基于DSP的全向视觉处理系统，本发明专利技术为机器人的全景成像而设计，它由全向视觉传感器、CCD摄像机、DSP数字图像处理系统组成。环境信息（光线）首先遇到全向视觉传感器，在全向视觉传感器镜面发生了反射，采用的是双曲线旋转体的全向视觉传感器，光线会射向双曲线的另一个焦点，而摄像机的光心恰好处于双曲线的另一个焦点位置由此外界的景物就在摄像机上成像了。而DSP数字图像处理系统将该图像经过SAA711AHZ(模数转化)采集到数字图像采集系统的SRAM中，DSP对该图像再进行图像预处理、图像的解算等存至SDRAM中，通过DSP数字图像处理系统的RS232I/O口可以通过编程将处理过的图像（SDRAM中的图像）或原图像（SRAM中的图像）送到机器人（PC104）中。而机器人（PC104）可通过送入的图像来实现机器人的定位、目标的识别与跟踪、避障、路径规划等操作。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及的是一种图像处理系统，特别涉及一种应用数字信号处理器的全向觉处理系统。
技术介绍
机器人视觉主要研究用计算机或其它数字系统来模拟人的视觉功能，从客观事物的视频或图像中提取信息，进行处理并加以理解，最终用于实际检测、测量和控制。一个典型的机器人视觉应用系统包括光源、光学系统、图像捕捉系统、图像数字化模块、数字图像处理模块、智能判断决策模块和机械控制执行模块。首先采用CCD摄像机或其它图像拍摄装置将目标转换成图像信号，然后转变成数字化信号传送给专用的图像处理系统，根据像素分布、亮度和颜色等信息，进行各种运算来抽取目标的特征，根据预设的容许度和其他条件输出判断结果。机器人视觉系统是最有效的传感器之一。提供了关于环境足够的信息，用于定位、识别等，是一种w非接触测量方法。机器人视觉系统也是最复杂的传感器之一。人们w对于生物视觉系统了解仍然甚少，w采用机器人视觉的应用系统性能有时不能令人满意。w但在工业应用中近年来有很多成功的示例，主要在视觉环境简单、针对某一环境定制应用的情况下。如传送带上工件的定位。w所以机器视觉是一个研究非常活跃、变化很快的领域，而且缺乏通用的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了机器人的全景成像而设计的，它由全向视觉传感器、CCD摄像机、DSP数字图像处理系统组成。本专利技术的目的是这样实现的：环境信息（光线）首先遇到全向视觉传感器，在全向视觉传感器镜面发生了反射，其反射光线的走向与全向视觉传感器的外形密切相关，本系统采用的是双曲线旋转体的全向视觉传感器，则光线会射向双曲线的另一个焦点，而摄像机的光心恰好处于双曲线的另一个焦点位置（全向视觉传感器与摄像机相对位置是通过镜架的调节来实现的），由此外界的景物就在摄像机上成像了。而DSP数字图像处理系统将该图像经过SAA711AHZ(模数转化)采集到数字图像采集系统的SRAM中，DSP对该图像再进行图像预处理、图像的解算等存至SDRAM中，通过DSP数字图像处理系统的RS232I/O口可以通过编程将处理过的图像（SDRAM中的图像）或原图像（SRAM中的图像）送到机器人（PC104）中。而机器人（PC104）可通过送入的图像来实现机器人的定位、目标的识别与跟踪、避障、路径规划等操作。该图像采集系统所采用的主处理芯片为美国德克萨斯仪器公司（TexasInstruments以下简称TI）浮点系列DSP中的TMS320C6713。TMS320C6713高达200MHz的工作频率、丰富的片上资源、完善的C/C++编译环境，可实现多种DSP算法。将模拟视频信号转化为数字信号的模数转换器这里选用荷兰Philips公司的低压低功耗视频解码芯片SAA7111AHZ。DSP左边的硬件处理是一个视频图像的采集过程，图像具体处理的实现则是在DSP中进行。视频图像信号经摄像头CCD输入后，进入视频解码芯片SAA7111AHZ数字化。由于视频A/D采样所产生的数字视频图像数据量特别大，以PAL制式视频信号为例，SAA7111AHZ输出的数字图像数据，若采用RGB565或YUV格式，每个象素用两个字节表示，每帧图像为720pixels×576lines×16bit=414720×16bit=405k×16bit，分成奇数场和偶数场两场。在图像处理领域，通常只需要黑白图像，每象素用一个字节表示，每帧图像为720pixels×576lines×8bit＝405k×8bit。为了兼容黑白和彩色图像采集模式，数据存储空间按彩色图像的数据量来设计。这里采用一片IS61LV51216，容量为512k×16bit，来构成高速图像数据缓存。系统还配置了一片64Mbits的SDRAM存储器MT48LC4M16A2，用于外部数据存储空间的进一步扩展，同时也为DSP后续图像进一步处理提供了存储余量。视频采集部分与DSP通过三态门进行总线隔离，系统采用了Altera公司的FLEX10K系列FPGA（EPF10K10AQC208）来控制二者之间的总线切换逻辑以及其他一些控制信号的产生。同时在视频图像采集阶段EPF10K10AQC208还要负责完成对SAA7111AHZ输出的数字图像数据存储，主要是地址总线数据、读写及选通信号的产生。作为机器人系统的一部分，本系统还需与机器人的其他组成部分进行相互协调和联系，这要是通过RS232总线来完成。系统中采用一片MAX3111E来完成与PC104之间的RS232异步通讯。