DSP与etherCAT的目标跟踪平台

1万 · 2020-4-22 15:54

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1万 · 2020-4-22 16:04

1万 · 2020-4-22 16:06

只看该作者 · 2020-4-22 16:07

学习学习！感谢東的分享

1万 · 2020-4-22 16:08

1万 · 2020-4-22 16:09

1万 · 2020-4-22 16:10

目标跟踪程序处理完每一帧图像，计算出当前帧图像的目标中心点像素坐标数据
后，需要将坐标数据作为伺服控制数据发送到DSP多轴运动控制卡，以实现对二维运
动平台的伺服控制，进而使得固定在二维运动平台上的摄像头实时跟踪目标。
目标跟踪程序的运行平台是配备标准以太网卡NIC C Network Interface Card )的PC
机，通过EtherCAT通信实现PC机与DSP多轴运动控制卡之间的数据通信。在EtherCAT
通信中配备标准以太网卡的PC机被称作EtherCAT主站，在主站上开发主站驱动程序并
编写通信接口函数，实现EherCAT主站数据通信。EtherCAT通信协议栈如图3-7所示，
其中主站控制程序代表目标跟踪程序，主站框中小方框部分代表EtherCAT通信主站驱
动程序。

1万 · 2020-4-22 16:13

1万 · 2020-4-22 16:14

只看该作者 · 2020-4-22 16:15

请问一下这个是基于DSP开发的协议栈吗？

1万 · 2020-4-22 16:15

1万 · 2020-4-22 16:16

伺服控制是指执行机构跟随输入指令进行定位，当有输入指令时执行机构就动作;
没有输入指令时执行机构就保持静止。典型的伺服运动控制系统包括运动控制卡、伺服
驱动器和永磁同步电机(又称伺服电机)。伺服控制存在转矩控制、速度控制和位置控
制等三种控制方式:其中转矩控制和速度控制都是模拟量控制，运动控制卡的运算量小;
位置控制的输入量是数字脉冲，脉冲频率控制电机速度，脉冲数控制电机转动角度，对
电机的速度和转角都有控制要求。由于现代伺服控制任务对定位精度要求不断提高，因
此对控制器的运算速度与内存提出更高的要求。数字信号处理器(DSP)因其优异的计
算能力(体现在运算速度快与运算函数库丰富)、丰富的伺服控制功能和成本低廉而广
泛的被采用为运动控制卡的主控芯片[[52]，德州仪器(TI)公司推出的型号为
TMS320F2833 5的DSP就是特别针对工业控制领域而推出的，运算主频快、外设资源丰
富，满足了本文目标跟踪平台的伺服控制任务需求[[53]

1万 · 2020-4-22 16:17

1万 · 2020-4-22 16:18

在DSP功能软件中，主程序main()主要实现:DSP的初始化包括系统控制与系统
时钟的初始化、中断标志清除、通用I/O初始化以及相关外设寄存器初始化等;ET1100
的初始化包括寄存器初始和通信变量初始化;全局变量初始化;中断初始化。DSP功能
软件开启了两个中断:外部中断和定时器0中断，中断服务程序分别为过程数据接收外
部中断服务程序XINTl LSB(void)和定时期0中断服务程序'IID}IERO ISR(void)。伺服控
制程序和编码器反馈数据接收程序分别在XINTl LSBwoid)和'IID}IERO ISR(void)中实
现。被初始化的DSP外设功能模块包括:同步串行通信SPI模块、脉冲宽度调制PWM
模块、增强正交编码脉冲QEP模块。

1万 · 2020-4-22 16:19

由于目标跟踪算法在每帧图像定位目标时用到的迭代次数不定，且摄像头是非线性
系统，所以目标跟踪程序计算出每帧图像目标中心点像素坐标(X, y)的时间周期不固
定，从而调用EtherCAT通信主站驱动程序的周期也不固定。因此相对应的EtherCAT数
据通信时间周期也不固定，因此是非周期性数据通信。
当新的有效EtherCAT数据帧经过从站控制芯片ET1100时，EtherCAT从站会将目
标中心点数据从EtherCAT报文的数据区抽取目标中心点坐标数据并通并存入ET1100
的双端口RAM区，然后ET1100设置好的引脚会产生电平变化。ET1100产生电平变化
的引脚与DSP的外部中断1引脚相连，DSP功能软件产生外部中断，执行过程数据接
收外部中断服务程序为PDOIrq()，在中断服务程序PDOIrq()中DSP通过SPI通信读取
ET1100的双端口RAM事先约定好的地址，获得目标中心点坐标数据。
过程数据接收外部中断服务程序为PD OIrqU，首先调用SPI读操作程序SpiReadU
读取EtherCAT主站发送的目标中心点坐标数据。其次因为目标中心点坐标数据是4字
节的浮点型数据，根据浮点型数据逆序存储的特点，需要将SPI通信读回的目标中心点
坐标数据按照浮点型数据的储存顺序重新整合。最后调用伺服控制程序ServoControl(),
并将整合好的浮点型目标中心点X, Y坐标数据传递给伺服控制程序。

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