基于ARM的條碼精密測量系統(tǒng)*

摘要： 本文介紹了一種基于32位高性能處理器的視覺精密測量系統(tǒng)的軟硬件設計。圖像傳感器采集的條碼圖像通過精密定位算法得到絕對位移值，由以太網(wǎng)接口實現(xiàn)高速圖像采集。該系統(tǒng)適用于高精度定位的各種位移測量。
關鍵詞： ARM；嵌入式系統(tǒng)；視覺測量；條碼

引言

利用條碼技術進行精密測量的典型儀器是1990年Leica公司開發(fā)成功的數(shù)字水準儀NA2000，這種光電一體化的新型儀器，具有測量速度快、精度高、操作簡單、讀數(shù)直觀,能自動計算高差、高程，自動記錄數(shù)據(jù)，計算機數(shù)據(jù)處理和容易實現(xiàn)基準測量一體化等諸多特點。國內(nèi)目前對該技術的研究較少，本文提出了一種基于ST半導體公司的32位高性能處理器STR912FW44X6的測量系統(tǒng)方案。

系統(tǒng)結構

本系統(tǒng)由以下幾個部分組成：條碼標尺、光學系統(tǒng)、CMOS圖像采集模塊、STR912主控板、鍵盤與液晶顯示模塊、電源模塊和計算機測試系統(tǒng)。 硬件結構框圖如圖1所示。

　
系統(tǒng)工作原理如下：帶有精密位置信息的條碼圖像通過光學系統(tǒng)，成像在CMOS圖像傳感器光敏面上，STR912FW44X6處理器對SVI公司的LIS-1024圖像傳感器進行自動曝光控制后，采集圖像信息，經(jīng)過算法處理，獲得條碼帶有的位置信息。

當系統(tǒng)進行高速圖像采集時，STR912FW44X6處理器將采集信號通過以太網(wǎng)接口送往計算機測量系統(tǒng)，進行最終的數(shù)據(jù)處理。

硬件設計

圖像采集模塊

圖像采集模塊主要由線陣CMOS圖像傳感器(LIS-1024)、運算放大器(TLV2221IDBVR)組成。視頻信號經(jīng)運算放大器放大后傳送到STR912FW44X6主處理器進行A/D轉換，轉變?yōu)閿?shù)字圖像信號。

STR912FW44X6主處理器直接控制圖像采集時序，圖像采集模塊本身并沒有自動曝光功能，對環(huán)境光強的變化需要由主芯片對采集到的圖像信號進行分析，然后通過對圖像傳感器的控制來實現(xiàn)自適應環(huán)境光強的功能。

主機板模塊