一种视觉控制装置及方法制造方法及图纸

技术编号:21913382 阅读:25 留言:0更新日期:2019-08-21 12:15
本发明专利技术公开了一种视觉控制装置及方法,其至少设置ePLC系统和视觉系统,其中,所述ePLC系统和视觉系统之间采用视觉控制协议进行数据通信以实现系统之间数据标准化交互;所述视觉控制协议至少设置柔性层、控制层和算法层,所述柔性层用于实现ePLC系统和视觉系统的连接;所述控制层用于处理逻辑任务,所述算法层设置多种算法,用于根据用户应用需求选择相应算法以实现高性能要求。与现有技术相比较,本发明专利技术通过多层体系结构的视觉控制算法融合协议实现视觉系统、PLC系统和运动控制系统的集成,有利于实现视觉算法,逻辑控制程序,运动控制算法的扩展和复用,以降低集成应用复杂度。

A Visual Control Device and Method

【技术实现步骤摘要】
一种视觉控制装置及方法
本专利技术涉及工业控制
,尤其涉及一种视觉控制装置及方法。
技术介绍
传感器、控制器、机器人等设备的不断融合带来了推动了智能工厂和信息物理系统等的发展。工业自动化各个领域中的PLC系统、运动控制系统和视觉系统变得越来越重要且不可分割。目前的应用中,通过视觉系统、运动控制系统和PLC系统单独开发然后使用通信协议组合实现。目前,由于应用场景的不同,三个系统的程序都需要定制化开发,同时各开发平台具有差异性。而系统间繁多的通信协议(例如,EtherCat、Modbus、CAN)进一步导致了开发的难度。同时,视觉、逻辑和运动控制的综合应用程序总是在许多视觉系统、PLC和运动控制器中组合形成系统,增加了复杂性。结合上述两点,客户需求难度在不断提高,开发相应可自主融合三大系统的应用程序已成为开发人员任务的重中之重。故,针对现有技术的缺陷,实有必要提出一种技术方案以解决现有技术存在的技术问题。
技术实现思路
有鉴于此,确有必要提供一种视觉控制装置及方法,通过多层体系结构的视觉控制算法融合协议,实现视觉系统,PLC系统和运动控制系统的集成,有利于实现视觉算法,逻辑控制程序,运动控制算法的扩展和复用,以降低集成应用复杂度。为了解决现有技术存在的技术问题,本专利技术的技术方案如下:一种视觉控制装置,至少设置ePLC系统和视觉系统,其中,所述ePLC系统和视觉系统之间采用视觉控制协议进行数据通信以实现系统之间数据标准化交互;所述视觉控制协议至少设置柔性层、控制层和算法层,所述柔性层用于实现ePLC系统和视觉系统的连接;所述控制层用于处理逻辑任务,所述算法层设置多种算法,用于根据用户应用需求选择相应算法以实现高性能要求。作为进一步的改进方案,所述ePLC系统和视觉系统分别设置协议模板,所述协议模板用于管理视觉控制协议以实现定制化应用。作为进一步的改进方案,所述协议模板至少包含模板首部、视觉控制帧模板、算法帧模板和参数帧模板,其中,协议帧首部包括通信协议识别码和模板数据存储地址;视觉控制帧模板包括模块唯一识别码、算法数量、参数数量、模块数据起始地址、模块启动标记、模块数据保存标准、所含算法识别码和所含参数识别码;每个视觉控制帧模板包含多个算法识别码和参数识别码;算法帧模板:包括算法识别码、参数数量、算法数据起始地址、算法数据保存标准以及所含参数识别码;每个算法帧模板包含多个参数识别码;参数帧模板:包含参数识别码、视觉算法参数识别码以及视觉和运动算法参数的转换比率。作为进一步的改进方案,视觉控制协议至少设置视觉控制协议帧、算法帧和参数帧,其中,视觉控制协议帧至少包括了模块识别码、协议帧长度、参数帧数据和算法帧数据;参数帧数据和算法帧数据分别包含多个参数帧和控制帧;协议模板和视觉控制协议帧中的模块识别码一一对应;算法帧至少包括算法识别码、控制帧长度和参数帧数据组成;算法帧和协议模板中的算法识别码需要一一对应;参数帧至少包含参数识别码和参数数据;参数识别码为参数数据的地址;参数帧和协议模板中的参数识别码需要一一对应。作为进一步的改进方案,根据应用需求配置所述并将其该协议模板加载到视觉系统和ePLC系统的固定地址中。作为进一步的改进方案,每个协议模板对应一种应用类型,所述ePLC系统和视觉系统采用相同的协议模板。作为进一步的改进方案,所述ePLC系统和视觉系统设置解析模块,所述解析模块用于读取协议模板并进行解析,其中,在ePLC系统和视觉系统中采用相同的组帧算法和和解帧算法以实现双向传输协议帧。