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凌華圖像運動控制卡基于PC的目標追蹤系統的應用
[系統概述]該系統采用凌華公司的基于PC機的圖像捕捉卡（Picolo）以及運動控制卡（PCI-8164）來完成目標的捕捉及追蹤轉臺的運動控制。選用標準視頻輸入的黑白攝像機，每秒可以拍攝25張照片，可以實現實時圖像采集。用凌華公司提供的用于圖像分析的二次軟件開發包，可以很輕松的對拍攝的圖像進行分析，找出所關心的目標并計算目標的位置。采用微分控制方式通過運動控制卡發出指令，實時跟蹤目標[關鍵詞] 運動控制，圖像采集，機器視覺，目標追蹤，CCD攝像機，伺服電機
一、系統構成與原理
1.1機器視覺
所謂機器視覺就是：賦予機器以人類視覺功能，突破人類自身視覺的局限性，把計算機的快速性、可靠性、結果的可重復性，與人類視覺的高度智能化和抽象能力相結合，由此逐漸形成了一門新學科。機器視覺系統采用CCD照相機將被攝取目標轉換成圖像信號，傳送給專用的圖像處理系統，根據像素分布和亮度、顏色等信息，轉變成數字化信號；圖像系統對這些信號進行各種運算來抽取目標的特征，如：面積、長度、數量、位置等；根據預設的容許度和其他條件輸出分析結果。機器視覺系統一般由光源，鏡頭，CCD照相機，圖像處理單元（或圖像捕獲卡），圖像處理軟件，監視器，通訊/輸入輸出單元等部分組成。（見圖 1）
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1.2伺服電機
伺服電機把輸入的控制電壓信號變為輸出的角位移或角速度，它的運動狀態由控制信號控制，加上控制電壓，他應當馬上旋轉，去掉控制電壓它應馬上停轉，轉速高低應用控制電壓成正比。相對于同樣應用于運動控制的的步進電機它有如下優點：
1.控制精度更高：伺服電機的控制精度由電機軸后端的旋轉編碼器保證，對于17位的旋轉編碼器而言，驅動器每接收217＝131072個脈沖電機旋轉一圈，其脈沖當量為360°/131072＝0.0027
2.伺服電機運轉非常平穩，即使在低速時也不會出現振動現象
3.伺服電機為恒力矩輸出，即在其額定轉速（一般為2000RPM或3000RPM）以內，都能輸出額定轉矩，在額定轉速以上為恒功率輸出。
4.交流伺服電機具有較強的過載能力 。一般是額定轉矩的2-3倍。
5.伺服系統的加速性能較好從靜止加速到其額定轉速3000RPM僅需幾毫秒，可用于要求快速啟停的控制場合。
6.伺服驅動系統為閉環控制，驅動器可直接對電機編碼器反饋信號進行采樣，內部構成位置環和速度環，一般不會出現步進電機的丟步或過沖的現象，控制性能更為可靠。（如圖 2）
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1.3 基于PC的運動控制系統
為了滿足新型數控系統的標準化、柔性、開放性等要求；在各種工業設備（如包裝機械、印刷機械等）、國防裝備（如跟蹤定位系統等）、智能醫療裝置等設備的自動化控制系統研制和改造中，急需一個運動控制模塊的硬件平臺；同時PC機在各種工業現場的廣泛應用，也促使配備相應的控制卡以充分發揮PC機的強大功能。基于PC的運動控制系統的構成如圖3
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上圖所示是目標追蹤系統的控制單元部分的結構圖。選用凌華公司的運動控制卡（PCI-8164）、三菱公司
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