CN111629205B - 一种应用于工业相机模拟测试的系统和方法 - Google Patents

一种应用于工业相机模拟测试的系统和方法 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种应用于工业相机模拟测试的系统和方法，包括：第一终端，将控制信号通过通信连接装置传输给工业相机；工业相机，用于将根据控制信号所获取的数据信息传输给通信连接装置；通信连接装置，用于采用预设图像数据对采集图像数据进行替换和校验处理后获得更新后的数据信息，并将更新后的数据信息传输给第一终端，以使第一终端根据更新后的数据信息进行测试。通过在第一终端和工业相机之间增设通信连接装置，从而实现将真实场景所对应的预设图像数据替换掉工业相机中的采集图像数据，从而实现在对接口进行测试的同时，还能够保证第一终端对机器视觉软件测试的准确确性，并且满足了用户对全面性和准确性测试的需求。

Description

一种应用于工业相机模拟测试的系统和方法
技术领域
本发明实施例涉及机器视觉技术领域，尤其涉及一种应用于工业相机模拟测试的系统的方法。
背景技术
目前在基于千兆网视觉标准（GigE Vision，GEV）的机器视觉系统，包括工业相机以及包含机器视觉软件的终端设备，在开发阶段通常需要对接口和机器视觉软件进行测试，从而在机器视觉系统正式投入生产后，能够保证机器视觉系统工作的准确性。
但是在对接口进行测试时，由于工业相机还未正式投入工作，因此拍摄的图像不是实际生产的画面，机器视觉软件的正确性会被忽略，从而影响机器视觉软件测试的准确率，因此现有的系统结构还无法满足对机器视觉系统全面性和准确性的测试需求。
发明内容
本发明实施例提供了一种应用于工业相机模拟测试的系统和方法。以满足对机器视觉系统全面性和准确性的测试需求。
第一方面，本发明实施例提供了一种应用于工业相机模拟测试的系统，包括：
通信连接装置、与通信连接装置分别连接的工业相机和第一终端，其中，第一终端包含机器视觉软件；
第一终端，用于根据机器视觉软件产生控制信号，并将控制信号通过通信连接装置传输给工业相机；
工业相机，用于将根据控制信号所获取的数据信息传输给通信连接装置；
通信连接装置，用于识别数据信息中的采集图像数据，并采用预设图像数据对采集图像数据进行替换和校验处理后获得更新后的数据信息，并将更新后的数据信息传输给第一终端，以使第一终端根据更新后的数据信息进行测试。
第二方面，本发明实施例提供了一种应用于工业相机模拟测试的方法，应用于上述的应用于工业相机模拟测试的系统，包括：
第一终端根据机器视觉软件产生控制信号，并将控制信号通过通信连接装置传输给工业相机；
工业相机将根据控制信号所获取的数据信息传输给通信连接装置；
通信连接装置识别数据信息中的采集图像数据，并采用预设图像数据对采集图像数据进行替换和校验处理后获得更新后的数据信息，并将更新后的数据信息传输给第一终端，以使第一终端根据更新后的数据信息进行测试。
本发明实施例的技术方案，通过在第一终端和工业相机之间增设通信连接装置，从而实现将真实场景所对应的预设图像数据替换掉工业相机中的采集图像数据，从而实现在对接口进行测试的同时，还能够保证第一终端对机器视觉软件测试的准确性，并且满足了用户对全面性和准确性测试的需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本发明实施例一提供的一种应用于工业相机模拟测试的系统结构示意图；
图2是本发明实施例二提供的一种应用于工业相机模拟测试的系统结构示意图；
图3是本发明实施例三提供的一种应用于工业相机模拟测试的方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1是本发明实施例一提供的一种应用于工业相机模拟测试的系统结构示意图，如图1所示，应用于工业相机模拟测试的系统包括：通信连接装置11、与通信连接装置11分别连接的工业相机13和第一终端12，其中，第一终端12包含机器视觉软件；
第一终端12，用于根据机器视觉软件产生控制信号，并将控制信号通过通信连接装置传输给工业相机。工业相机13，用于将根据控制信号所获取的数据信息传输给通信连接装置。通信连接装置11，用于识别数据信息中的采集图像数据，并采用预设图像数据对采集图像数据进行替换和校验处理后获得更新后的数据信息，并将更新后的数据信息传输给第一终端，以使第一终端根据更新后的数据信息进行测试。
可选的，通信连接装置11具体包括现场可编程门阵列（Field Programmable GateArray，FPGA）芯片111、通用串行总线（Universal Serial Bus，USB）芯片112和存储器113，FPGA芯片111分别与USB芯片112和存储器连接113。
