一种基于DSP的工业智能相机制造技术

本实用新型专利技术提供一种基于DSP的工业智能相机，包括图像采集单元、图像处理单元和传输单元。图像采集单元包括CMOS图像传感器、光学系统和照明装置；图像处理单元采用DSP芯片实现，其输入端连接CMOS图像传感器的输出端，用于对输入的图像信号进行图像处理；传输单元的输入端连接图像处理单元的输出端，传输单元的输出端通过以千兆太网接口或IO接口连接远程上位机。本实用新型专利技术工业智能相机采用DSP芯片方案，充分发挥DSP的运算速度的优势，可实现多类图像处理应用功能。相机内部固化成熟的机器视觉算法，智能化程度高，无需用户编程。相机的集成度高、整体尺寸小、易于安装在生产线和各种设备上，可满足多种机器视觉的应用需求。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于嵌入式机器视觉领域，更具体地涉及一种采用DSP(数字信号处理)芯片作为主处理器、CMOS图像传感器作为感光芯片的工业智能相机。
技术介绍
典型机器视觉系统大多都是采用基于PC机的视觉系统，一般包括CCD或者CMOS相机、镜头、图像采集卡、图像处理软件包和用于图像处理的通用计算机或工控机，其中，图像的采集功能由CCD/CMOS相机及图像采集卡完成。图像的处理则是在图像采集/处理卡的支持下，由处理软件在PC机中完成。基于PC平台的机器视觉系统尺寸庞大、结构复杂，其应用系统的开发周期长，成本较高，而新型的智能工业相机的出现，向传统的基于PC的机器视觉解决方案提出了挑战。
技术实现思路
本技术的目的提供一种基于DSP的CMOS工业智能相机产品，充分发挥DSP芯片的特性，实现从图形采集，再到图像处理，最后到图像与数据传输的全部过程，其可固化专用的图像处理算法，实现智能化的工业相机产品。智能相机的整体集成度高，尺寸小、特别适用于现在自动化工业产业的需求。本技术为实现上述技术目的采用的技术方案是：一种基于DSP的工业智能相机，包括图像采集单元、图像处理单元和传输单元；所述图像采集单元包括CMOS图像传感器、光学系统和照明装置；其中，照明装置用于提供光照环境，光学系统用于将被摄客观景物成像在图像传感器平面，CMOS图像传感器的输出端连接图像处理单元的输入端,用于将图像光信号将转换为可识别的电荷信号传送给图像处理单元；图像处理单元采用DSP芯片实现，其输入端连接CMOS图像传感器的输出端，用于对输入的图像信号进行图像处理；传输单元的输入端连接图像处理单元的输出端，传输单元的输出端通过以千兆太网接口或IO接口连接远程上位机。进一步地，所述图像处理单元包括存储模块，所述存储模块又包括非易失性存储子模块和易失性存储子模块，所述非易失性存储子模块采用NANDFlash或EEPROM，所述易失性存储子模块采用DDR2或DDR3。与现有技术相比，本技术更优的技术效果主要体现在以下方面：1、采用DSP芯片为主控制模块，其内部VPIF、EMAC等功能接口非常便于CMOS传感器的连接和数据网络传输，相比FPGA的方案，既避免了复杂接口自定义，可充分发挥DSP现有的硬件模块优势。2、采用DSP芯片进行图像处理，其CCS软件平台环境非常适合C、C++语言的开发，对与移植现有的图像算法非常方便，同时其提供的开发工具和组件也很丰富，其成熟的应用方案也为整机的稳定性和可靠性提供了保证。3、采用了CMOS图像传感器，有效降低了相机的成本和功耗，CMOS+DSP的结构提高了相机的集成度，使相机的体积和重量更小，更适用于对相机尺寸重量有特殊要求的应用。附图说明图1是本技术的工业智能相机的结构示意图。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不限定本技术。图1是按照本技术的工业智能相机的结构示意图，包括图像采集单元、图像处理单元和传输单元。图像采集单元包括CMOS图像传感器、光学系统和照明装置。合理的部件组成能帮助系统获得良好质量的图片，照明装置通过调整光照光谱、强度和角度等参数为被摄物景提供良好的光照环境，而光学系统由成像物镜和低通滤波片共同组成，成像物镜能够校正光学相差，低通滤波片能够过滤掉成像光束中的高频部分，防止产生低频干扰条纹，CMOS传感器部分则负责将外部光信号转换为电荷信号，然后经过A\\D转换、噪声抑制、增益调整等一系列优化和处理后传递给DSP主控制单元中的图像采集控制模块。图像处理单元采用DSP芯片实现，从功能上可包括主控制模块和图像处理模块。主控制模块包括图像采集控制模块、传输控制模块、图像处理控制模块和存储模块，其中图像采集控制模块用于配置CMOS图像传感器参数和图像采集参数；传输控制模块用于控制图像处理结果和系统控制指令传输；图像处理控制模块用于控制固化程序中的图像处理流程；存储模块用于图像处理过程中的图像数据存储，包括非易失性存储和易失性存储，非易失性存储为Flash和EEPROM，所述易失性存储为DDR2或DDR3。图像处理模块又分为图像预处理模块和图像高级处理模块，图像预处理模块用于对图像数据进行图像增强、图像滤波、图像分割等操作，图像经过预处理后，能为后续的高级处理过程提供一个良好的基础模板，可以滤除部分无关信息，使得特征信息更易提取，这个是智能相机高速识别的前提和基础。图像高级处理模块则是我们智能相机的核心关键，通过固化程序，按照预设指定功能的操作流程，最终逐步实现指定的功能要求，这些功能包括模板制作、特征提取、目标识别、参数计算等。传输模块包括千兆以太网传输部分或数字IO传输部分，是远程上位机或执行系统与智能相机连接的通路，其通过千兆以太网接口将DSP传输控制模块输出的处理后图像或处理结果传递给远程上位机或执行系统，具体传输接口可根据现场环境进行选择和定制。本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于DSP的工业智能相机，其特征在于，包括图像采集单元、图像处理单元和传输单元；所述图像采集单元包括CMOS图像传感器、光学系统和照明装置；其中，照明装置用于提供光照环境，光学系统用于将被摄客观景物成像在图像传感器平面，CMOS图像传感器的输出端连接图像处理单元的输入端,用于将图像光信号将转换为可识别的电荷信号传送给图像处理单元；图像处理单元采用DSP芯片实现，其输入端连接CMOS图像传感器的输出端，用于对输入的图像信号进行图像处理；传输单元的输入端连接图像处理单元的输出端，传输单元的输出端通过以千兆太网接口或IO接口连接远程上位机。

【技术特征摘要】
1.一种基于DSP的工业智能相机，其特征在于，包括图像采集单元、图像处理单元和传输单元；所述图像采集单元包括CMOS图像传感器、光学系统和照明装置；其中，照明装置用于提供光照环境，光学系统用于将被摄客观景物成像在图像传感器平面，CMOS图像传感器的输出端连接图像处理单元的输入端,用于将图像光信号将转换为可识别的电荷信号传送给图像处理单元；图像处理单元采用DSP芯片实现，其输入端连接CMOS图像传感...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹周平，杨华，高峰，陈建魁，
申请(专利权)人：武汉华威科智能技术有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42