本發明涉及一種基于NI compactRIO的USB接口圖像采集方法，屬于機器視覺領域；
背景技術：
CompactRIO是美國國家儀器(NI)公司生產的一款可重新配置的嵌入式測控系統，擁有堅固的硬件架構，包括三個部分：實時控制器，可重配置的FPGA(現場可編程門陣列)和工業級I/O模塊。實時控制器包含一個工業級處理器，通過LabVIEW這一專門為開發測量和控制應用所設計的圖像化開發環境，能夠可靠而準確地執行實時應用程序，將之應用于各類嵌入式控制和監測應用中。并且可以提供多速率控制、進程執行跟蹤、板載數據存儲以及與外部設備通訊等功能。
NI CompactRIO是專為嚴酷環境和狹小空間條件下的應用而設計的。在很多類似的嵌入式應用中，尺寸、重量和I/O通道的密度，都是關鍵性設計需求。CompactRIO不僅擁有輕巧堅固式封裝，而且具有-40℃至70℃的寬廣工作溫度范圍，使其適合工作在某些不適合計算機工作的特定環境下。
技術實現要素：
本發明旨在解決由于自然、人為及其他不可控因素，導致計算機不能工作在被測環境中的問題，提供一種能夠在這種嚴酷環境下實現穩定可靠的圖像采集的方法。本發明的技術方案如下：
一種基于NI compactRIO的USB圖像采集方法，包括下列步驟：
(1)將基于NI CompactRIO的實時控制器，安裝在主機上；
(2)在主機上安裝LabVIEW和Measurement&Automation Explorer(MAX)軟件，在NI MAX中正確配置CompactRIO，配置成功后，在MAX的遠程系統目錄下，能夠看到當前的CompactRIO名稱；
(3)在主機上安裝NI Real-Time實時模塊和NI-IMAQdx圖像采集驅動模塊，并在NI MAX的系統目錄下檢測是否安裝成功；
(4)在CompactRIO的NI-IMAQdx軟件中添加IP Camera Support和USB Vision Support，以便在NI MAX的設備與接口目錄下找到并且調用USB相機；
(5)單擊NI MAX遠程系統下的CompactRIO名稱，在網絡設置中查看以太網適配器的相關參數，為后續操作做準備；
(6)記住設備與接口目錄下USB相機的名稱camX，其中X是驅動分配給USB相機的值，單擊Snap即可在界面中抓取單個圖像，單擊Grab即可在界面中獲取連續的圖像；
(7)在LabVIEW中創建一個新項目，將基于NI CompactRIO的實時控制器添加到此項目中，運行Grab.vi程序，在前面板的Camera Name中選擇當前USB相機的名稱camX，即可通過USB相機采集圖像或者視頻。
本發明與現有技術相比的有益效果是：
1>堅固式封裝和-40℃-70℃工作范圍，解決了在嚴酷環境下，計算機不能工作導致圖像采集終止的弊端；
2>由于尺寸小，具有實時性，可應用于結合場掃描和熱成像的設備狀態監測和管道監控的工業平臺；
3>由于采用了開放和嵌入式結構的系統，具有良好的堅固性和靈活性，可以使用現成的商品硬件迅速地建立嵌入式系統；
4>由于圖像采集功能和規模小型化特性，為掃描式圖像采集和自動顯微鏡掃描提供了一個理想的平臺，可用于嵌入式醫療設備。
附圖說明
圖1所示為在NI MAX中，利用配置好CompactRIO中的USB接口相機采集圖像的界面。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實例對本發明做進一步說明；
本發明中所用的實時控制器為NI CompactRIO-9064型號。其中，NI CompactRIO-9064實時控制器配備了9-30VDC的冗余電源輸入、一個實時時鐘、硬件監視定時器、雙以太網端口、高達4GB的板載數據存儲器，以及內置的USB接口和RS232接口。
CompactRIO控制器經過正確配置后，出現在MAX的遠程系統目錄下，名稱為NI-cRIO-9064-03090094，右擊軟件選擇增加/刪除軟件，打開LabVIEW實時軟件向導。選擇自定義軟件安裝，安裝需要的NI Real-Time實時模塊組件和NI-IMAQdx圖像采集驅動模塊組件，以及勾選IP Camera Support和USB Vision Support，以便于CompactRIO能夠通過USB接口調用USB相機。這樣就通過LabVIEW建立起CompactRIO控制器和USB相機兩個硬件的聯系。
圖1所示為在NI MAX利用CompactRIO設備與接口中的USB相機采集圖像的界面。本發明中配置在CompactRIO中的USB相機為USB 2.0camera，名稱為“cam0”。單擊Snap即可在界面中抓取單個圖像，單擊Grab即可在界面中獲取連續的圖像，而且在界面中可調節相機的屬性，如Brightness(亮度)，Contrast(對比度)，Saturation(飽和度)，sharpness(清晰度)等，以獲取不同質量要求的圖像。
在LabVIEW中創建一個新項目，將CompactRIO的實時控制器添加到項目中，將Grab.vi的程序添加到項目中并運行，在前面板的Camera Name中選擇在NI MAX中得到的USB相機名稱“cam0”，即可實現在CompactRIO實時系統下通過USB相機采集圖像或者視頻。
基于此，本發明的基于NI compactRIO的USB圖像采集實現了對被測環境的實時采集，即使被測環境是由于自然、人為及其他不可控因素造成的嚴酷特定環境，基于NI compactRIO的USB圖像采集仍然可以良好穩定的工作。而且，由于采用了開放和嵌入式的結構，具有極好的靈活性，可以使用現成的商品硬件迅速地建立嵌入式系統。