可选的，系统还包括第二终端14，第二终端与通信连接装置连接；第二终端，用于将预设图像数据通过USB芯片传输到FPGA芯片，以使FPGA芯片将预设图像数据缓存后传输到存储器中进行保存。
具体的说，由于本实施方式中的工业相机在测试阶段尚未在室外场景中正式投入使用，因此根据控制信号所获取的数据信息中，经过识别如果确定存在采集图像数据，此时所获取的采集图像数据也只是对应室内场景的画面，而并不是未来投入应用后真实应用场地所对应的画面，因此通过其它类型的摄像装置提前在真实应用场地中进行拍摄，获得与真实应用场地所对应的预设图像数据并传输到第二终端，第二终端具体可以是一台计算机，本实施方式中并不限定第二终端的具体类型。
需要说明的是，通信连接装置中的USB芯片具有接口传输信息的作用，因此第二终端将所获取的与真实应用场地所对应的预设图像数据通过USB接口传输到FPGA芯片中，FPGA芯片通过对预设图像数据进行缓存后传输到存储器中进行保存，从而保证了在缓存数据出现故障的情况下，FPGA芯片还可以从存储器中重新获取所保存的预设图像数据。
其中，由于工业相机将所获取的数据信息传输给了通信连接装置，通信连接装置通过对数据信息进行识别，在确定存在采集图像数据时，将所缓存或保存的与真实应用场地所对应的预设图像数据对采集图像数据进行替换和校验过程后获得更新后的数据信息。经过上述替换和校验过程，能够保证传输给第一终端的更新后的数据信息中包含与真实应用场地所对应的预设图像数据，机器视觉软件对更新后的数据信息进行处理，第一终端对处理结果进行测试确定机器视觉软件处理算法的准确性，由于更新后的数据信息中包含真实应用场地的画面，从而保证了算法测试过程的准确性。
可选的，通信连接装置还包括第一接口114和第二接口115；第一接口114用于连接第一终端12和FPGA芯片111；第二接口115用于连接FPGA芯片111和工业相机13。
具体的说，本实施方式中通信连接装置具体是通过第一接口与第一终端进行连接，通过第二接口与工业相机连接。并且第一接口和第二接口的类型具体可以是物理层端口，但是本实施方式中并不限定第一接口和第二接口的具体类型。并且还可以根据通信连接装置与第一终端和工业相机所传输的数据准确性和通信状况，实现对接口的性能测试，因此本实施方式中在保证对机器视觉软件测试的同时，仍能够实现对接口的测试。
可选的，第一终端采用预设协议与FPGA芯片进行通信连接。
其中，第一终端与FPGA芯片之间所采用的预设协议包括千兆网视觉标准GEV协议。
需要说明的是，本实施方式中的第一接口与FPGA芯片之间的传输协议包括GMII协议、RGMII协议或SGMII协议，本实施方式中并不对第一接口与FPGA芯片之间具体的传输协议进行限定。
本发明实施例的技术方案，通过在第一终端和工业相机之间增设通信连接装置，从而实现将真实场景所对应的预设图像数据替换掉工业相机中的采集图像数据，从而实现在对接口进行测试的同时，还能够保证第一终端对机器视觉软件测试的准确性，并且满足了用户对全面性和准确性测试的需求。
实施例二
图2是本发明实施例二提供的一种应用于工业相机模拟测试的系统结构示意图，本实施例在实施例一的基础上，对实例一中的FPGA芯片111的结构进行了具体说明。
可选的，FPGA芯片111包括图像缓存模块1111、数据类型识别模块1112和图像替换模块1113，图像替换模块1113分别与图像缓存模块1111和数据类型识别模块1112连接，图像缓存模块1111分别与USB芯片112和存储器113连接。
其中，图像缓存模块1111，用于接收USB芯片112传输的预设图像数据，并将预设图像数据缓存后传输到存储器113中进行保存；数据类型识别模块1112，用于对数据信息进行识别，并在确定数据信息中包含采集图像数据时，将采集图像数据传输给图像替换模块；图像替换模块1113，用于从图像缓存模块1111中提取缓存的预设图像数据，并采用预设图像数据对采集图像数据进行替换获得替换后的数据信息。
可选的，数据类型识别模块还用于，在确定数据信息中不包含采集图像数据时，直接将数据信息传输给第一终端12。
可选的，FPGA芯片还包括校验数据更新模块1114，校验数据更新模块1114与图像替换模块1113和第一接口115连接；校验数据更新模块，用于对替换后的数据信息中的校验数据进行更新获得更新后的数据信息，并将更新后的数据信息通过第一接口115传输给第一终端12。
可选的，采集图像数据采用预设的帧结构进行传输。
其中，采集图像数据具体可以采用 PAYLOAD包的结构进行传输。
具体的说，数据类型识别模块在获取到工业相机通过第二接口所传输的数据信息时，会对数据信息进行识别确定是否包含采集图像数据，具体识别过程是获取数据信息的以太网帧结构，并判断以太网帧结构类型是否为千兆网视觉标准协议流GVSP中的PAYLOAD包，如果是，则确定数据信息包含采集图像数据，否则，确定数据信息中不包含采集图像数据。其中，如表1所示为PAYLOAD包的结构示例，将数据信息的以太网帧结构与表1中的PAYLOAD包的结构进行对比，如果完全一样，则说明以太网帧结构类型为千兆网视觉标准协议流GVSP中的PAYLOAD包。
