摘要：研究CAN總線和多主機(jī)控制在汽車白車身視覺監(jiān)測(cè)站中的應(yīng)用；提出以采用摩托羅拉MC68HC05X16和微機(jī)為主機(jī)的多主機(jī)分布式控制系統(tǒng)；介紹控制網(wǎng)絡(luò)的物理層接口及有關(guān)硬件，并對(duì)通信部分進(jìn)行較為詳細(xì)的研究。

    關(guān)鍵詞：視覺檢測(cè) 三維測(cè)量 分布式控制 控制器局域網(wǎng) 數(shù)據(jù)通信

前言

汽車車身視覺檢測(cè)站是用于測(cè)量車身關(guān)鍵點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)的大型的專用檢測(cè)系統(tǒng)。它由機(jī)械及定位系統(tǒng)、三維視覺傳感器系統(tǒng)、測(cè)量控制與接口系統(tǒng)、標(biāo)定系統(tǒng)以及計(jì)算機(jī)軟件五大部分組成。主要方法采用結(jié)構(gòu)光傳感器，經(jīng)標(biāo)定系統(tǒng)標(biāo)定后，通過控制系統(tǒng)選取被測(cè)點(diǎn)，采集圖像，結(jié)合視覺檢測(cè)算法，求出被測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)參數(shù)。為進(jìn)行測(cè)量，必須把計(jì)算機(jī)與傳輸器聯(lián)系起來。檢測(cè)人員應(yīng)能通過計(jì)算機(jī)選擇測(cè)點(diǎn)，使傳感器按預(yù)先設(shè)定的順序進(jìn)入測(cè)量狀態(tài)，產(chǎn)生測(cè)量用的光條平面，還應(yīng)能夠隨時(shí)調(diào)整測(cè)量順序，并實(shí)現(xiàn)對(duì)光源的實(shí)時(shí)控制及圖像部分的多用戶采集。

控制器局域網(wǎng)CAN（Controller Area Network）是一種具有很高保密性，有效支持分布式控制及實(shí)時(shí)控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)。CAN總線屬于現(xiàn)場(chǎng)總線范疇，與現(xiàn)有的其他總線相比，屬于一種分散式、數(shù)字化、雙向、多站點(diǎn)、多變量的通信系統(tǒng)，具有通信速率高、可靠性強(qiáng)、連接方便、性能價(jià)格比高等諸多優(yōu)點(diǎn)，非常適用于分布式測(cè)量系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信。

本文主要介紹CAN總線在視覺檢測(cè)站中的研究與應(yīng)用。

二、視覺檢測(cè)原理及視覺檢測(cè)站控制系統(tǒng)

汽車車身視覺檢測(cè)是目前正在發(fā)展的一種新型車身檢測(cè)方法。其主要原理是利用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)，采用主動(dòng)三角法獲取車身表面點(diǎn)的信息，通過三維視覺算法求取各關(guān)鍵點(diǎn)的坐標(biāo)，從而完成對(duì)車身各頂點(diǎn)位置、擋風(fēng)玻璃框尺寸、定位孔大小及位置、車門安裝處棱邊位置及走向等主要參數(shù)的測(cè)量。

    由于汽車車身長寬高都是幾m(米)范圍，被測(cè)點(diǎn)一般都要求在50個(gè)以上，網(wǎng)絡(luò)布線要求300m以上，此外控制系統(tǒng)還應(yīng)實(shí)現(xiàn)對(duì)檢測(cè)站中的機(jī)械及定位系統(tǒng)的控制。整個(gè)控制系統(tǒng)應(yīng)具有一定的擴(kuò)展和適應(yīng)能力，以便于其他控制單元的加入。

本系統(tǒng)中，針對(duì)不同的測(cè)量對(duì)象，采用不同類型的傳感器，總數(shù)在50臺(tái)以上。檢測(cè)站的控制系統(tǒng)應(yīng)能對(duì)這些傳感器的動(dòng)作進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，以使其動(dòng)作相互協(xié)調(diào)。另外，本測(cè)量系統(tǒng)將用于汽車生產(chǎn)線，車身先由吊車放到運(yùn)放小車上，然后由小車運(yùn)送到檢測(cè)站內(nèi)。吊車及運(yùn)送小車由直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，它們的動(dòng)作應(yīng)該既可以通過主機(jī)鍵盤控制，也可以通過檢測(cè)站中的控制柜直接控制。由于以上各方面的考慮，我們決定采用CAN總線作為本控制網(wǎng)絡(luò)的通信標(biāo)準(zhǔn)。

二、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與CAN總線

在車身檢測(cè)站中，對(duì)各傳感器的數(shù)據(jù)采集及圖像處理等工作主要由CP機(jī)完成，為操作方便，對(duì)機(jī)械部分的控制還應(yīng)能通過控制臺(tái)進(jìn)行。本系統(tǒng)控制節(jié)點(diǎn)多（50個(gè)以上），可靠性要求高，傳統(tǒng)的集中控制方式雖然功能集中、速度較快，但具有硬件結(jié)構(gòu)復(fù)雜、現(xiàn)場(chǎng)布線困難、擴(kuò)展能力低等缺點(diǎn)，所以我們采用單片機(jī)作為直接控制單元，用于對(duì)傳感器的直接控制。每個(gè)單片機(jī)都是控制網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，各節(jié)點(diǎn)直接掛接在數(shù)據(jù)總線上。PC機(jī)和控制框也同樣各和