基于ARM的条码精密测量系统*

摘要：本文介绍了一种基于32位高性能处理器的视觉精密测量系统的软硬件设计。图像传感器采集的条码图像通过精密定位算法得到绝对位移值，由以太网接口实现高速图像采集。该系统适用于高精度定位的各种位移测量。
关键词：ARM；嵌入式系统；视觉测量；条码

引言

利用条码技术进行精密测量的典型仪器是1990年Leica公司开发成功的数字水准仪NA2000，这种光电一体化的新型仪器，具有测量速度快、精度高、操作简单、读数直观,能自动计算高差、高程，自动记录数据，计算机数据处理和容易实现基准测量一体化等诸多特点。国内目前对该技术的研究较少，本文提出了一种基于ST半导体公司的32位高性能处理器STR912FW44X6的测量系统方案。

系统结构

本系统由以下几个部分组成：条码标尺、光学系统、CMOS图像采集模块、STR912主控板、键盘与液晶显示模块、电源模块和计算机测试系统。 硬件结构框图如图1所示。


系统工作原理如下：带有精密位置信息的条码图像通过光学系统，成像在CMOS图像传感器光敏面上，STR912FW44X6处理器对SVI公司的LIS-1024图像传感器进行自动曝光控制后，采集图像信息，经过算法处理，获得条码带有的位置信息。

当系统进行高速图像采集时，STR912FW44X6处理器将采集信号通过以太网接口送往计算机测量系统，进行最终的数据处理。

硬件设计

图像采集模块

图像采集模块主要由线阵CMOS图像传感器(LIS-1024)、运算放大器(TLV2221IDBVR)组成。视频信号经运算放大器放大后传送到STR912FW44X6主处理器进行A/D转换，转变为数字图像信号。

STR912FW44X6主处理器直接控制图像采集时序，图像采集模块本身并没有自动曝光功能，对环境光强的变化需要由主芯片对采集到的图像信号进行分析，然后通过对图像传感器的控制来实现自适应环境光强的功能。

主机板模块