表1 PAYLOAD包的结构
Figure 940681DEST_PATH_IMAGE001
Figure 107351DEST_PATH_IMAGE002
其中，在确定以太网帧结构类型为千兆网视觉标准协议流GVSP中的PAYLOAD包时，再将采集图像以PAYLOAD包的形式传输给图像替换模块，图像替换模块会从图像缓存模块中提取之前所缓存的预设图像数据，并且在图像缓存模块中的缓存数据出现错误的情况下，会从存储器中提取之前所保存的预设图像数据，确定PAYLOAD包的结构中GVSP报文区域，以及在GVSP报文区域中确定图像数据字段，并将图像数据字段中所包含的采集图像数据替换为预设图像数据，并获得替换后的数据信息。
具体的说，图像替换模块会将替换后的数据信息以PAYLOAD包的形式传输给校验数据更新模块，由于PAYLOAD包中的区域UDP报头中所包含的字段UDP报文校验的具体数值，以及区域PCS校验的具体数值都是是与GVSP报文中的字段图像数据关联的，因此在字段图像数据中的内容进行替换发生变化后，校验数据更新模块会根据预设图像数据对区域UDP报头中所包含的字段UDP报文校验的具体数值以及区域PCS校验的具体数值进行更新，从而获得更新后的数据信息，并将更新后数据信息以PAYLOAD包的形式传输给第一终端。
需要说明的是，数据类型识别模块在确定数据信息中不包含采集图像数据时，则说明不需要进行图像数据替换，此时会直接将数据信息传输给第一终端，而无需再经过图像替换模块和校验数据更新模块的处理。
实施例三
图3是本发明实施例三提供的一种应用于工业相机模拟测试的方法流程图，本实施例可适用于对机器视觉系统全面性和准确性的测试，该方法可以由本发明实施例中的应用于工业相机模拟测试的系统来执行。如图3所示，该方法具体包括如下操作：
步骤101，第一终端根据机器视觉软件产生控制信号，并将控制信号通过通信连接装置传输给工业相机。
具体的说，本实施方式中第一终端与工业相机之间的网络信号的类型可以为全双工模式，包括上行帧和下行帧，并将由第一终端经过通信连接装置到工业相机的网络信号的类型定义为下行帧，而将由工业相机通过通信连接装置到第一终端的网络信号的类型定义为上行帧。
其中，针对下行帧来说，第一终端可以根据视觉软件产生拍摄控制信号，并将拍摄控制信号通过通信连接装置传输给工业相机，从而实现拍摄控制信号的传输。
步骤102，工业相机将根据控制信号所获取的数据信息传输给通信连接装置。
具体的说，通信连接装置具体包括现场可编程门阵列（Field Programmable GateArray，FPGA）芯片、通用串行总线（Universal Serial Bus，USB）芯片和存储器， FPGA芯片分别与USB芯片和存储器连接。通信连接装置还包括第一接口和第二接口；第一接口用于连接第一终端和FPGA芯片；第二接口用于连接FPGA芯片和工业相机。因此工业相机具体是通过第二接口将获取的数据信息传输给通信连接装置中的FPGA芯片中。
步骤103，通信连接装置识别数据信息中的采集图像数据，并采用预设图像数据对采集图像数据进行替换和校验处理后获得更新后的数据信息，并将更新后的数据信息传输给第一终端，以使第一终端根据更新后的数据信息进行测试。
其中，FPGA芯片包括图像缓存模块、数据类型识别模块和图像替换模块，图像替换模块分别与图像缓存模块和数据类型识别模块连接，图像缓存模块还与USB芯片和存储器连接。
其中，FPGA芯片还包括校验数据更新模块，校验数据更新模块与图像替换模块和第一接口连接；校验数据更新模块对替换后的数据信息中的校验数据进行更新获得更新后的数据信息，并将更新后的数据信息通过第一接口传输给第一终端。
具体的说，本实施方式中通信连接装置具体是通过FPGA芯片中的图像缓存模块、数据类型识别模块、图像替换模块以及校验数据更新模块实现对数据信息的识别、图像替换和校验数据的更新，以获得更新后的数据信息，并传输给第一终端，并且更新后的数据信息中包含与真实应用场地所对应的预设图像数据，机器视觉软件对更新后的数据信息进行处理，第一终端对处理结果进行测试确定机器视觉软件处理算法的准确性，由于更新后的数据信息中包含真实应用场地的画面，从而保证了算法测试过程的准确性。
其中关于更新后的数据信息的具体获取过程可以参照实施二中通信连接装置的具体功能介绍，本申请实施方式中不再进行赘述。
需要说明的是，由于本实施方式中的通信连接装置具体是通过第一接口与第一终端进行连接，通过第二接口与工业相机连接。并且第一接口和第二接口的类型具体可以是物理层端口，但是本实施方式中并不限定第一接口和第二接口的具体类型。并且还可以根据通信连接装置与第一终端和工业相机所传输的数据准确性和通信状况，实现对接口的性能测试，因此本实施方式中在保证对机器视觉软件测试的同时，仍能够实现对接口的测试。
