一种机器人视觉系统模块的设计
作者RobotSky文章来源文章来源ed
chi
a点击数点击数425更新时间更新时间20086423711作者一概述视觉技术是近几十年来发展的一门新兴技术机器视觉可以代替人类的视觉从事检验目标跟踪机器人导向等方面的工作特别是在那些需要重复迅速的从图象中获取精确信息的场合尽管在目前硬件和软件技术条件下机器视觉功能还处于初级水平但其潜在的应用价值引起了世界各国的高度重视发达国家如美国日本德国法国等都投入了大量的人力物力进行研究近年来已经在机器视觉的某些方面获得了突破性的进展机器视觉在车辆安全技术自动化技术等应用中也越来越显示出其重要价值本文根据最新的CMOS图像采集芯片设计了一种通用的视觉系统模块经过编制不同的图像处理模式识别算法程序本模块可以应用到足球机器人无人车辆等各种场合二设计原理系统原理框图如图1所示
系统包含5个主要芯片图像采集芯片OV7620高速微处理器SH4大规模可编程阵列FPGA和串口通讯控制芯片MAX232FPGA内部编程设立两个双口RAM产生图像传感器所需的点频行场同步等信号以及控制双口RAM的存储时序SH4负责对OV7620通过I2C进行配置读取双口RAM的图像数据进行处理并通过串口实现图像资料的上传或控制步进电机等其他设备三图像采集模块系统模块以CMOS图像传感器OV7620为核心还包括一个聚光镜头和其他一些辅助元器件比如27MHZ的晶振电阻电容等
fCOMS图像传感器是近几年发展较快的新型图像传感器由于采用了相同COMS技术因此可以将像素阵列与外围支持电路集成在同一块芯片上是一个完整的图像系统Camerao
Chip本系统采用的是Omm
visio
公司推出的一块CMOS彩色图像传感器OV7620分辨率为640x480它能工作在逐行扫描方式下也能工作在隔行扫描方式下它不仅能输出彩色图像也可用作黑白图像传感器这块芯片支持的图像输出格式有很多种1YCrCb42216bit8bit格式2ZV端口输出格式3RGB原始数据16bit8bit4CCIR601CCIR656格式其功能包括有对比度亮度饱和度白平衡及自动曝光同步信号位置及极性输出帧速率和输出格式等都可以通过I2C总线进行编程配置片内寄存器控制聚光镜头选用桑来斯公司生产的DSL103镜头此镜头体积小适合嵌入式视觉传感器的应用场合四FPGA接口模块FPGA采用Xili
x公司的xc2s100这款芯片内部集成了10000个逻辑门接口程序采用VHDLVeryHighSpeedI
tegratedCircuitHardwareDescriptio
La
guage书写为了提高数据的传输速率xc2s100内在部分配了2个双口RAM缓冲区其r