一种内窥式智能相机制造技术

本发明专利技术公开了一种内窥式智能相机。该相机包括内窥成像单元，包括光源、微型镜头、感光器件，用于狭小空间内成像；接口与传输线单元，用于将成像单元获得的图像从内窥空间传输至外部空间，同时将外部空间的命令传输给成像单元；图像处理与控制单元，该单元由FPGA、DSP处理器以及外部数据接口组成，处理器用于处理图像，同时可自动生成或接收外界的成像参数，控制成像效果，外部数据接口用于将处理结果传输给其他设备，同时接受其他设备的控制命令。本装置既具备内窥成像的功能，同时具备本地图像信息智能处理的能力，可用于智能内窥检测与识别场合。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及智能相机
，尤其涉及一种内窥式智能相机装置。
技术介绍
智能相机是一种高度集成化的机器视觉系统，它将图像的采集、处理与通信功能集成于单一相机内，从而提供了具有多功能、模块化、高可靠性、易于实现的机器视觉解决方案。但是，由于集成的模块较多，目前的智能相机体积都较大，无法伸入到狭小空间实现内窥拍照。对于狭小空间内窥拍照的场合，目前普遍做法是利用内窥头伸入内窥空间，将内窥空间的图像通过光信号或电信号传输到计算机的采集卡，并在计机上做进一步处理。这种内窥头加计算机的结构，一方面光信号的导出会有衰减，另一方面由于系统集成度较低，无法应用到对功耗、体积等要求较高的嵌入式本地图像处理的场合。因此，迫切需要研制一种既具备内窥功能，又能本地视频图像嵌入式实时处理的智能相机，填补该工业应用领域的空白。
技术实现思路
(一 )要解决的技术问题有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供一种内窥式智能相机，以解决传统智能相机不能用于内窥场合的问题。( 二)技术方案为了达成上述目的，本专利技术将成像单元与智能处理单元分开，并通过传输线连接，提供了一种内窥式智能相机装置，包括:内窥成像单元，其位于装置的最前端，呈细长型，由微型镜头、感光器件、LED光源、接口部件、电路板以及壳体组成。电路板呈T字型，由一块圆形电路板和一块条形电路板焊接而成，光源和感光器件焊接在圆形电路板上，接口以及控制部件焊在条形电路板上，该设计能最大限度减小内窥单元总体直径，有利于伸入狭小空间内。电路板固定在壳体中，微型镜头安装在壳体最前端。传输线与接口单元，用于连接内窥成像单元和图像处理与控制单元，由多根带屏蔽的导线以及接口组成。内窥成像单元获取的图像通过单向图像传输通道传送给图像处理与控制单元，图像传输通道采用高带宽的LVDS协议接口 ；图像处理与控制单元的控制命令传输以及成像单元的状态参数传输通过命令传输通道实现，命令传输通道采用双向的IIC总线协议接口。图像处理与控制单元，位于外部空间，用于图像的智能处理与控制。图像处理与控制单元采用基于FPGA和DSP的嵌入式处理系统，利用FPGA硬件实现计算量较大的底层图像处理，以提高系统实时性，通过DSP软件编程调用FPGA模块，并通过组合以及上层图像处理实现复杂的图像处理算法。图像处理与控制单元具备多个与其他设备的通讯接口，包括以太网接口、RS232串口和RS485串口，可将处理结果传输给其他设备，也可接收其他设备的反馈控制命令。(三)有益效果从上述技术方案可以看出，本专利技术具有以下有益效果:1、本专利技术提供的内窥式智能相机，将成像单元与智能处理控制单元分开，并通过传输线连接，可以使该智能相机既具备本地智能图像实时处理的能力，又具备内窥功能，可以很好地应用在需要内窥拍照并且需要本地进行图像检测与识别处理的场合。2、本专利技术提供的内窥成像单元中的电路板采用T型结构，该结构使得内窥成像单元的直径只略大于成像器件的直径，最大限度地减小内窥单元的直径，满足狭小内窥空间的需求。内窥成像单元与智能处理单元通过分开的图像通道和命令通道分别传输图像和命令，使得该连接方式具备高效的数据传输能力。传输线最长可达8米，满足大部分的内窥深度要求。3、本专利技术提供的智能图像处理与控制单元采用基于FPGA和DSP的嵌入处理系统，FPGA和DSP均具备多个独立的内存空间，采用该结构的图像处理系统既具备高实时性，同时具备集成度高、功耗低的优点。图像处理与控制单元提供以太网、RS233、RS485通用的数据接口，方便与其他设备进行数据通讯，可方便集成于其他工业系统中，适应面广，通用性强。