图像采集卡及图像采集方法技术

本申请提供一种图像采集卡及图像采集方法，该图像采集卡包括：FPGA芯片以及以太网端口PHY芯片，FPGA芯片包括GPIO模块、组包模块以及以太网MAC模块；其中：所述GPIO模块，用于采集外部硬触发信号，并将采集到的硬触发信号发送给所述组包模块；所述组包模块，用于在接收到所述硬触发信号的情况下，依据所述硬触发信号组装特定网络数据包，并通过所述以太网MAC模块以及所述以太网PHY芯片将所述特定网络数据包发送给工业相机，以使所述工业相机依据所述特定网络数据包进行出图处理。该图像采集卡可以提高工业相机出图的控制效率，减少工业相机出图的时延，并提高工业相机出图控制的稳定性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
图像采集卡及图像采集方法


[0001]本申请涉及机器人视觉感知领域，尤其涉及一种图像采集卡及图像采集方法。

技术介绍

[0002]使用GigE Vision(由自动化影像协会AIA(Automated Imaging Association)发起指定的一种基于千兆以太网的图像传输的标准)协议的千兆以太网工业相机是目前常用的机器视觉解决方案。TOE(Trigger Over Ethernet，以太网触发)把硬件IO(Input Output，输入输出)触发信号连接到网卡的IO模块中，把IO信号转换成特定的以太网数据包，发送到工业相机，完成工业相机的触发出图功能。
[0003]现有实现方式中，外部硬触发信号先进入FPGA(Field ProgrammableGate Array，现场可编程门阵列)内的GPIO(General Purpose Input/Output，通用输入输出)模块，识别出触发信号，然后FPGA把该触发信号通过PCIe(Peripheral Component Interconnect Express，快速外围组件互连接口)Switch(交换机)及PCIe接口发送到工控PC(Personal Computer，个人计算机)上，然后工控PC中的CPU(Center Process Unit，中央处理单元)检查到信号后，组装特定网络数包，经过PCIe接口发送到PCIe Switch，再到千兆网络专用芯片，发送到工业相机端，完成触发出图功能。
[0004]实践发现，上述方案中，需要通过FPGA采集硬触发信号，传输到工控PC的CPU，再由工控PC组装特定网络数据包，发送到工业相机中，整个网络数据包发送链路太长，工业相机接收到触发信号延时较大。同时当工控PC的CPU占用比较高时，还存在卡顿、处理不及时等问题，导致工业相机端接收到触发信号抖动严重，影响出图。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本申请提供一种图像采集卡及图像采集方法。
[0006]根据本申请实施例的第一方面，提供一种图像采集卡，包括：FPGA芯片以及以太网端口物理层PHY芯片，所述FPGA芯片包括通用输入输出信号模块GPIO模块、组包模块以及以太网媒体介入控制层MAC模块；其中：
[0007]所述GPIO模块，用于采集外部硬触发信号，并将采集到的硬触发信号发送给所述组包模块；
[0008]所述组包模块，用于在接收到所述硬触发信号的情况下，依据所述硬触发信号组装特定网络数据包，并通过所述以太网MAC模块以及所述以太网PHY芯片将所述特定网络数据包发送给工业相机，以使所述工业相机依据所述特定网络数据包进行出图处理。
[0009]根据本申请第二方面，提供一种图像采集方法，包括：
[0010]通过GPIO模块采集外部硬触发信号，并将采集到的硬触发信号发送给所述组包模块；
[0011]通过所述组包模块在接收到硬触发信号的情况下，依据所述硬触发信号组装特定网络数据包，并通过所述以太网MAC模块以及所述以太网PHY芯片将所述特定网络数据包发
送给工业相机，以使所述工业相机依据所述特定网络数据包进行出图处理。
[0012]本申请实施例的图像采集卡，通过部署FPGA芯片以及以太网PHY芯片，FPGA芯片可以包括GPIO模块、组包模块以及以太网MAC模块，FPGA芯片可以通过GPIO模块采集外部硬触发信号，并将采集到的硬触发信号发送给组包模块，组包模块在接收到硬触发信号的情况下，可以依据该硬触发信号组装特定网络数据包，并通过以太网MAC模块以及以太网PHY芯片将特定网络数据包发送给工业相机，以使工业相机依据特定网络数据包进行出图处理，与传统方案中通过工控PC组网特定网络数据包的实现方案相比，提高了工业相机出图的控制效率，减少了工业相机出图的时延，并提高了工业相机出图控制的稳定性。
附图说明
[0013]图1是本申请实施例提供的一种图像采集卡的结构示意图；
[0014]图2是本申请实施例提供的另一种图像采集卡的结构示意图；
[0015]图3是本申请实施例提供的一种基于TOE触发的图像采集卡的结构示意图；
[0016]图4是本申请实施例提供的一种图像采集方法的流程示意图。
具体实施方式
[0017]这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
