[中圖分類號]TIB36[文獻標識碼]A[文章編號)1000-0682(2004)01-0026-03

控制器局域網CAN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絡。CAN總線屬于現場總線范疇，與現有的其它總線相比，它屬于一種分散式、數字化、雙向、多站點、多變量的通信系統，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點，非常適用于分布式測量系統的數據通信。

計算機視覺檢測是目前正在發展的一種新型檢測技術。汽車車身視覺檢測站是用于測量車身關鍵點三維空間坐標的大型專用檢測系統。其主要原理是通過視覺傳感器(VisualSensor)，采用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鍵點的坐標，從而完成對車身各頂點位置、擋風玻璃框尺寸、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的測量。

文中結合CAN總線在汽車車身視覺檢測站中的應用，研究了基于CAN總線的多主分布控制系統，并對該控制網絡的物理層接口、拓撲結構、通訊協議等作了說明。

1車身視覺檢測站的工作過程及控制系統

汽車車身視覺檢測是由機械及定位系統、三維視覺傳感器系統、測量控制與接口系統、標定系統以及計算機軟件5大部分組成。系統工作過程為：由生產線上運送車身到一預擺放位粗略定位，然后專用的控制系統完成待測位置的準確定位。視覺傳感器按要求順序開始工作，計算機采集檢測點圖像并進行處理，結合視覺檢測算法，求出被測點坐標等參數。汽車車身長寬高都是幾米范圍，被測控制點一般都要求在50個以上，網絡布線要求300m以上，系統中針對不同的測量對象，采用了單光條傳感器、多光條傳感器、十字叉絲傳感器和雙目立體視覺傳感器等，總數在50臺以上。檢測站的控制系統應能對這些傳感器的動作進行實時控制。此外控制系統還應實現對檢測站中的機械及定位系統的控制。根據需要檢測站的控制系統應完成以下任務：

(1)主控機實時控制各個傳感器，使其動作相互協調；

(2)自動控制白車身運載小車(用于將白車身送到被測工位)的前進、后退、上升、下降、加速、減速等動作；

(3)手動控制運載小車的上述各種動作；

(4)位置傳感器能夠實時發送白車身上的位置信息。

整個車身視覺檢測系統如圖1—1所示。

為了實現系統控制功能，控制網絡主要由以下4部分構成：

(1)主控機：微機，它為控制系統的核心；

(2)控制臺：完成手動控制運載小車、接收位置傳感器信息并發送給主控機及執行主控機指令等功能；

(3)CAN接口卡：完成主控機信號和CAN協議標準信號之間的轉換；

(4)傳感器控制部分：接受主控機指令，完成對傳感器的控制和向主控機發送傳感器狀態信息等功育邑。

系統中，主控機作為控制核心，負責傳感器和控制臺的管理。控制臺既能通過執行主控機指令控制運載小車，又能獨立控制，所以網絡應具有多主機控制能力，CAN總線支持多主機方式，且能在低層解決數據碰撞問題，出于以上各方面考慮，系統采用CAN總線作為控制網絡的通信標準。

整個系統控制示意圖如圖1—2所示。

2CAN總線控制網絡

2．1CAN總線網絡拓撲結構

在車身檢測中，對各傳感器的數據采集及圖像處理等工作主要由PC機完成，為操作簡便，對機械部分的控制還應能通過控制臺進行。該系統控制節點多，可靠性要求高，傳統的集中控制方式雖然功能集中，速度較快，但具有硬件結構復雜(每個控制節點都對應于一個I／O端口)、現場布線困難、擴展能力低(受硬件端口數量限制)、故障診斷困難等缺點。所以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絡上的一個節點，各節點直接掛接在數據總線上。PC機和控制柜也同樣各作為一個節點掛接在總線上，即控制網絡應具有多主機控制能力，所以整個網絡采用多主機結構，即每一個節點也是一個主機，通過主機之間的通訊以實現控制要求。為此采用總線型廣播式網絡拓撲結構，利用CAN靈活方便、支持多主機方式等優點，建立控制網絡。不難看出，只要解決好“碰撞”問題，這種方法具有結構簡單、安全系數高、靈活性好、易于擴展等特點，可以充分滿足檢測站的控制要求。其結構如圖2—1所示。