基于ARM的條碼精密測量系統*

摘要： 本文介紹了一種基于32位高性能處理器的視覺精密測量系統的軟硬件設計。圖像傳感器采集的條碼圖像通過精密定位算法得到絕對位移值，由以太網接口實現高速圖像采集。該系統適用于高精度定位的各種位移測量。
關鍵詞： ARM；嵌入式系統；視覺測量；條碼

引言

利用條碼技術進行精密測量的典型儀器是1990年Leica公司開發成功的數字水準儀NA2000，這種光電一體化的新型儀器，具有測量速度快、精度高、操作簡單、讀數直觀,能自動計算高差、高程，自動記錄數據，計算機數據處理和容易實現基準測量一體化等諸多特點。國內目前對該技術的研究較少，本文提出了一種基于ST半導體公司的32位高性能處理器STR912FW44X6的測量系統方案。

系統結構

本系統由以下幾個部分組成：條碼標尺、光學系統、CMOS圖像采集模塊、STR912主控板、鍵盤與液晶顯示模塊、電源模塊和計算機測試系統。 硬件結構框圖如圖1所示。

　
系統工作原理如下：帶有精密位置信息的條碼圖像通過光學系統，成像在CMOS圖像傳感器光敏面上，STR912FW44X6處理器對SVI公司的LIS-1024圖像傳感器進行自動曝光控制后，采集圖像信息，經過算法處理，獲得條碼帶有的位置信息。

當系統進行高速圖像采集時，STR912FW44X6處理器將采集信號通過以太網接口送往計算機測量系統，進行最終的數據處理。

硬件設計

圖像采集模塊

圖像采集模塊主要由線陣CMOS圖像傳感器(LIS-1024)、運算放大器(TLV2221IDBVR)組成。視頻信號經運算放大器放大后傳送到STR912FW44X6主處理器進行A/D轉換，轉變為數字圖像信號。

STR912FW44X6主處理器直接控制圖像采集時序，圖像采集模塊本身并沒有自動曝光功能，對環境光強的變化需要由主芯片對采集到的圖像信號進行分析，然后通過對圖像傳感器的控制來實現自適應環境光強的功能。

主機板模塊