完成所需算法处理。
[0028]所述图像处理单元2的图像处理算法包括图像CCD图像的去噪、滤波、图像的重构及图像特征的提取等操作。
[0029]控制单元3米用STM32F407IE11，是以ARM(Random Access Memory，动态随机存储器)为核心的微控制器MCU(Microcontroller Unit)，根据配置参数通过STM32F407IE 11控制CCD相机的工作，连接各种总线接口并根据配置命令选择不同总线协议。主要功能包括:
[0030](a)与各总线接口的相关电路进行连接；
[0031](b)根据配置命令，选择执行不同的总线协议；
[0032](c)解析相机配置参数，例如:(XD扫描频率、增益设置、白平衡校正等，并传送至图像处理单元，进而控制FPGA 9驱动C⑶图像传感器6进行工作。
[0033]总线接口单元4包括Ethernet接口 12、USB接口 13、RS485接口 14、CAN接口 15、RS232接口 16、各总线硬件机械接口 17。其作用是接收相机的控制参数，传输获取的图像数据。
[0034]驱动电路7包括电压转换电路和由运算放大器组成的信号放大电路，主要用来产生CCD相机工作时所需的脉冲信号，例如:时钟脉冲信号、转移脉冲信号、复位脉冲信号、钳位脉冲信号等。
[0035]所述C⑶信号处理器8采用的型号为AD9846。
[0036]总线接口单元4 中的 Ethernet 接口 12、USB 接口 13、RS485接口 14、CAN 接口 15、RS232接口 16均为标准接口。
[0037]总线接口和对应总线协议均可根据应用场景进行自由配置及选取，进而拓展了CCD相机的应用场合及使用便利性。
[0038]如图2所示，本实用新型的工作流程为:
[0039](i)初始化配置
[0040]在控制系统中，通过人机界面向CCD相机发送配置命令，包括总线配置命令、相机配置参数等，SI;
[0041 ] (ii)总线配置
[0042]控制单元3中的STM32F407IE 11根据配置命令进行总线选择，并配置总线参数，如CAN总线接口的波特率，并执行相应的总线协议程序，如CAN0PEN协议等，S2;
[0043](m)相机参数配置
[0044]控制单元3中的STM32F407IE 11解析相机配置参数，包括相机扫描频率、增益参数、白平衡配置参数等，S3;
[0045](iv)相机启动
[0046]控制单元3中的STM32F407IE 11将相关配置参数传送至图像处理单元2的FPGA 9模块，控制CCD相机，传感器开始采集图像，S4;
[0047](V)图像处理
[0048]图像处理单元2中的FPGA9模块通过去噪、滤波、图像的重构，及图像特征的提取等算法对图像进行处理，S5;
[0049](vi)处理结果上传
[0050]处理后的图像，以及数据结果传输至控制单元3中的STM32F407IE 11，经相关协议编码后送至检测系统中的处理模块，S6。
[0051]本实用新型通过总线接口的重新配置和总线协议的选择，提高了CCD相机在多种场景下应用的便利性，克服了现有技术中通讯接口部分需要重复性设计、工作量大的缺点，CXD相机的处理效率高。
【主权项】
1.一种可重新配置总线接口的CCD相机，其特征在于:包括图像采集单元(1)、图像处理单元(2)、控制单元(3)和总线接口单元(4)，各单元之间通过电信号连接;所述的图像采集单元(I)包括镜头组件(5)、CXD图像传感器(6)、驱动电路(7)和CCD信号处理器(8)，C⑶图像传感器(6)分别与驱动电路(7)和CXD信号处理器(8)电信号连接;所述的图像处理单元(2)包括FPGA (9 )和SDRAM(1 );所述的控制单元(3 )采用STM3 2F4071E (11);所述的总线接口单元(4 )包括Ethernet接口( 12 )、USB接 口( 13 )、RS485接口( 14 )、CAN接 口( 15 )、RS232接口( 16 )和各总线硬件机械接口(17)。2.根据权利要求1所述的可重新配置总线接口的CCD相机，其特征在于:所述的驱动电路(7)包括电压转换电路和由运算放大器组成的信号放大电路。3.根据权利要求1所述的可重新配置总线接口的CCD相机，其特征在于:所述CCD信号处理器(8)采用的型号为AD9846。
【文档编号】H04N5/225GK205510214SQ201620225472
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年3月23日
【发明人】徐晓明, 孔玲玲, 刘恺
【申请人】核工业理化工程研究院华核新技术开发公司