[實用新型]基于FPGA時間戳的色標位置信息記錄裝置

有效

• 申請號: 201220353206.9
• 申請日: 2012-07-12
• 公開（公告）號: CN202648610U
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 陳光華;汪原;王威;李旭陽;古城;王津津
• 申請（專利權）人: 武漢邁信電氣技術有限公司
• 主分類號: G01B7/00
• 分類號: G01B7/00;G01B7/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種包裝、印刷工業中的色標檢測信息記錄裝置，尤其涉及一種基于FPGA時間戳的色標位置信息的高速高精度的記錄裝置。

背景技術

在包裝、印刷等行業的色標檢測領域中，一般采用直接記錄編碼器4倍頻后的位置信息來實現，該方法具有簡單，明了的特點，在包裝、印刷等行業中得到了廣泛應用。但是，隨著包裝和印刷領域對色標檢測精度的要求越來越高，單純記錄編碼器4倍頻之后的位置信息，則會導致如下兩個問題：第一，記錄結果存在著離散化嚴重的情況；第二，單純通過MCU處理器中斷響應來實現色標信號記錄的方法，存在著丟失色標位置信息的可能，因此這個方法逐漸不能滿足該行業對色標檢測精度的要求了。

因此，如何高速和精確的測量色標信號的位置信息成為一個亟待解決的問題。

發明內容

為了解決上述技術問題，本實用新型提供了一種基于FPGA時間戳的色標位置信息記錄裝置，其特征在于：包括FPGA計時模塊、位置信號邊沿檢測模塊、標記信息檢測模塊、位置估算模塊；所述FPGA計時模塊采用晶振進行計時，并給出相應的時間戳信息；所述位置信號邊沿檢測模塊可以檢測信號上升沿或者下降沿跳變，與所述FPGA計時模塊相結合能夠給出四倍頻位置信號上升沿或者下降沿的發生時間；所述標記信息檢測模塊對色標信號的上升沿或者下降沿進行檢測，與所述FPGA計時模塊相結合能夠給出色標信號上升沿或者下降沿的發生時間；所述位置估算模塊根據色標信號相對于四倍頻位置信號的偏移時間估算出色標信號所對應的位置信息。

在上述技術方案中，進一步包括前端處理模塊，所述前端處理模塊對色標信號和參考信號進行濾波處理和極性選擇。

在上述技術方案中，進一步包括色標信息緩沖區，所述色標信息緩沖區用于緩存來不及處理的檢測到的色標信息。

在上述技術方案中，所述色標信息緩沖區為環形FIFO緩沖區。

本實用新型取得了以下技術效果：

通過FPGA的高頻時間戳的記錄方法來記錄色標信號的方法，可以大大的提高測量精度，降低測量位置的離散化的，其數據更加集中；同時，高精度的測量帶來的控制調整值更加的準確和穩定，可以克服低分辨率的編碼器的誤差問題?；贔PGA時間戳的色標信號記錄算法的方法大大改善了測量精度和測量效果。

附圖說明

圖1為色標位置信息的高速高精度的記錄方法示意圖；

圖2為標記信息與FPGA時鐘信號的關系圖；

圖3為參考信號和標記信號通過數字濾波和極性選擇流程的示意圖；

圖4為參考信號和標記信號通過數字濾波示意圖。

圖中標記：11-高精度記錄色標位置模塊；12-可配置濾波模塊；13-硬件FIFO模塊。

具體實施方式

為了便于本領域普通技術人員理解和實施本實用新型，下面結合附圖及具體實施方式對本實用新型作進一步的詳細描述。

本實用新型在現有的色標位置信息記錄技術上，增加了FPGA計時模塊、位置信號邊沿檢測模塊、標記信息檢測模塊、位置估算模塊和色標信息緩沖區。其中，FPGA計時模塊采用晶振進行計時，通過其內部鎖相倍頻后產生高速時鐘，最小計時精度可達到納秒級，屬于硬件計時的范疇，可以給出各個信號產生、結束或者變化的時間點，并給出相應的時間戳信息。位置信號邊沿檢測模塊可以檢測信號上升沿或者下降沿跳變，與FPGA計時模塊相結合即可知道信號上升沿或者下降沿的發生時間。標記信息檢測模塊可對色標信號的上升沿或者下降沿進行檢測，與FPGA計時模塊相結合即可知道信號上升沿或者下降沿的發生時間。位置估算模塊根據位置信號邊沿檢測模塊輸出的位置信號上升沿或者下降沿確定出4倍頻位置信號中每個位置所對應的時間長度，通過標記信息檢測模塊輸出的色標信號確定該色標信號對應的4倍頻位置信號的位置P，通過位置P前后邊沿跳變的時間差(即從一個上升沿至緊隨其后的下降沿或從一個下降沿至緊隨其后的上升沿)計算位置P持續的時間長度Tp，并計算標記信息檢測模塊輸出的色標信號發生時刻距離位置P開始時刻的時間長度Tm，通過公式P+(Tm/Tp)*L估算出色標信號所對應的位置，L為4倍頻后位置信號所對應的長度間隔，即現有的色標位置信息記錄技術中的最小位置分辨率。

由于FPGA計時模塊的精度非常高，那么本實用新型的位置記錄精度可達到10ns對應的位置精度級別上。