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

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

前言

汽車車身視覺檢測站是用于測量車身關(guān)鍵點的三維空間坐標(biāo)的大型的專用檢測系統(tǒng)。它由機械及定位系統(tǒng)、三維視覺傳感器系統(tǒng)、測量控制與接口系統(tǒng)、標(biāo)定系統(tǒng)以及計算機軟件五大部分組成。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)選取被測點，采集圖像，結(jié)合視覺檢測算法，求出被測點坐標(biāo)參數(shù)。為進行測量，必須把計算機與傳輸器聯(lián)系起來。檢測人員應(yīng)能通過計算機選擇測點，使傳感器按預(yù)先設(shè)定的順序進入測量狀態(tài)，產(chǎn)生測量用的光條平面，還應(yīng)能夠隨時調(diào)整測量順序，并實現(xiàn)對光源的實時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時控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)。CAN總線屬于現(xiàn)場總線范疇，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、多變量的通信系統(tǒng)，具有通信速率高、可靠性強、連接方便、性能價格比高等諸多優(yōu)點，非常適用于分布式測量系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信。

本文主要介紹CAN總線在視覺檢測站中的研究與應(yīng)用。

二、視覺檢測原理及視覺檢測站控制系統(tǒng)

汽車車身視覺檢測是目前正在發(fā)展的一種新型車身檢測方法。其主要原理是利用計算機視覺技術(shù)，采用主動三角法獲取車身表面點的信息，通過三維視覺算法求取各關(guān)鍵點的坐標(biāo)，從而完成對車身各頂點位置、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)的測量。

    由于汽車車身長寬高都是幾m(米)范圍，被測點一般都要求在50個以上，網(wǎng)絡(luò)布線要求300m以上，此外控制系統(tǒng)還應(yīng)實現(xiàn)對檢測站中的機械及定位系統(tǒng)的控制。整個控制系統(tǒng)應(yīng)具有一定的擴展和適應(yīng)能力，以便于其他控制單元的加入。

本系統(tǒng)中，針對不同的測量對象，采用不同類型的傳感器，總數(shù)在50臺以上。檢測站的控制系統(tǒng)應(yīng)能對這些傳感器的動作進行實時控制，以使其動作相互協(xié)調(diào)。另外，本測量系統(tǒng)將用于汽車生產(chǎn)線，車身先由吊車放到運放小車上，然后由小車運送到檢測站內(nèi)。吊車及運送小車由直流電機驅(qū)動，它們的動作應(yīng)該既可以通過主機鍵盤控制，也可以通過檢測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。

二、網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)與CAN總線

在車身檢測站中，對各傳感器的數(shù)據(jù)采集及圖像處理等工作主要由CP機完成，為操作方便，對機械部分的控制還應(yīng)能通過控制臺進行。本系統(tǒng)控制節(jié)點多（50個以上），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)場布線困難、擴展能力低等缺點，所以我們采用單片機作為直接控制單元，用于對傳感器的直接控制。每個單片機都是控制網(wǎng)絡(luò)上的一個節(jié)點，各節(jié)點直接掛接在數(shù)據(jù)總線上。PC機和控制框也同樣各和