基于arm的砂轮表面形貌实时处理系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于ARM的砂轮表面形貌实时处理系统，包括显微镜和处于显微镜上方的图像采集单元，还包括有ARM主控处理模块、液晶显示模块和电源模块，ARM主控处理模块包括其操作系统是Linux操作系统的ARM核心板和处于ARM核心板下方，并与ARM核心板卡接配合的底板，底板上具有显示屏接口、USB数据接口、RS232通信串口、功能按键和复位按键，功能按键、复位按键、USB数据接口和电源模块分别与ARM核心板的输入端电连接，显示屏接口与ARM核心板的输出端电连接，液晶显示模块与显示屏接口电连接，图像采集单元与USB数据接口电连接，RS232通信串口与ARM核心板双向控制连接。本实用新型的有益效果是：实现了微小化结构设计，安装携带较为方便，造价成本较低，并无噪音，且工作稳定性强，适宜长时间工作。
【专利说明】基于ARM的砂轮表面形貌实时处理系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种砂轮表面形貌处理系统，特别涉及一种基于ARM的砂轮表面形貌实时处理系统。
【背景技术】
[0002]砂轮作为磨削加工中的切削刀具，工作表面形貌极大地影响着磨削性能。对砂轮表面形貌的精密测量将大大提高对磨削加工的主动控制，确保产品质量，提高效率和减少废品，也将为砂轮成型和修正提供必要的参考。传统砂轮形貌采集处理系统，如图1所示，主要由处于砂轮100上方的显微镜I'，处于显微镜I'上方的图像采集单元2'，安装在图像采集单元2'上的数据采集卡(图中未示出)，和工控机3'等四大部件组成，该图像采集单元2'为CXD摄像头，使用时系统通过工控机3'实现运动控制和数据处理。此种砂轮形貌采集处理系统，其工控机具有体积庞大，成本高，功耗大的缺陷，且工控机3'与图像采集单元2'需通过导线进行数据传送连接，这样，传统的砂轮形貌采集处理系统普遍存在以下问题:
[0003](I)整一系统体积大，便携性差，不利于表面形貌的在线分析评定；
[0004](2)系统在长时间连续工作的情况下，具有不稳定性；
[0005](3)工控机噪音较大，在要求相对较高的测量环境中会对测量结果造成影响。
[0006]鉴于上述问题，本实用新型人对砂轮形貌处理系统做了深入研究，本案由此产生。
实用新型内容
[0007]本实用新型的目的是提供一种体积小，安装携带方便，无噪音，工作稳定性强的基于ARM的砂轮表面形貌实时处理系统。
[0008]本实用新型的技术方案是这样的:一种基于ARM的砂轮表面形貌实时处理系统，包括显微镜和处于显微镜上方的图像采集单元，该图像采集单元为CXD摄像头，还包括有ARM主控处理模块、液晶显示模块和电源模块，上述ARM主控处理模块包括其操作系统是Linux操作系统的ARM核心板和处于ARM核心板下方,并与ARM核心板卡接配合的底板,上述底板上具有显示屏接口、USB数据接口、RS232通信串口、功能按键和复位按键，上述功能按键、复位按键、USB数据接口和上述电源模块分别与上述ARM核心板的输入端电连接，上述显示屏接口与上述ARM核心板的输出端电连接，上述液晶显示模块与上述显示屏接口电连接，上述图像采集单元与上述USB数据接口电连接，上述RS232通信串口与上述ARM核心板双向控制连接。
[0009]上述ARM核心板的主控处理芯片的型号为S3C6410，上述ARM主控处理模块的尺寸小于3.5寸。
[0010]上述ARM主控处理模块和电源模块集装于一盒体内，上述盒体上开设有供RS232通信串口、功能按键和复位按键分别裸露的裸露窗口，上述液晶显示模块安装在上述盒体的表面上。
[0011]上述盒体固定安装在上述CXD摄像头外，上述盒体上开设有供USB数据接口裸露的裸露窗口。
[0012]上述CXD摄像头竖立安装于上述盒体内，且上述盒体的下底面上开设有供CXD摄像头采集的采集窗口。
[0013]该基于ARM的砂轮表面形貌实时处理系统的处理方法通过如下步骤实现:
[0014]步骤10、用户先通过底板的RS232通信串口将处理系统与外界其安装有Linux操作系统的计算机进行双向数据传送连接，再通过计算机上的ARM-Linux交叉编译工具生成砂轮表面形貌处理算法代码，利用RS232通信串口将砂轮表面形貌处理算法代码移植到ARM核心板的Linux操作系统根目录中；
[0015]步骤20、启动处理系统，并完成参数配置和液晶显示模块初始化；
[0016]步骤30、图像采集模块采集显微镜显现的砂轮表面形貌特征图像，并将采集到的图像发送至ARM核心板内存储；
[0017]步骤40、ARM核心板的主控处理芯片读取ARM核心板与功能按键相连接的功能按键接口、RM核心板与复位按键相连接的复位按键接口和ARM核心板与USB数据接口相连接的数据接口状态，监听功能按键、复位按键是否按下；