本发明实施例的技术方案，通过在第一终端和工业相机之间增设通信连接装置，从而实现将真实场景所对应的预设图像数据替换掉工业相机中的采集图像数据，从而实现在对接口进行测试的同时，还能够保证第一终端对机器视觉软件测试的准确性，并且满足了用户对全面性和准确性测试的需求。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种应用于工业相机模拟测试的系统，其特征在于，包括：
通信连接装置、与所述通信连接装置分别连接的工业相机和第一终端，其中，所述第一终端包含机器视觉软件；
所述第一终端，用于根据所述机器视觉软件产生控制信号，并将所述控制信号通过所述通信连接装置传输给所述工业相机；
所述工业相机，用于将根据所述控制信号所获取的数据信息传输给所述通信连接装置；
所述通信连接装置，用于识别所述数据信息中的采集图像数据，并采用预设图像数据对所述采集图像数据进行替换和校验处理后获得更新后的数据信息，并将所述更新后的数据信息传输给所述第一终端，以使所述第一终端根据所述更新后的数据信息进行测试，其中，所述预设图像数据为所述工业相机投入应用后真实应用场地所对应的画面。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述通信连接装置具体包括现场可编程门阵列FPGA芯片、通用串行总线USB芯片和存储器，所述FPGA芯片分别与所述USB芯片和所述存储器连接。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括第二终端，所述第二终端与所述通信连接装置连接；
所述第二终端，用于将所述预设图像数据通过所述USB芯片传输到所述FPGA芯片，以使所述FPGA芯片将所述预设图像数据缓存后传输到所述存储器中进行保存。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述通信连接装置还包括第一接口和第二接口；
所述第一接口用于连接所述第一终端和所述FPGA芯片；
所述第二接口用于连接所述FPGA芯片和所述工业相机。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述FPGA芯片包括图像缓存模块、数据类型识别模块和图像替换模块，所述图像替换模块分别与所述图像缓存模块和所述数据类型识别模块连接，所述图像缓存模块还与所述USB芯片和所述存储器连接；
所述图像缓存模块，用于接收所述USB芯片传输的所述预设图像数据，并将所述预设图像数据缓存后传输到所述存储器中进行保存；
所述数据类型识别模块，用于对所述数据信息进行识别，并在确定所述数据信息中包含所述采集图像数据时，将所述采集图像数据传输给所述图像替换模块；
所述图像替换模块，用于从所述图像缓存模块中提取缓存的所述预设图像数据，并采用所述预设图像数据对所述采集图像数据进行替换获得替换后的数据信息。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述数据类型识别模块还用于，在确定所述数据信息中不包含所述采集图像数据时，直接将所述数据信息传输给所述第一终端。
7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述FPGA芯片还包括校验数据更新模块，所述校验数据更新模块与所述图像替换模块和所述第一接口连接；
所述校验数据更新模块，用于对所述替换后的数据信息中的校验数据进行更新获得所述更新后的数据信息，并将所述更新后的数据信息通过所述第一接口传输给所述第一终端。
8.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第一终端采用预设协议与所述FPGA芯片进行通信连接。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的系统，其特征在于，所述采集图像数据采用预设的帧结构进行传输。
10.一种应用于工业相机模拟测试的方法，应用于权利要求1至9中任一项所述的应用于工业相机模拟测试的系统，包括：
所述第一终端根据所述机器视觉软件产生控制信号，并将所述控制信号通过所述通信连接装置传输给所述工业相机；
所述工业相机将根据所述控制信号所获取的数据信息传输给所述通信连接装置；
所述通信连接装置识别所述数据信息中的采集图像数据，并采用预设图像数据对所述采集图像数据进行替换和校验处理后获得更新后的数据信息，并将所述更新后的数据信息传输给所述第一终端，以使所述第一终端根据所述更新后的数据信息进行测试，其中，所述预设图像数据为所述工业相机投入应用后真实应用场地所对应的画面。
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