【附图说明】图1为本专利技术内窥智能相机的结构示意图；图中标号说明:1微型镜头，2感光器件，3LED光源，4T型电路板，5接口部件，6内窥感光单元壳体，7传输线，8图像处理与控制单元壳体，9FPGA模块，10电源模块，11FPGAFLASH，12FPGA DDR2 内存，13DSP模块，14DSP DDR2 内存，15DSP FLASH，16 以太网 RJ45接口，17RS232/485 接口。【具体实施方式】为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。图1出示了本专利技术提出的内窥式智能相机的结构示意图。参考图1，本专利技术装置主要包括:内窥成像单元，包括微型镜头1、感光器件2、LED光源3、电路板4、接口部件5、壳体6。微型镜头1采用M12*0.5微型单板机定焦镜头，通过螺纹安装在壳体6上，位于壳体最前端，旋转微型镜头可对焦。感光器件2采用全局曝光的CMOS芯片MT9V024。LED光源3采用白光光源，LED与感光器件均焊接在电路板4的圆形电路板上。电路板4为T型结构，由一个圆形电路板和一个条形电路板焊接而成，圆形电路板直径略大于感光芯片的直径，条形电路板尾部焊接有LVDS接口和IIC接口，电路板4固定在内窥头壳体6中。传输线7由一组带屏蔽的导线组成，包含一对LVDS接口导线，两根IIC接口导线，两根电源导线，传输线最长不超过八米。图像处理与控制单元，包括FPGA模块9、FPGA DDR2内存12、FPGA程序存储FLASH11、电源模块10、DSP模块13、DSP DDR2内存14、DSP程序存储FLASH 15、以太网接口 16、RS232/485接口以及壳体。电源模块10采用三路电源模块LTC3853，提供系统3.3V、1.8V、1.2V 电源。FPGA 模块采用 Cyclone IV EP4CE115，具备 115K 片上 LE，4Mb 片上 RAM，266 个18*18bit乘法器，4个PLL，同时外扩1Gbit DDR2SDRAM，FPGA的程序存储FLASH采用64Mb的EPCS64。DSP模块采用TI TMS320DM6437，主频可达700MHz，处理能力可达4800MIPS，同时外扩2Gbit DDR2SDRAM，128Mb程序FLASH。利用FPGA模块丰富的硬件资源，可硬件实现多种图像处理程序，提高图像处理速度，利用DSP可编程能力，灵活调用FPGA程序，同时实现图像上层处理，实现复杂图像处理。DSP模块和FPGA模块通过多个高带宽的数据通道相连接，包括2个视频接口、1个EMIF接口、1个VLYNQ接口，数据总带宽可达4Gbps。以太网接口 16采用RJ45接头的百兆以太网，用于与上位机传输处理结果、原始图像或控制命令，RS232和RS485接口 17用于与其他设备传输处理结果或控制命令。以上所述的具体实施例，对本专利技术的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本专利技术的具体实施例而已，并不用于限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。【主权项】1.一种内窥式智能相机，其特征在于，包括: 内窥成像单元，其位于装置的前端，外形为细长型，用于伸入内窥空间，照明内窥空间并获取图像； 接口与传输线，用于连接内窥成像单元与图像处理控制单元，将内窥成像单元获得的内部空间图像传送给外部的图像处理控制单元，同时将图像处理控制单元的控制命令和成像参数传送给内窥成像单元； 图像处理与控制单元，其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内窥式智能相机，其特征在于，包括：内窥成像单元，其位于装置的前端，外形为细长型，用于伸入内窥空间，照明内窥空间并获取图像；接口与传输线，用于连接内窥成像单元与图像处理控制单元，将内窥成像单元获得的内部空间图像传送给外部的图像处理控制单元，同时将图像处理控制单元的控制命令和成像参数传送给内窥成像单元；图像处理与控制单元，其位于外部空间，用于处理图像数据，并将处理结果传送给其他设备，同时自动计算成像参数或接收其他设备传送的成像参数，控制成像效果。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：何文浩，宋海涛，房立新，刘洪涛，周庆伍，李安军，何宏魁，万春环，刘国英，谢奕尘，张严，
申请(专利权)人：北京博视中自科技有限公司，安徽瑞思威尔科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11