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  • 嵌入式機器視覺控制器

    2016-07-04新聞資訊

    一、機器視覺控制器的研發意義

    目前,國內機器視覺的應用研究如火如荼,但不論是將機器視覺應用于工業、農業、軍事、科學研究的各項領域,都離不開機器視覺開發平臺的搭建。機器視覺是一項綜合技術,包括圖像處理、機械工程技術、控制、電光源照明、光學成像、傳感器、模擬和數字視頻技術、計算機軟硬件技術(圖像增強和分析算法、圖像卡、I/O卡等)這些技術在機器視覺中是并列關系,相互協調應用才能構成一個完整的工業機器視覺應用系統。一個典型工業機器視覺系統如下圖所示:

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    遺憾的是,國內現在搭建機器視覺硬件平臺所需的各個組件多數以國外產品為主,近來,我國在LED光源與工控機技術方面有了較大進步,但其它部件目前仍然依賴進口。而且即使是在有競爭力的工控計算機系統部件方面,國內也尚未形成專門針對機器視覺市場開發的工業計算機主控產品。因此,國內客戶只能以東拼西湊、滿足需要為第一要求自行選擇工控機,這種無序導致了我國機器視覺研發的低水平瓶頸。

    二、BSKY機器視覺控制器的創新優勢:

    針對國內機器視覺硬件控制平臺領域的市場空白,藍天工控在國內首次提出了“機器視覺控制器”的概念,以國際流行嵌入式方向為研發設計導向,結合當下先進的數據傳輸模式與工業總線應用,開發基于X86架構的嵌入式機器視覺控制器,以實現對于數據采集、圖像處理、系統通訊等多方面的集成平臺,使其方便的連接機器視覺硬件環境前、后端設備,實現專業智能化控制,方便機器視覺應用領導研發人員的二次開發,最終促進我國機器視覺研究的快速發展。其產品具有以下4點創新優勢:

    1. 改善原機器視覺硬件平臺常用的數據采集卡+工控機+工業總線卡的復雜模式,將其提升為摒棄數據采集卡,直接利用嵌入式工業主板集成的高速數據傳輸協議與工業總線接口,用一個集成板卡的自我堆疊即實現開放式、多擴展的高速
    2. 通過嵌入式主板豐富的IO接口,提供多種圖像數據傳輸方式,包括USB、PC104、IEE1394等多個接口,方便機器視覺系統二次開發者的外設選擇。
    3. 在該嵌入式硬件集成方案中,特為工業CCD相機配套了IEEE1394火線傳輸方式,IEEE1394總結是目前為止計算機技術中最快的高速串行總線,最高傳輸速度可達400M,真正點對點傳輸,滿足了大數據數字圖像的需求,可同時傳輸數字視頻信號和數字音頻信號,1394技術在采集和回錄過程中沒有任何信號的損失。本實用新型中,配套了3個1394接口,可同時支持3個CCD相機,這對于需用多個相機進行同步數據采集的多點機器的視覺工作,可謂別出心裁的貼心設計。可為機器視覺的二次系統集成開發節省大量成本
    4. IEEE1394的高速傳輸直接性能直接可取代傳統的數據采集卡,同時本方案更設計了CAN工業總線(Controller Area Network)即控制器局域網絡,與一般的通信總線相比,CAN總線的數據通信具有突出的可靠性、實時性和靈活性。由于CAN總線本身的特點,其應用范圍目前已不再局限于汽車行業,而向自動控制、航空航天、航海、過程工業、機械工業、紡織機械、農用機械、機器人、數控機床、醫療器械及傳感器等領域發展。幾乎可以應用于所有機器視覺的應用領域。

    三、BSKY機器視覺控制器解決方案實現:

    該創新型產品依托Intel公司成熟的嵌入式Celeron mobile CPU + INTEL 852GM+82801DB(ICH4)芯片組,選擇了Intel公司的Celeron-M CPU、82852GME、82801DB,RealTek公司的RTL8100CL等主要芯片及Philips公司的SJA1000和Xilinx公司的XC9536可編程邏輯器件等主要芯片的方案,開發嵌入式機器視覺專用硬件平臺,硬件平臺采用標準3.5寸的嵌入式主板形式,體積小,集成度高,低功耗,采用PC104總線可實現多層堆疊。其主要實現技術指標如下:

    嵌入式機器視覺控制器技術方案

    結構:嵌入式3.5″工業計算機主板結構
    處理器:嵌入式INTEL Celeron-M CPU,32KB一級緩存,主頻800M/1G
    芯片組:INTEL 852GM+82801DB(ICH4)
    BIOS: PHONIX BIOS
    內存:板載1 DDR SODIMM slot,最大支持1G內存
    顯示:1個VGA接口,3D AGP 支持1920x1440,共享32M內存,1個LCD接口,支持LVDS,最大分辨率:1280x1024
    LAN接口:1個RealTek RTL8100BL 10/100M網卡接口或嵌入ICH4,LAN啟動
    EIDE接口:一個44PIN/2.0mm標準筆記本硬盤接口
    LPT接口:一個并行接口,支持SPP/EPP/ECP模式
    COM接口:2個串口,COM1支持RS232,COM2支持RS485模式
    1394接口:3個1394高速接口
    CF卡座:1個TYPE I 型CF卡座
    鍵盤/鼠標:PS/2鍵盤、鼠標接口二合一接口
    RTC:嵌入ICH4
    CAN接口:
    1. 端口數:2
    2. CAN 控制器:SJA1000
    3. CAN 收發器:82C250
    4. 信號支持:CAN_H,CAN_L
    5. 存儲器地址:從C800H到EF00H
    6. IRQ:3,4,5,6,7,9,10,11,12或15
    7. 連接器:DB9和2 x 5/2.54mm插針可選
    8. 隔離電壓:1000V(DC)
    DIO接口:
    I/O基址: 8個連續端口地址,有6個基地址(0X210、0X218、0X220、0X228、0X230、0X238)供用戶選擇
    中斷IRQ: IRQ3、IRQ4、IRQ5、IRQ6、IRQ7、IRQ9、IRQ10、IRQ11、IRQ12、IRQ14、IRQ15(軟件可編程)
    光電隔離開關量:8路輸入/8路輸出
    輸入:TTL電平或5V、24V可選
    輸出:OC門開路輸出吸入電流50mA,耐壓24VDC,上電高阻狀態
    總線接口:PC/104總線
    電源需求:電源接口, +12V和+5V供電
    工作溫度:寬溫0℃~+60℃
    相對濕度:相對濕度5%~95%,非凝結。

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    四、BSKY機器視覺控制器的市場前景

    BSKY機器視覺控制器是繼2008年藍天工控推出的嵌入式機器視覺主板EC3-1698之后,再接再勵對機器視覺市場深耗細作的創新與突破。該產品已申請國家實用新型專利(專利受理號:200920051410.3)面對中國機器視覺領域未來產值數億元的大市場蛋糕,藍天工控嵌入式機器視覺控制器的推出,對于機器視覺應用行業的終端集成商可謂“江湖及時雨”,可有效幫助軟硬件研發人員的快速硬件定型,集中精力優化軟件或者整體產品設計,而不再為市場紛繁復雜的工控選型大傷腦筋。藍天工控將全力支持機器視覺終端集成商,同時也歡迎渠道以各種形式與我們合作,共同作大作強中國的嵌入式機器視覺市場。

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