一种适用于测量标示产品的硬件开发平台的制作方法
本发明属于平台开发，尤其涉及一种适用于测量标示产品应用的硬件开发平台。
背景技术：
1、部分工业产品特别是航空工业产品，具有结构复杂、零部件繁多、装配工作量大、对从事装配工作的工人有较高技术要求的特点。投影标示技术是提高人工装配环节数字化程度与生产效率的重要技术途径。基于标示的视觉–投影系统，利用视觉传感的方式识别并解算待标示工件的空间位姿信息，再通过投影将所需的加工信息直接显示在零部件外表面。特别是在航空航天等大设备装配制造环节时，工人无需借助任何设备，仅凭裸眼即可获取所需的数字化信息，且满足多人协作和长时间作业要求。一般测量标示产品包括两大部分，一是相机采集部分，例如两个安装有一定角度的双目相机。另一个是投影部分，例如激光投影和光机等。测量标示系统利用双目相机拍摄在同一时间下目标物体的左右视图，通过算法检索两幅图像中匹配的像素点，再利用匹配像素点之间的位置差，根据视差原理计算匹配像素点的三维空间信息，利用投影将位置信息投影出来。所以测量标示系统从硬件构成上来说至少有计算机(主机)，图像采集和投影这三大部分，并且这三大部分需要按照一定的控制逻辑进行有序的工作。现有技术中没有集成上述三部分的开发平台，且现有的开发平台开发条件不够灵活，不能单独控制其中的硬件。
技术实现思路
1、针对上述缺陷，本发明提供了一种适用于测量标示产品应用的硬件开发平台，是一个能够控制多个相机、投影光机等功能在内的硬件研发平台和指令通讯系统，能够对系统中的设备实现单独准确的控制。
2、一种适用于测量标示产品的硬件开发平台，包括具有若干扩展接口的工控机核心板主机、时序同步板、双目相机和投影光机，时序同步板基于rs485总线与工控机核心板主机电信连接，接收主机发送的曝光信号并输出ttl电平信号，触发双目相机拍照；工控机核心板主机基于以太网接口与采集双目相机、投影光机电信连接，采集双目相机的图像数据，并对外投射主机生成的图像照片。
3、作为优选，双目相机各配备一个闪光灯板、每个闪光灯板各配备一个闪光灯控制板；同时所述时序同步板向两个闪光灯控制板发送闪光灯的触发指令，使闪光灯在拍照期间曝光闪烁。
4、作为优选，开发平台还包括辅助设备控制板、电池和温度传感器，辅助设备控制板基于rs485总线的通讯协议与工控机核心板主机电信连接，采集电池的电量数据、温度传感器的温度数据并上传至主机；辅助设备控制板还与状态指示灯电信连接，实时监控开发平台的状态并通过状态指示灯对外显示状态信息。
5、作为优选，工控机核心板主机通过rs485通信接口芯片分别与辅助设备控制板、时序同步板上的485接口连接，构成主通讯结构；时序同步板输出双目相机、闪光灯控制板和投影光机的触发信号，辅助设备控制板输出电池、温度传感器的采集信号和状态指示灯的状态信号，构成从通讯结构，开发平台整体构成分布式采集控制系统。
6、作为优选，采用max485芯片实现485通讯，max485为双向收发器，包括发送模块与接收模块，所述发送模块将芯片接收到的单端ttl电压信号转换为差分cmos电压信号，差分信号通过平衡双绞线传输到信号接收端；接收模块将接收到的差分cmos电压信号转换为单端ttl电压信号，实现数据接收或逻辑控制功能。
7、作为优选，max485芯片差分信号两端并联120ω电阻以确保信号质量。
8、作为优选，时序同步板采用stc89le516芯片，辅助设备控制板采用stc12c5a60s2芯片，max485芯片de引脚接入stc89le516芯片和stc12c5a60s2芯片，实现485的指令在总线上的收发功能。
9、作为优选，基于stc12c5a60s2芯片的p2.0、p2.1引脚实现双目相机与闪光灯控制板的ttl触发，stc12c5a60s2芯片接收工控机核心板主机发送的触发指令，并从p2.0和p2.1两个引脚分别输出高电平，双目相机与闪光灯控制板接收到ttl电平之后，安装于双目相机镜头前面的圆形闪光灯板进行一次曝光操作，双目相机进行一次拍照操作。
10、作为优选，温度传感器采用ds18b20芯片，采用单总线，基于dq引脚实现输入输出通信；dq引脚连接于stc12c5a60s2单片机的p0.3引脚，发出时序规定的高低电平。
11、作为优选，指示灯连接stc12c5a60s2芯片的p0.5、p0.6和p0.7引脚，工控机核心板主机通过485总线向stc12c5a60s2发送指示灯的控制指令，stc12c5a60s2芯片从p0.5、p0.6和p0.7引脚输出不同高低电平以改变指示灯的颜色。
12、作为优选，电池(11)连接于stc12c5a60s2芯片的p14，且电池与stc12c5a60s2芯片之间设有分压电路，分压电路包括依次串联的三个电阻r33、r34、r35，p14引脚连接于r34、r35之间，p14端的电压表示为：vp14＝(inputv/(r33+r34+r35))*r35，式中v为电池电压。
13、本发明的有益效果是：
14、(1)本申请公开的开发平台通过增加总线上的设备数量配合下位机能够实现相机拍照、光机投射、闪光灯曝光、激光灯指示、产品内部温度环境监测、电池电量采集和工作状态输出显示等一系列的功能；