[0018]步骤50、功能按键未按下时继续监听ARM核心板与功能按键相连接的功能按键接口状态；
[0019]步骤60、功能按键按下后，ARM核心板的主控处理芯片将存储在ARM核心板内的图像信息分割成像素，并以灰度值矩阵的形式进行存储和处理；
[0020]步骤70、ARM核心板的主控处理芯片处理后的图像数据参数发送给液晶显示模块，由液晶显示模块显示输出。
[0021]上述步骤70中，ARM核心板的主控处理芯片还可同时将原始图像信息和处理完成的图像数据通过RS232通信串口传送到计算机。
[0022]采用上述方案后，本实用新型的基于ARM的砂轮表面形貌实时处理系统，工作时，图像采集单元采集到的砂轮表面形貌图像信息可发送到ARM核心板，ARM核心板将接收到的砂轮表面形貌图像信息进行处理，处理后的图像数据发送给液晶显示模块显示输出，使砂轮表面形貌得到实时监测处理和输出。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:其ARM核心板采用了体积小、低功耗、低成本、高性能的ARM处理芯片来对CCD摄像头采集的图像进行处理，使整一处理系统实现了微小化结构设计，安装携带较为方便，造价成本较低，并无噪音，且工作稳定性强，适宜长时间工作。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1为传统砂轮形貌采集处理系统的结构示意图；
[0024]图2为本实用新型的结构示意图
[0025]图3为本实用新型的电路原理框图；
[0026]图4为本实用新型的工作流程示意图。
[0027]其中:
[0028]显微镜I, 图像采集单元 2'
[0029]工控机3'
[0030]显微镜I图像采集单元2
[0031]ARM主控处理模块3ARM核心板 31
[0032]底板32液晶显不申旲块4
[0033]电源模块5显示屏接口6
[0034]USB数据接口7RS232通信串口 8
[0035]功能按键9复位按键10
[0036]砂轮100盒体200
【具体实施方式】
[0037]本实用新型的一种基于ARM的砂轮表面形貌实时处理系统，如图2、3所示，包括显微镜1，处于显微镜I上方的图像采集单元2，ARM主控处理模块3、液晶显示模块4和电源模块5，该显微镜I处于砂轮100的上方，该图像采集单元2为CXD摄像头，该ARM主控处理模块3包括其操作系统是Linux操作系统的ARM核心板31和处于ARM核心板31下方，并与ARM核心板31卡接配合的底板32，该底板32与ARM核心板31相贴合的贴合面上设有卡扣(图中未示出)，ARM核心板31的相应贴合面上设有供卡扣卡入固定的卡槽，通过卡扣与卡槽的配合可实现底板32与ARM核心板31的固定安装配合，该ARM主控处理模块3的尺寸小于3.5寸，该ARM核心板31具有主控处理芯片，此主控处理芯片的型号为S3C6410，此S3C6410芯片为ARM1176JZF-S内核，由三星公司研发的，该底板32位于ARM核心板31外的部位上具有显示屏接口 6、USB数据接口 7、RS232通信串口 8、功能按键9和复位按键10，该功能按键9、复位按键10和USB数据接口 7分别与ARM核心板31的输入端电连接，即ARM核心板31具有供功能按键9与ARM核心板31相连接的功能按键接口，供复位按健10与ARM核心板31相连接的复位按键接口，及供USB数据接口 7与ARM核心板31相连接的数据接口，该电源模块5与ARM核心板31的电源端电连接，该电源模块5可将220V的交流电转化成5V的直流电给ARM核心板31供电，该显示屏接口 6与ARM核心板31的输出端电连接，液晶显示模块4与显示屏接口 6电连接，利用此显示屏接口 6实现液晶显示模块4与ARM核心板31之间的连接，此液晶显示模块4为液晶显示屏，该图像采集单元2与USB数据接口 7电连接，该RS232通信串口 8与ARM核心板31双向控制连接。
[0038]该ARM主控处理模块3和电源模块5集装于一盒体200内，盒体200上开设有供RS232通信串口 8、功能按键9和复位按键10分别裸露的裸露窗口，该液晶显示模块4安装在盒体200的表面上，该盒体200固定安装在CXD摄像头外。
[0039]本实用新型中，该CXD摄像头也可竖立安装于盒体200内，且C⑶摄像头的镜头朝下设置，盒体200的下底面上开设有供CCD摄像头采集的采集窗口，且盒体200固定安装在显微镜I的上方。
