一种ARM单片机的条码精密测量系统设计方案

　　软件设计

　　系统软件的流程如图2所示。

　　软件功能

　　软件的功能主要是图像的条码定位算法，包括以下内容：

　　.　条码检测：从条码信号中提取各种特征参量，通常包括各条码边缘位置、中心、宽度的检测，码字划分。

　　.　根据标尺已知参数确定物像比，同时求出视距，计算基准位置相对于目标码位置的相对距离，按物像比放大到真实尺寸d2(精度结果)。

　　.　解码：相当于信源编码的逆过程，计算目标码字的码字位置d1(粗读结果)。标尺最终读数ds为粗读与精读结果之和：ds=d1+d2。

　　本系统采用了等间隔周期性位移条码，利用条码等间距结构，通过提取与条码等间距对应的特征谱线计算物像比，进而得到条码的等效宽度序列，最后根据条码周期性实现解码。

　　软件架构

　　整个软件采用嵌入式操作系统mCOS-II作为主要载体，软件主要分五个线程,系统上电启动后五个线程并行工作。五个线程分别是:串口控制、I2C接口控制、以太网接口控制、系统菜单控制、数据采集和解码。

　　测试结果

　　为了考察系统的性能，设计了与精度为0.004mm的螺旋测微计比对实验。利用螺旋测微计测量条码标尺实际移动的数值，每次条码标尺移动0.500mm，总共测量11次数据，得到11个不同位置处的条码值，计算差值进行比对。测量结果如表1所示。

　　从测量数据看出，系统测量数据的偏差值在0.0185mm以内，说明系统的测量达到了一定的精度。

　　对系统分辨率作了初步测试。保持条码和测量系统的相对位置不变，连续测量10次数据，如表2所示。

　　测量数据平均值为130.5049mm，系统测量算术偏差在0.3mm内，即现有系统的分辨率约为0.3mm。采用系统误差标定，软件算法改进等措施后，有望进一步提高系统的测量精度。

　　结语

　　本系统是一种基于ARM的精密视觉测量平台，实现了条码的精密测量功能。在该平台上进一步开发，形成的系统可以应用于一维、二维长度的精密测量，具有较为广阔的应用前景。