作为进一步的改进方案,组帧算法至少包括以下三个步骤:视觉控制组帧,算法组帧和参数组帧;视觉控制组帧:首先通过模块识别码在协议模板中搜索得到mptx(视觉帧模板集合中的第x个),从而获包含的算法帧数量和参数帧数量;根据mptx包含算法识别码和数据识别码以及通过下述的算法组帧和参数组帧方法获得参数帧数据和算法帧数据;最后计算协议帧长度完成视觉控制组帧;算法组帧:首先通过算法识别码在协议模板中搜索获得apty(算法帧模板集合中的第y项),apty包含参数帧数量;根据参数帧数量,调用参数组帧算法来获得参数帧数据,最后计算算法帧长度后完成;参数组帧:根据参数识别码在协议模板中搜索获得pptz(参数帧模板集合中的第z项),然后将参数识别码和参数数据组合成参数帧。作为进一步的改进方案,解帧算法包括以下三个步骤:视觉控制解帧,算法解帧和参数解帧;视觉控制解帧:分别从解帧指针的起始四个和接着四个字节的数据中获得模块识别码和视觉帧长度;根据模块识别码搜索协议模板获得相关mptx,将从解帧指针+8个字节开始的视觉帧长度-8字节发送到存放模块数据的起始地址;算法解帧:根据模块识别码搜索协议模板找到相关mptx,循环处理包含的参数帧;在每个循环中,数据与参数识别码一起发送到接收数据区域;循环处理算法帧;在每个循环中,使用算法识别码来找到apty并将算法帧的数据发送到接收数据区域的相关地址;参数解帧:使用算法识别码获得apty,循环处理算法帧,根据参数识别码将参数发送到接收数据区域。本专利技术还提出了一种视觉控制方法,采用视觉控制协议实现ePLC系统和视觉系统之间数据标准化交互;所述视觉控制协议至少设置柔性层、控制层和算法层,所述柔性层用于实现ePLC系统和视觉系统的连接;所述控制层用于处理逻辑任务,所述算法层设置多种算法,用于根据用户应用需求选择相应算法以实现高性能要求;在ePLC系统和视觉系统中分别设置协议模板并通过配置协议模板管理视觉控制协议以实现定制化应用,其中,采用相同的协议模板、组帧算法和解帧算法实现双向传输协议帧。与现有技术相比较,本专利技术通过多层体系结构的视觉控制算法融合协议实现视觉系统、PLC系统和运动控制系统的集成,有利于实现视觉算法,逻辑控制程序,运动控制算法的扩展和复用,以降低集成应用复杂度。附图说明图1为本专利技术视觉控制装置的系统结构图。图2为本专利技术中视觉控制协议的结构框图。图3为本专利技术中协议模板的示意图。图4为本专利技术中协议帧的示意图。图5为本专利技术中组帧和解帧的示意图。图6为本专利技术一种实施例的装置结构图。图7为本专利技术一种实施例的协议模板示意图。图8为本专利技术一种实施例的视觉控制协议帧示意图。如下具体实施例将结合上述附图进一步说明本专利技术。具体实施方式以下将结合附图对本专利技术提供的技术方案作进一步说明。参见图1,所示为本专利技术提供一种视觉控制装置的系统结构图,至少设置ePLC系统和视觉系统,其中,所述ePLC系统和视觉系统之间采用视觉控制协议(视觉控制算法融合visioncontrolalgorithm)进行数据通信以实现系统之间数据标准化交互;其中,ePLC包含传统PLC功能和运动控制功能。ePLC是一种定制结构,其数字输入/输出,模拟输入/输出的数量和受控伺服系统的数量能根据需求变化而变化。尤其是可以为高性能运动控制程序定制ePLC处理器的数量。包含运动控制功能的应用通常采用两个及以上的处理器,其一主要用于逻辑控制,另一个用于运动控制。装置图显示的一个典型的ePLC,它采用的是双处理器结构:主处理器和从处理器。视觉系统通常包含一至多个摄像机和用于进行视觉任务的处理器。ePLC与视觉系统之间的通信协议包括TCP、Modbus和CAN本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种视觉控制装置,其特征在于,至少设置ePLC系统和视觉系统,其中,所述ePLC系统和视觉系统之间采用视觉控制协议进行数据通信以实现系统之间数据标准化交互;所述视觉控制协议至少设置柔性层、控制层和算法层,所述柔性层用于实现ePLC系统和视觉系统的连接;所述控制层用于处理逻辑任务,所述算法层设置多种算法,用于根据用户应用需求选择相应算法以实现高性能要求。

