採用pwm方式傳遞焊縫坡口信息的方法

2023-07-07 14:05:16

專利名稱：採用pwm方式傳遞焊縫坡口信息的方法
技術領域：
本發明涉及一種採用脈衝寬度調製(PWM)方式傳遞焊縫坡口信息的方法，可應用 於多種模擬信號數據傳輸過程中，尤其適用於圖像視覺焊縫跟蹤時數位訊號處理器(DSP) 與其他控制器之間的信號傳輸。
背景技術：
在現有的圖像視覺焊縫跟蹤系統中，通常採用DSP處理獲得的圖像，獲取焊縫坡 口的信息，然後DSP將此信息傳遞到焊縫跟蹤控制器中，以完成對焊縫的跟蹤。這一過程 中，因為大多數的用於圖像處理的DSP沒有專門D/A輸出功能，其傳輸模擬信號受到限制， 如果採用擴展D/A來解決，則存在管腳復用及分時同步控制等問題，會大為降低DSP進行圖 像處理的主要功能。如果採用RS232和RS485等通信方式，實時性不好，且需要編制專門的 通信協議，通用性差。

發明內容
本發明的目的是克服現有技術的不足之處，提供一種採用PWM信號方式傳遞焊縫 坡口信息的方法，使DSP輸出的信號經過PWM調製後，信號的抗幹擾能力大為提高，所以該 發明提供了圖像視覺焊縫跟蹤過程中一種實用的信號傳遞方法，同時該方法也適用於其他 場合的模擬信號傳輸。為了實現上述目的，本發明的目的是通過下述技術方案予以實現一種採用脈衝寬度PWM方式來傳送焊縫坡口信息的方法，該方法用於兩個中央處 理器CPU之間的模擬信號傳遞；所述的方法通過由主CPU1、從CPU2和一個低通濾波器3組 成實現，其特殊之處在於包括以下步驟主CPUl完成焊縫坡口的識別、坡口信號的PWM調製 及輸出等功能；從CPU2接收低通濾波器3輸出的坡口位置信號並進行相應的運算處理及控 制；低通濾波器3將PWM信號變成直流模擬信號並輸出。其中採用PWM方式來表示並傳遞 焊縫坡口的位置信息，PWM信號為一固定頻率信號，其佔空比與坡口位置信息相對應，並追 隨坡口位置信息的變化而變化。其中採用一個低通濾波器將含有坡口位置信息的PWM信號 轉變為直流模擬信號，以方便處理，提高信號接口的通用性。其中CPU在傳遞模擬信號無需 專用D/A轉換器，只需採用通用的I/O 口或者專用的PWM輸出口，且每路信號只佔有一個輸 出接口。由於採用上述技術方案，本發明具有以下優點和效果1、本發明可用於圖像視覺傳感焊縫自動跟蹤系統的信號傳輸；2、本發明採用調製PWM信號傳輸焊縫位置信息，原理簡單，抗幹擾能力強，實用性 強；3、本發明採用的方法還可推廣到其他的信號傳遞場合。


圖1為本發明採用PWM方式傳遞焊縫坡口信息方法實施的總體示意2為本發明採用低通濾波器的示意3為本發明採用低通濾波器的幅頻和相頻特性示意中1-主CPU，2-從CPU，3_低通濾波器
具體實施例方式下面結合附圖詳細描述本發明最佳實施例一種採用脈衝寬度PWM方式來傳送焊縫坡口信息的方法，在圖像視覺焊縫跟蹤系 統中，如圖1所示，主CPUl (通常採用DSP)處理獲得的焊縫圖像將佔有其大部分時間，每當 完成一幀圖像處理後，需要及時將處理後獲得的信息傳遞給從CPU2，以完成實時跟蹤控制。 主CPUl將圖像處理後的信號進行PWM調製，利用專用的PWM輸出口或I/O 口輸出信號。PWM 信號的佔空比與坡口位置信息的對於關係為(以焊縫左右位置關係為例)當焊縫中心偏 至最左位置時，PWM佔空比設為最小(如5%)；當焊縫中心偏至最右位置時，PWM佔空比設 為最大(如95% )。PWM信號的頻率最好選定在20kHz以上。主CPUl輸出的PWM信號先傳送到一個低通濾波器，圖2給出了一個低通濾波器3， 該濾波器二階濾波器，其截止頻率設計為30Hz，其幅頻和相頻特性如圖3所示。另外，低通濾波器應設置在兩CPU之間前儘量靠近從CPU2 —側。
權利要求
一種採用脈衝寬度PWM方式來傳送焊縫坡口信息的方法，該方法用於兩個中央處理器CPU之間的模擬信號傳遞；所述的該方法通過由主CPU(1)、從CPU(2)和一個低通濾波器組成實現，包括以下步驟主CPU(1)完成焊縫坡口的識別、坡口信號的PWM調製及輸出等功能；從CPU(2)接收低通濾波器(3)輸出的坡口位置信號並進行相應的運算處理及控制；低通濾波器(3)將PWM信號變成直流模擬信號並輸出。
2.根據權利要求1所述採用脈衝寬度PWM方式來傳送焊縫坡口信息的方法，其特徵在 於採用PWM方式來表示並傳遞焊縫坡口的位置信息，PWM信號為一固定頻率信號，其佔空 比與坡口位置信息相對應，並追隨坡口位置信息的變化而變化。
3.根據權利要求1所述採用脈衝寬度PWM方式來傳送焊縫坡口信息的方法，其特徵在 於採用一個低通濾波器(3)將含有坡口位置信息的PWM信號轉變為直流模擬信號，以方便 處理，提高信號接口的通用性。
4.根據權利要求1或2所述採用脈衝寬度PWM方式來傳送焊縫坡口信息的方法，其特 徵在於其中CPU在傳遞模擬信號無需專用D/A轉換器，只需採用通用的I/O 口或者專用的 PWM輸出口，且每路信號只佔有一個輸出接口。
全文摘要
一種採用脈衝寬度調製(PWM)方式來傳送焊縫坡口信息的方法，該方法用於兩個CPU之間的模擬信號傳遞，主CPU1識別出坡口位置信息，通過PWM方式進行信號調製後輸出，脈衝佔空比的大小代表模擬信號的高低；該信號在到達從CPU2之前，經過一個二階的低通濾波器3，將信號變成直流模擬信號，從CPU2接收此模擬信號並進行處理。該信息傳送方法簡化了兩個CPU之間的模擬信號傳遞問題，具有較強的抗幹擾能力，且避免了主CPU1採用D/A輸出造成管腳復用及分時同步控制問題，實時性好。
文檔編號G05B19/418GK101957613SQ20091008931
公開日2011年1月26日 申請日期2009年7月16日 優先權日2009年7月16日
發明者蔣力培, 薛龍, 鄒勇, 黃軍芬, 黃繼強 申請人:北京石油化工學院