15、(2)本申请公开的开发平台是一个集成化的通用平台，为不同设备和功能分配不同的地址，并以总线的形式集成起来，形成一个闭环的控制系统，能够实现分布式的可配置式的精准控制；
16、(3)本申请公开的开发平台可根据产品功能的不同对总线上的节点设备数量方便地添加和删减，具有很高的灵活性，适用于多种测量标示产品的搭建开发。
技术特征：
1.一种适用于测量标示产品的硬件开发平台，其特征在于，包括具有若干扩展接口的工控机核心板主机(1)、时序同步板(2)、双目相机(4-5)和投影光机(6)，所述时序同步板(2)基于rs485总线与工控机核心板主机(1)电信连接，接收主机发送的曝光信号并输出ttl
2.根据权利要求1所述的开发平台，其特征在于，所述双目相机(4-5)各配备一个闪光灯板(7-8)、每个闪光灯板(7-8)各配备一个闪光灯控制板(9-10)；同时所述时序同步板(2)向两个闪光灯控制板(9-10)发送闪光灯的触发指令，使闪光灯在拍照期间曝光闪烁。
3.根据权利要求2所述的开发平台，其特征在于，所述开发平台还包括辅助设备控制板(3)、电池(11)和温度传感器(12)，所述辅助设备控制板(3)基于rs485总线的通讯协议与工控机核心板主机(1)电信连接，采集电池(11)的电量数据、温度传感器(12)的温度数据并上传至主机；所述辅助设备控制板(3)还与状态指示灯(13)电信连接，实时监控开发平台的状态并通过状态指示灯(13)对外显示状态信息。
4.根据权利要求3所述的开发平台，其特征在于，所述工控机核心板主机(1)通过rs485通信接口芯片分别与辅助设备控制板(3)、时序同步板(2)上的485接口连接，构成主通讯结构；所述时序同步板(2)输出双目相机(4-5)、闪光灯控制板(9-10)和投影光机(6)的触发信号，所述辅助设备控制板(3)输出电池(11)、温度传感器(12)的采集信号和状态指示灯(13)的状态信号，构成从通讯结构，开发平台整体构成分布式采集控制系统。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的开发平台，其特征在于，采用max485芯片实现485通讯，max485为双向收发器，包括发送模块与接收模块，所述发送模块将芯片接收到的单端ttl电压信号转换为差分cmos电压信号，差分信号通过平衡双绞线传输到信号接收端；接收模块将接收到的差分cmos电压信号转换为单端ttl电压信号，实现数据接收或逻辑控制功能。
6.根据权利要求5所述的开发平台，其特征在于，所述时序同步板(2)采用stc89le516芯片，所述辅助设备控制板(3)采用stc12c5a60s2芯片，max485芯片de引脚接入stc89le516芯片和stc12c5a60s2芯片，实现485的指令在总线上的收发功能。
7.根据权利要求6所述的开发平台，其特征在于，双目相机(4-5)与对应的闪光灯控制板(9-10)连接于stc12c5a60s2芯片的p2.0/p2.1引脚，stc12c5a60s2芯片接收工控机核心板主机(1)发送的触发指令，并从p2.0/p2.1引脚输出高电平，双目相机(4-5)与闪光灯控制板(9-10)接收到ttl电平之后，安装于双目相机(4-5)镜头前的圆形闪光灯板(7-8)进行一次曝光，双目相机(4-5)进行一次拍照。
8.根据权利要求6所述的开发平台，其特征在于，温度传感器(12)采用ds18b20芯片，采用单总线，基于dq引脚实现输入输出通信；dq引脚连接于stc12c5a60s2单片机的p0.3引脚，发出时序规定的高低电平。
9.根据权利要求6所述的开发平台，其特征在于，指示灯(13)连接于stc12c5a60s2芯片的p0.5、p0.6和p0.7引脚，工控机核心板主机(1)通过485总线向stc12c5a60s2芯片发送指示灯的控制指令，stc12c5a60s2芯片从p0.5、p0.6和p0.7引脚输出不同高低电平以改变指示灯的颜色。
10.根据权利要求6所述的开发平台，其特征在于，电池(11)连接于stc12c5a60s2芯片的p14，且电池与stc12c5a60s2芯片之间设有分压电路，分压电路包括依次串联的三个电阻r33、r34、r35，p14引脚连接于r34、r35之间，p14端的电压表示为：
技术总结
本发明公开了一种适用于测量标示产品的硬件开发平台，其特征在于，包括具有若干扩展接口的工控机核心板主机、时序同步板、双目相机和投影光机，时序同步板基于RS485总线与工控机核心板主机电信连接，接收主机发送的曝光信号并输出TTL电平信号，触发双目相机拍照；所述工控机核心板主机基于以太网接口与采集双目相机、投影光机电信连接，采集双目相机的图像数据，并对外投射主机生成的图像照片。本申请基于RS485总线设计开发平台，其硬件设备和软件指令都可以实现灵活的删减和添增，适用与多个相机、光机等设备的全部控制，是一款通用的测量标示产品硬件开发平台，具有良好的推广价值。
技术研发人员：许凡,彭坤坤,王一然,李渊泽,李春早,陈继华
受保护的技术使用者：南京辰维自动化科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5