资料介绍
1 引言
随着图像处理技术及嵌入式系统的发展,利用嵌入式系统进行图像处理,已使如视频监控、视频电话和视频会议等应用成为可能。嵌入式系统上进行图像采集则是实现这些应用的前提[1~2]。
双目立体视觉通常由两个摄像头从两个不同的角度,同时获取外界物体的两幅图像,或由单独一个摄像头在不同时间、不同位置获取外界物体的两幅图像,并基于视差的原理来获取外界物体的三维几何信息,复现外界物体的形状和位置。
目前已有很多方案实现在嵌入式平台上的图像采集。本文基于嵌入式的图像采集系统选择了意法半导体(ST)公司生产的STM32F103ZET6芯片为主控芯片,FIFO结构的AL422B芯片实现图像数据缓存,SD卡实现图像存储以及四线制电阻触摸屏实现外部控制[3]。实现通过OV7670双摄像头采集图像数据,经主芯片控制存储、显示[4]。
2 嵌入式主控芯片介绍
ARM Cortex-M 处理器是一系列定位于深度嵌入式开发应用设计的。STM32F103ZET6是由意法半导体(ST)公司生产的新一代Cortex-M3内核处理器,具有以下特点:
性能和能效:具有高性能和低动态能耗,在90nm基础上提供了12.5DMIPS/mW 的性能,Cortex-M3处理器确保对于同时需要低能耗和出色性能的应用不存在折衷。
丰富的连接:功能和性能的巧妙组合使基于Cortex-M3的设备可以有效处理多个I/O 通道和协议标准,如USB OTG(On-The-Go)[5]。
3 μC/OS-II操作系统介绍
μC/OS-II操作系统实时性有保障,延时可预测,代码可小到2K,完全可以满足设计需要。C/OS-II移植过程中只选择用户和系统两种模式。μC/OS-II包括任务调度、时间管理、内存管理、资源管理(信号量、邮箱、消息队列)四大部分,没有文件系统、网络接口、输入输出界面。它的移植只与4个文件相关:汇编文件(OS_CPU_A.ASM)、处理器相关C文件(OS_CPU.H、OS_CPU_C.C)和配置文件(OS_CFG.H)[6~7]。
4 系统硬件设计
系统采用ARM 处理器作为核心,负责对系统设备初始化、数据总线仲裁、承载操作系统运行;为了弥补图像传输过程中的时钟偏差和图像显示不流畅等缺点,采用AL422B图像缓存芯片;图像经主芯片控制将于液晶屏显示,并存贮于SD卡中。系统结构图如图1所示[8]。
4.1 核心器件选型
系统的核心ARM 处理器使用由意法半导体公司生产的新一代Cortex-M3内核的STM32F103ZET6,具有高性能和低动态能耗,带有FSMC 外设可以外挂NAND FLASH、SRAM等,支持代码从扩展的外部存储器中直接运行,而不需要首先调入内部SRAM,便于系统的数据传输[9]。
图像传感器采用Ommivision公司的OV7670 CMOS摄像头,较CCD 摄像头具有较高的性价比,具有标准的SCCB接口,兼容I2 C接口,其高灵敏度和自动画面控制功能满足检测系统的精度要求[10]。
随着图像处理技术及嵌入式系统的发展,利用嵌入式系统进行图像处理,已使如视频监控、视频电话和视频会议等应用成为可能。嵌入式系统上进行图像采集则是实现这些应用的前提[1~2]。
双目立体视觉通常由两个摄像头从两个不同的角度,同时获取外界物体的两幅图像,或由单独一个摄像头在不同时间、不同位置获取外界物体的两幅图像,并基于视差的原理来获取外界物体的三维几何信息,复现外界物体的形状和位置。
目前已有很多方案实现在嵌入式平台上的图像采集。本文基于嵌入式的图像采集系统选择了意法半导体(ST)公司生产的STM32F103ZET6芯片为主控芯片,FIFO结构的AL422B芯片实现图像数据缓存,SD卡实现图像存储以及四线制电阻触摸屏实现外部控制[3]。实现通过OV7670双摄像头采集图像数据,经主芯片控制存储、显示[4]。
2 嵌入式主控芯片介绍
ARM Cortex-M 处理器是一系列定位于深度嵌入式开发应用设计的。STM32F103ZET6是由意法半导体(ST)公司生产的新一代Cortex-M3内核处理器,具有以下特点:
性能和能效:具有高性能和低动态能耗,在90nm基础上提供了12.5DMIPS/mW 的性能,Cortex-M3处理器确保对于同时需要低能耗和出色性能的应用不存在折衷。
丰富的连接:功能和性能的巧妙组合使基于Cortex-M3的设备可以有效处理多个I/O 通道和协议标准,如USB OTG(On-The-Go)[5]。
3 μC/OS-II操作系统介绍
μC/OS-II操作系统实时性有保障,延时可预测,代码可小到2K,完全可以满足设计需要。C/OS-II移植过程中只选择用户和系统两种模式。μC/OS-II包括任务调度、时间管理、内存管理、资源管理(信号量、邮箱、消息队列)四大部分,没有文件系统、网络接口、输入输出界面。它的移植只与4个文件相关:汇编文件(OS_CPU_A.ASM)、处理器相关C文件(OS_CPU.H、OS_CPU_C.C)和配置文件(OS_CFG.H)[6~7]。
4 系统硬件设计
系统采用ARM 处理器作为核心,负责对系统设备初始化、数据总线仲裁、承载操作系统运行;为了弥补图像传输过程中的时钟偏差和图像显示不流畅等缺点,采用AL422B图像缓存芯片;图像经主芯片控制将于液晶屏显示,并存贮于SD卡中。系统结构图如图1所示[8]。
4.1 核心器件选型
系统的核心ARM 处理器使用由意法半导体公司生产的新一代Cortex-M3内核的STM32F103ZET6,具有高性能和低动态能耗,带有FSMC 外设可以外挂NAND FLASH、SRAM等,支持代码从扩展的外部存储器中直接运行,而不需要首先调入内部SRAM,便于系统的数据传输[9]。
图像传感器采用Ommivision公司的OV7670 CMOS摄像头,较CCD 摄像头具有较高的性价比,具有标准的SCCB接口,兼容I2 C接口,其高灵敏度和自动画面控制功能满足检测系统的精度要求[10]。
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