摘要:本文采用現今成熟的CMOS攝像頭芯片設計了一種機器人視覺系統模塊,并介紹了其系統結構,討論了設計之中出現的問題,并對系統的每個模塊功能進行了詳細說明。本模塊可以最快每秒采集20幀圖像數據,并進行實時處理,通過串口上傳圖像數據或控制其他設備。

關鍵字:機器人視覺FPGASH4VHDL

中圖分類號:TP393文獻標識碼:A

 一、概述

視覺技術是近幾十年來發展的一門新興技術。機器視覺可以代替人類的視覺從事檢驗、目標跟蹤、機器人導向等方面的工作,特別是在那些需要重復、迅速的從圖象中獲取精確信息的場合。盡管在目前硬件和軟件技術條件下,機器視覺功能還處于初級水平,但其潛在的應用價值引起了世界各國的高度重視,發達國家如美國、日本、德國、法國等都投入了大量的人力物力進行研究,近年來已經在機器視覺的某些方面獲得了突破性的進展,機器視覺在車輛安全技術、自動化技術等應用中也越來越顯示出其重要價值。本文根據最新的CMOS圖像采集芯片設計了一種通用的視覺系統模塊,經過編制不同的圖像處理、模式識別算法程序本模塊可以應用到足球機器人,無人車輛等各種場合。

二、設計原理

系統原理框圖如圖1所示。

系統包含5個主要芯片:圖像采集芯片OV7620,高速微處理器SH4,大規?？删幊剃嚵蠪PGA,和串口通訊控制芯片MAX232。FPGA內部編程設立兩個雙口RAM,產生圖像傳感器所需的點頻,行場同步等信號,以及控制雙口RAM的存儲時序。SH4負責對OV7620通過I2C進行配置,讀取雙口RAM的圖像數據,進行處理,并通過串口實現圖像資料的上傳或控制步進電機等其他設備。

三、圖像采集模塊

系統模塊以CMOS圖像傳感器OV7620為核心,還包括一個聚光鏡頭和其他一些輔助元器件比如27MHZ的晶振,電阻電容等。