CN202486697U - 用于嵌入式机器视觉系统实时图像分析的人机交互系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种人机交互系统，属于嵌入式系统技术领域，尤其是一种用于嵌入式机器视觉系统实时图像分析的人机交互系统，其包括手操板、VGA显示器以及上位机，其中，上位机包括DSP、外围电路、CCD处理电路、CPLD系统、VGA驱动电路和SRAM显存，且DSP分别与CPLD系统和外围电路连接，CCD处理电路、VGA驱动电路和SRAM显存分别与CPLD系统连接，手操板与外围电路连接，VGA驱动电路与VGA显示器连接；本实用新型易用性强，系统数据传输的实时性高，可广泛应用于工业用视觉系统。

Description

用于嵌入式机器视觉系统实时图像分析的人机交互系统

技术领域

本实用新型涉及一种人机交互系统，尤其是一种用于嵌入式机器视觉系统实时图像分析的人机交互系统，属于嵌入式系统技术领域。

背景技术

机器视觉系统是目前工业自动化中的常见系统，视觉系统在实际应用中，不仅需要检测可靠，还需要方便使用和调试。目前机器视觉系统在调试时的人机交互，一般需要采集实时图像进行分析，以设置正确的工作参数。现有技术以PC为平台设计调试界面进行人机交互，不仅面临大批量数据传输的实时性问题，而且要将PC安装在生产线上，降低了系统的易用性，增加了推广难度。

嵌入式平台作为一种时兴的新技术，由于其结构化、集成度高，实时性强，可靠性和可用性强，且成本低、性价比高，正在越来越多的场合尤其是工业应用中取代PC机执行控制职能。

因此，能否设计、生产一种新型的人机交互系统，将嵌入式平台融入机器视觉系统中以克服上述缺陷，为本领域技术人员开拓了崭新的思路。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种用于嵌入式机器视觉系统实时图像分析的人机交互系统，其以CPLD和DSP为核心形成，满足了人机交互系统的易用性、数据传输实时性的要求。其所采用的技术方案如下：

该用于嵌入式机器视觉系统实时图像分析的人机交互系统包括手操板、VGA显示器以及上位机，其中，上位机包括DSP、外围电路、CCD处理电路、CPLD系统、VGA驱动电路和SRAM显存，且DSP分别与CPLD系统和外围电路连接，CCD处理电路、VGA驱动电路和SRAM显存分别与CPLD系统连接，手操板与外围电路连接，VGA驱动电路与VGA显示器连接。

优选地，该系统还具有EEPROM，其与DSP连接。

优选地，外围电路由RS232串口电路构成。

优选地，CCD处理电路由CCD驱动电路及模数转换电路构成。

本实用新型较之现有技术的优点在于：

1，系统易用性强；

2，系统数据传输的实时性高。

附图说明

图1是本实用新型的原理框图。

符号说明

1 手操板

2 外围电路

3 DSP

4 EEPROM

5 CCD处理电路

6 CPLD系统

7 VGA驱动电路

8 SRAM显存

9 VGA显示器

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明：

如图1所示，该用于嵌入式机器视觉系统实时图像分析的人机交互系统包括手操板1、VGA显示器9以及上位机，其中，上位机包括DSP3、外围电路2、CCD处理电路5、CPLD系统6、VGA驱动电路7和SRAM显存8，且DSP3分别与CPLD系统6和外围电路2连接，CCD处理电路5、VGA驱动电路7和SRAM显存8分别与CPLD系统6连接，手操板1与外围电路2连接，VGA驱动电路7与VGA显示器9连接。

该系统还可以具有EEPROM4，其与DSP3连接。

手操板1：由单片机构成的键盘处理电路构成，定义了按键的功能，并将按键动作以预定义的协议格式，通过单片机的串口以RS232信号发送出去给上位机。

外围电路2：由RS232串口电路构成，主要是接收手操板1的单片机发送过来的按键处理协议，DSP3识别这些协议并产生对应于按键动作的响应。

DSP3：由Blackfin531处理器构成，主要是响应手操板动作，获得相应的工作参数；保存工作参数到EEPROM4中；产生人机界面的菜单数据，并通过CPLD系统6写入到SRAM显存8中的指定区域内；获取CPLD系统6传送过来的原始图像数据并进行处理，产生处理结果。

EEPROM4：用于保存系统工作时的参数。当因为手操板1的动作修改了参数时，DSP3更新工作参数并在菜单中显示出来，同时也将新参数保存在EEPROM4中；每次上电时DSP3读取工作参数进行图像处理等工作，并在菜单中显示出来。