本专利技术的优势：DSP数字图像处理系统完成图像的采集并且结合FPGA的高速处理，能够实现对机器人视觉图像的高效处理。本系统所采用的EPF10K10AQC208属于FLEX10KA系列FPGA，3.3V供电电压并可承受5V输入，密度为10000门，具有可编程和可在线配置的能力，为系统的设计及后期调试提供了很大方便。附图说明图1为本专利技术的系统组成图；图2为本专利技术的硬件总体结构图。具体实施方式下面结合附图举例对本专利技术做更详细地描述：结合图1，图1为本专利技术的系统组成图。环境信息（光线）首先遇到全向视觉传感器，在全向视觉传感器镜面发生了反射，其反射光线的走向与全向视觉传感器的外形密切相关，本系统采用的是双曲线旋转体的全向视觉传感器，则光线会射向双曲线的另一个焦点，而摄像机的光心恰好处于双曲线的另一个焦点位置（全向视觉传感器与摄像机相对位置是通过镜架的调节来实现的），由此外界的景物就在摄像机上成像了。而DSP数字图像处理系统将该图像经过SAA711AHZ(模数转化)采集到数字图像采集系统的SRAM中，DSP对该图像再进行图像预处理、图像的解算等存至SDRAM中，通过DSP数字图像处理系统的RS232I/O口可以通过编程将处理过的图像（SDRAM中的图像）或原图像（SRAM中的图像）送到机器人（PC104）中。而机器人（PC104）可通过送入的图像来实现机器人的定位、目标的识别与跟踪、避障、路径规划等操作。结合图2，图2为本专利技术的硬件总体结构图。该图像采集系统所采用的主处理芯片为美国德克萨斯仪器公司（TexasInstruments以下简称TI）浮点系列DSP中的TMS320C6713。TMS320C6713高达200MHz的工作频率、丰富的片上资源、完善的C/C++编译环境，可实现多种DSP算法。将模拟视频信号转化为数字信号的模数转换器这里选用荷兰Philips公司的低压低功耗视频解码芯片SAA7111AHZ。DSP左边的硬件处理是一个视频图像的采集过程，图像具体处理的实现则是在DSP中进行。视频图像信号经摄像头CCD输入后，进入视频解码芯片SAA7111AHZ数字化。由于视频A/D采样所产生的数字视频图像数据量特别大，以PAL制式视频信号为例，SAA7111AHZ输出的数字图像数据，若采用RGB565或YUV格式，每个象素用两个字节表示，每帧图像为720pixels×576lines×16bit=414720×16bit=405k×16bit，分成奇数场和偶数场两场。在图像处理领域，通常只需要黑白图像，每象素用一个字本文档来自技高网...
【技术保护点】
基于DSP的全向视觉处理系统，其特征是环境信息（光线）首先遇到全向视觉传感器，在全向视觉传感器镜面发生了反射，其反射光线的走向与全向视觉传感器的外形密切相关，本系统采用的是双曲线旋转体的全向视觉传感器，则光线会射向双曲线的另一个焦点，而摄像机的光心恰好处于双曲线的另一个焦点位置（全向视觉传感器与摄像机相对位置是通过镜架的调节来实现的），由此外界的景物就在摄像机上成像了；而DSP数字图像处理系统将该图像经过SAA711AHZ(模数转化)采集到数字图像采集系统的SRAM中，DSP对该图像再进行图像预处理、图像的解算等存至SDRAM中，通过DSP数字图像处理系统的RS232 I/O口可以通过编程将处理过的图像（SDRAM中的图像）或原图像（SRAM中的图像）送到机器人（PC104）中；而机器人（PC104）可通过送入的图像来实现机器人的定位、目标的识别与跟踪、避障、路径规划等操作。
【技术特征摘要】
1.基于DSP的全向视觉处理系统，其特征是环境信息（光线）首先遇到全向视觉传感器，在全向视觉传感器镜面发生了反射，其反射光线的走向与全向视觉传感器的外形密切相关，本系统采用的是双曲线旋转体的全向视觉传感器，则光线会射向双曲线的另一个焦点，而摄像机的光心恰好处于双曲线的另一个焦点位置（全向视觉传感器与摄像机相对位置是通过镜架的调节来实现的），由此外界的景物就在摄像机上成像了；而DSP数字图像处理系统将该图像经过SAA711AHZ(模数转化)采集到数字图像采集系统的SRAM中，DSP对该图像再进行图像预处理、图像的解算等存至SDRAM中，通过DSP数字图像处理系统的RS232I/O口可以通过编程将处理过的图像（SDRAM中的图像）或原图像（SRAM中的图像）送到机器人（PC104）中；而机器人（PC104）可通过送入的图像来实现机器人的定位、目标的识别与跟踪、避障、路径规划等操作。
2.根据权利要求1所述的基于DSP的全向视觉处理系统，其特征是该图像采集系统所采用的主处理芯片为美国德克萨斯仪器公司（TexasInstruments以下简称TI）浮点系列DSP中的TMS320C6713；TMS320C6713高达200MHz的工作频率、丰富的片上资源、完善的C/C++编译环境，可实现多种DSP算法；将模拟视频信号转化为数字信号的模数转换器这里选用荷兰Philips公司的低压低功耗视频解码芯片SAA7111AHZ；DSP左边的硬件处理是一个视频图像的采集过程，图像具体处理的实现则是在DSP中进行；视频图像信号经摄像头CCD输入后，进入视频解码芯片SAA71...
【专利技术属性】
技术研发人员：李冰，
申请(专利权)人：哈尔滨米米米业科技有限公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23
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