【技术特征摘要】
1.一种视觉控制装置,其特征在于,至少设置ePLC系统和视觉系统,其中,所述ePLC系统和视觉系统之间采用视觉控制协议进行数据通信以实现系统之间数据标准化交互;所述视觉控制协议至少设置柔性层、控制层和算法层,所述柔性层用于实现ePLC系统和视觉系统的连接;所述控制层用于处理逻辑任务,所述算法层设置多种算法,用于根据用户应用需求选择相应算法以实现高性能要求。2.根据权利要求1所述的视觉控制装置,其特征在于,所述ePLC系统和视觉系统分别设置协议模板,所述协议模板用于管理视觉控制协议以实现定制化应用。3.根据权利要求2所述的视觉控制装置,其特征在于,所述协议模板至少包含模板首部、视觉控制帧模板、算法帧模板和参数帧模板,其中,协议帧首部包括通信协议识别码和模板数据存储地址;视觉控制帧模板包括模块唯一识别码、算法数量、参数数量、模块数据起始地址、模块启动标记、模块数据保存标准、所含算法识别码和所含参数识别码;每个视觉控制帧模板包含多个算法识别码和参数识别码;算法帧模板:包括算法识别码、参数数量、算法数据起始地址、算法数据保存标准以及所含参数识别码;每个算法帧模板包含多个参数识别码;参数帧模板:包含参数识别码、视觉算法参数识别码以及视觉和运动算法参数的转换比率。4.根据权利要求3所述的视觉控制装置,其特征在于,视觉控制协议至少包括视觉控制协议帧、算法帧和参数帧,其中,视觉控制协议帧至少包括了模块识别码、协议帧长度、参数帧数据和算法帧数据;参数帧数据和算法帧数据分别包含多个参数帧和控制帧;协议模板和视觉控制协议帧中的模块识别码一一对应;算法帧至少包括算法识别码、控制帧长度和参数帧数据;算法帧和协议模板中的算法识别码需要一一对应;参数帧至少包含参数识别码和参数数据;参数识别码为参数数据的地址;参数帧和协议模板中的参数识别码需要一一对应。5.根据权利要求4所述的视觉控制装置,其特征在于,根据应用需求配置所述协议模板并将其该协议模板加载到视觉系统和ePLC系统的固定地址中。6.根据权利要求5所述的视觉控制装置,其特征在于,每个协议模板对应一种应用类型,所述ePLC系统和视觉系统采用相同的协议模板。7.根据权利要求6所述的视觉控制装置,其特征在于,所述ePLC系统和视觉系统设置解析模块,所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:邬惠峰孙丹枫严义
申请(专利权)人:杭州电子科技大学
类型:发明
国别省市:浙江,33

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