[0018]在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
[0019]为了使本领域技术人员更好地理解本申请实施例提供的技术方案，并使本申请实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请实施例中技术方案作进一步详细的说明。
[0020]需要说明的是，本申请实施例中各步骤的序号大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
[0021]请参见图1，为本申请实施例提供的一种图像采集卡的结构示意图，如图1所示，该图像采集卡可以包括：FPGA芯片110以及以太网PHY(端口物理层)芯片120，FPGA110包括GPIO模块111、组包模块112以及以太网MAC(Media Access Control，媒体介入控制层)模块113；其中：
[0022]GPIO模块111，用于采集外部硬触发信号，并将采集到的硬触发信号发送给组包模块112；
[0023]组包模块112，用于在接收到硬触发信号的情况下，依据该硬触发信号组装特定网络数据包，并通过以太网MAC模块113以及以太网PHY芯片120将特定网络数据包发送给工业相机，以使工业相机依据特定网络数据包进行出图处理。
[0024]本申请实施例中，为了提高工业相机出图控制的效率和稳定性，可以通过包括
FPGA芯片110和以太网PHY芯片120的图像采集卡控制工业相机出图。
[0025]该图像采集卡可以通过FPGA芯片110中的GPIO模块111采集外部硬触发信号，并将采集到的硬触发信号发送给组包模块112，以触发组包模块112进行特定网络数据包组装。
[0026]本申请实施例中，FPGA芯片110通过GPIO模块采集到外部硬触发信号的情况下，不需要再通过外部PC进行特定网络数据包的组装和发送，而是可以通过组包模块112依据该硬触发信号组装特定网络数据包。
[0027]其中，该特定网络数据包用于触发工业相机进行出图处理。
[0028]示例性的，组包模块112组装好特定网络数据包的情况下，可以将该特定网络数据包发送给本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种图像采集卡，其特征在于，包括：FPGA芯片以及以太网端口物理层PHY芯片，所述FPGA芯片包括通用输入输出信号模块GPIO模块、组包模块以及以太网媒体介入控制层MAC模块；其中：所述GPIO模块，用于采集外部硬触发信号，并将采集到的硬触发信号发送给所述组包模块；所述组包模块，用于在接收到所述硬触发信号的情况下，依据所述硬触发信号组装特定网络数据包，并通过所述以太网MAC模块以及所述以太网PHY芯片将所述特定网络数据包发送给工业相机，以使所述工业相机依据所述特定网络数据包进行出图处理。2.根据权利要求1所述的图像采集卡，其特征在于，所述GPIO模块，具体用于采集外部硬触发信号，对所述外部硬触发信号进行信号调整，并将调整后的硬触发信号发送给所述组包模块。3.根据权利要求1所述的图像采集卡，其特征在于，所述以太网PHY芯片、所述组包模块，以及，所述以太网MAC模块的数量均为多个；所述GPIO模块，具体用于将硬触发信号同步发送给多个所述组包模块的部分或全部，以使接收到硬触发信号的组包模块组装特定网络数据包，并分别通过对应的以太网MAC模块以及所述以太网PHY芯片将所述特定网络数据包同步发送给对应的工业相机。4.根据权利要求3所述的图像采集卡，其特征在于，所述GPIO模块包括多个硬触发输入端口；所述GPIO模块，具体用于在通过任一硬触发输入端口采集到外部硬触发信号的情况下，将该外部硬触发信号同步发送给多个所述组包模块的部分或全部，以使接收到硬触发信号的组包模块组装特定网络数据包，并分别通过对应的以太网MAC模块以及所述以太网PHY芯片将所述特定网络数据包同步发送给对应的工业相机；或，所述GPIO模块，具体用于在通过任一硬触发输入端口采集到外部硬触发信号的情况下，确定该硬触发输入端口对应的组包模块，将该硬触发信号发送给该组包模块，以使该组包模块依据该硬触发信号组装特定网络数据包，并通过对应的以太网MAC模块以及所述以太网PHY芯片将所述特定网络数据包发送给对应的工业相机。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的图像采集卡，其特征在于，所述FPGA芯片还包括：中央处理单元CPU软核；其中：所述CPU软核，用于接收外部个人计算机PC的配置指令，并依据所述配置指令配置特定网络数据包的结构参数；所述结构参数包括MAC地址、IP地址以及特定数据包键值；所述组包模块，具体用于依据所述特定网络数据包的结构参数，组装特定网络数据包。6.根据权利要求5所述的图像采集卡，其特征在于，所述CPU软核，还用于依据所述配置指令配置目标硬触发信号的类型；所述组包模块，具体用于在确定接收到的硬触发信号的类型与所述目标硬触发信号的类型匹配的情况下，组装特定网络数据包。7.一种图像采集方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：楼佳祥，
申请(专利权)人：杭州海康机器人技术有限公司，
类型：发明
国别省市：