CCD处理电路5：由CCD驱动电路及模数转换电路构成。CPLD产生符合CCD驱动的时序信号，通过驱动电路来驱动CCD输出模拟的图像数据信号，这些图像数据信号经过模数转换电路进行输出，CPLD系统6读取模数转换输出数据即可得到原始的数字图像数据。

CPLD系统6：CPLD系统6主要进行原始图像数据采集及传输，并进行显存管理及VGA输出管理。CPLD系统6产生符合DSP3数据总线时序的信号，将图像数据写入到DSP3数据总线的缓存中，并由DSP3的DMA操作将缓存中的数据保存到SDRAM显存8中，完成图像存储，同时这些原始图像数据也写入到了SRAM显存8中。DSP3生成的用户菜单和响应手操板动作改变工作参数，经过CPLD系统6写入到SRAM显存8中指定的菜单数据保存区域内。图像数据及菜单数据最后由CPLD系统6读取显存、产生VGA驱动信号，在VGA显示器9中显示出来。

SRAM显存8：保存VGA显示用的数据，包括：原始图像数据和菜单数据。CPLD系统6将获得的CCD原始数字图像数据，在写入DSP3的同时，也将这些数据保存在SRAM显存8中。DSP3响应手操板动作，将工作参数及菜单生产适合VGA显示的点阵数据，并通过CPLD系统6写入到SRAM显存8中。

VGA驱动电路7：主要由产生VGA的RGB模拟数据的数模转换器构成。CPLD系统6读取SRAM显存8数据，这些数据通过数模转换器转换为RGB模拟信号，同时CPLD系统6产生VGA驱动时序，将数据显示在VGA显示器9中。

VGA显示器9：标准的VGA接口显示器。

下面简述该用于嵌入式机器视觉系统实时图像分析的人机交互系统的工作过程：

系统上电时，DSP3从EEPROM4中读取上次工作保存的工作参数，生成系统菜单数据，并通过异步总线接口将这些菜单数据写入CPLD系统6提供的异步端口，CPLD系统6将写入的菜单数据同步写入到SRAM显存8中指定的菜单数据保存区域，再由CPLD系统6将采集到的CCD数据和菜单数据从SRAM显存8中读取出来，通过VGA的数模转换电路将这些数据转换为VGA显示用的RGB模拟信号，VGA显示器9在CPLD系统6产生的同步时序的驱动下，将这些数据在标准VGA接口显示器上显示出来。

工作时，操作人员可以通过使用手操板1设置新的工作参数。手操板1上的单片机将手操板键盘的动作进行编码，按照预定义的协议通过RS232串口发送给DSP3；DSP3通过串口接收到这些协议后进行解释，获得新的工作参数的同时，产生相应的菜单动作。新的工作参数会由DSP3重新写入CPLD系统6，由CPLD系统6更新显存的内容并在VGA显示器9上显示出来，同时DSP3也会将这些新的工作参数写入到EEPROM4保存，以在下一次上电时自动读取这些数据。

CPLD系统6工作时会产生图像传感器驱动信号以采集原始的图像数据，同时CPLD系统6将采集到的原始数据写入到SRAM显存8以在VGA上显示的同时，也会通过DSP3的总线接口将这些原始传送给DSP3。DSP3获得这些原始图像数据后根据工作参数对图像数据进行处理，并产生处理结果输出。

试验结果表明，本实用新型易用性强，能够实时传输大批量数据，可广泛应用于嵌入式机器视觉系统进行工业生产。

上面以举例方式对本实用新型进行了说明，但本实用新型不限于上述具体实施例，凡基于本实用新型所做的任何改动或变型均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (4)

1.一种用于嵌入式机器视觉系统实时图像分析的人机交互系统，其特征在于包括：手操板(1)、VGA显示器(9)以及上位机，其中，所述上位机包括DSP(3)、外围电路(2)、CCD处理电路(5)、CPLD系统(6)、VGA驱动电路(7)和SRAM  存(8)，且所述DSP(3)分别与所述CPLD系统(6)和外围电路(2)连接，所述CCD处理电路(5)、VGA驱动电路(7)和SRAM显存(8)分别与所述CPLD系统(6)连接，所述手操板(1)与外围电路(2)连接，所述VGA驱动电路(7)与VGA显示器(9)连接。

2.根据权利要求1所述的用于嵌入式机器视觉系统实时图像分析的人机交互系统，其特征在于，还包括与DSP(3)连接的EEPROM(4)。

3.根据权利要求2所述的用于嵌入式机器视觉系统实时图像分析的人机交互系统，其特征在于，所述外围电路(2)由RS232串口电路构成。

4.根据权利要求3所述的用于嵌入式机器视觉系统实时图像分析的人机交互系统，其特征在于，所述CCD处理电路(5)由CCD驱动电路及模数转换电路构成。

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