[0040]本实用新型的基于ARM的砂轮表面形貌实时处理系统，工作时，图像采集单元2采集到的砂轮表面形貌图像信息可发送到ARM核心板31，ARM核心板31的主控处理芯片将接收到的砂轮表面形貌图像信息进行处理，处理后的图像数据发送给液晶显示模块4显示输出，使砂轮表面形貌得到实时监测处理和输出，并通过液晶显示模块4方便用户撑握砂轮表面形貌变化。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:因ARM核心板31上具有体积小、低功耗、低成本、高性能的ARM主控处理芯片来对CXD摄像头采集的图像进行处理，使整一处理系统实现了微小化结构设计，安装携带较为方便，造价成本较低，并无噪音，且工作稳定性强，适宜长时间工作。
[0041]本实用新型中，通过RS232通信串口 8可将本实用新型的处理系统与外界计算机进行数据传送连接，这样，ARM核心板31的数据可存储到外界计算机中，以便研究者对采集到的砂轮表面形貌图像进行进一步研究、探讨。
[0042]本实用新型的基于ARM的砂轮表面形貌实时处理系统的具体应用步骤通过如下实现:
[0043]步骤10、用户先通过底板32的RS232通信串口 8将处理系统与外界其安装有Linux操作系统的计算机进行双向数据传送连接,再通过计算机上的ARM-Linux交叉编译工具生成砂轮表面形貌处理算法代码，利用RS232通信串口 8将砂轮表面形貌处理算法代码移植到ARM核心板31的Linux操作系统根目录中；
[0044]步骤20、启动处理系统,并完成参数配置和液晶显示模块4初始化；
[0045]步骤30、图像采集模块2采集显微镜I显现的砂轮表面形貌特征图像，并将采集到的图像发送至ARM核心板31内存储；
[0046]步骤40、ARM核心板31的主控处理芯片读取ARM核心板的功能按键接口、复位按键接口和数据接口状态，监听功能按键9、复位按键10是否按下；
[0047]步骤50、功能按键9未按下时继续监听ARM核心板的功能按键接口状态；
[0048]步骤60、功能按键9按下后，ARM核心板31的主控处理芯片对其内的图像信息进行分割成像素，并以灰度值矩阵的形式进行存储和处理；
[0049]步骤70、ARM核心板31的主控处理芯片处理后的图像数据参数发送给液晶显示模块4，由液晶显示模块4显示输出。
[0050]本实用新型的处理系统的具体流程，如图4所示，启动系统，并按下复位键，液晶显示模块初始化，初始化后监听键值进行监听复位键和功能键是否按下，监听“否”时继续监听复位键和功能键是否按下，监听“是”时读取图像数据，再对图像数据进行处理，最后，处理后的图像数据发送给液晶显示模块显示。
[0051]上述实施例和图式并非限定本实用新型的产品形态和式样，任何所属【技术领域】的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本实用新型的专利范畴。
【权利要求】
1.一种基于ARM的砂轮表面形貌实时处理系统,包括显微镜和处于显微镜上方的图像采集单元，该图像采集单元为CXD摄像头，其特征在于:还包括有ARM主控处理模块、液晶显示模块和电源模块，上述ARM主控处理模块包括其操作系统是Linux操作系统的ARM核心板和处于ARM核心板下方，并与ARM核心板卡接配合的底板,上述底板上具有显示屏接口、USB数据接口、RS232通信串口、功能按键和复位按键，上述功能按键、复位按键、USB数据接口和上述电源模块分别与上述ARM核心板的输入端电连接，上述显示屏接口与上述ARM核心板的输出端电连接，上述液晶显示模块与上述显示屏接口电连接，上述图像采集单元与上述USB数据接口电连接，上述RS232通信串口与上述ARM核心板双向控制连接。
2.根据权利要求1所述的基于ARM的砂轮表面形貌实时处理系统，其特征在于:上述ARM核心板的主控处理芯片的型号为S3C6410,上述ARM主控处理模块的尺寸小于3.5寸。
3.根据权利要求1所述的基于ARM的砂轮表面形貌实时处理系统，其特征在于:上述ARM主控处理模块和电源模块集装于一盒体内，上述盒体上开设有供RS232通信串口、功能按键和复位按键分别裸露的裸露窗口，上述液晶显示模块安装在上述盒体的表面上。
4.根据权利要求3所述的基于ARM的砂轮表面形貌实时处理系统，其特征在于:上述盒体固定安装在上述CCD摄像头外，上述盒体上开设有供USB数据接口裸露的裸露窗口。
5.根据权利要求3所述的基于ARM的砂轮表面形貌实时处理系统，其特征在于:上述CXD摄像头竖立安装于上述盒体内，且上述盒体的下底面上开设有供CXD摄像头采集的采集窗口。
【文档编号】G05B19/042GK204116883SQ201420595842
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年10月15日 优先权日:2014年10月15日
【发明者】崔长彩, 余卿, 马桂旭, 康伟, 李兵, 叶瑞芳, 李振宇 申请人:华侨大学