專(zhuān)利名稱(chēng)：一種嵌入式機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的圖像傳感器處理電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種圖像傳感器處理電路，尤其是一種嵌入式機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的圖像傳感器處理電路，屬于圖像處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)是目前工業(yè)自動(dòng)化中的常見(jiàn)系統(tǒng)，視覺(jué)系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中，不僅需要檢測(cè)可靠，還需要方便使用。目前機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)中的圖像傳感器處理電路多基于PC機(jī)的板卡式，它利用圖像采集卡和圖像傳感器在PC機(jī)上實(shí)現(xiàn)，其具有如下缺陷由于結(jié)構(gòu)沒(méi)有模塊化、可移植差、安裝不便，特別是與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備通信比較困難，且價(jià)格昂貴，集成度低，不利于生產(chǎn)線的安裝，降低了系統(tǒng)的易用性和可靠性。 嵌入式平臺(tái)作為一種時(shí)興的新技術(shù)，由于其結(jié)構(gòu)化、集成度高，實(shí)時(shí)性強(qiáng)，可靠性和可用性強(qiáng)，且成本低、性?xún)r(jià)比高，正在越來(lái)越多的場(chǎng)合尤其是工業(yè)應(yīng)用中取代PC機(jī)執(zhí)行控制職能。因此，能否設(shè)計(jì)、生產(chǎn)一種新型的圖像傳感器處理電路，將嵌入式平臺(tái)融入機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)中以克服上述缺陷，為本領(lǐng)域技術(shù)人員開(kāi)拓了嶄新的思路。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型旨在提供一種嵌入式機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的圖像傳感器處理電路，其以CPLD為核心形成集成化的圖像傳感器處理電路，滿足了機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的集成性、可靠性、易用性以及低成本的要求。其所采用的技術(shù)方案如下該嵌入式機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的圖像傳感器處理電路包括(XD圖像傳感器、CPLD以及圖像采集芯片，其中，CPLD與圖像傳感器處理模塊連接，圖像傳感器處理模塊與圖像采集芯片連接；CPLD與圖像采集芯片相互連接。優(yōu)選地，CXD圖像傳感器為線陣CXD傳感器。優(yōu)選地，CXD圖像傳感器為T(mén)⑶1209D，它的有效像敏單元為2048個(gè)，數(shù)據(jù)率為20MB。優(yōu)選地，圖像采集芯片的型號(hào)為VSP1021，其內(nèi)置輸入鉗位電路和可編程增益放大器。優(yōu)選地，CPLD 2具有分別向TCDl209D傳送信號(hào)的RS、CP、HS、CR1、CR2管腳，具有分別向VSP1021傳送信號(hào)的ADCCK、CLAMP、SV、SR管腳；TCD1209D具有向VSP1021傳送信號(hào)的OS管腳；VSP1021具有向CPLD傳送信號(hào)的DO D7管腳。本實(shí)用新型較之現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于I，集成度高；2，可靠性高；3，易用性強(qiáng)；4，成本低廉。
圖I是本實(shí)用新型的原理框圖。符號(hào)說(shuō)明I (XD圖像傳感器2 CPLD3圖像采集芯片
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明如圖I所示，該嵌入式機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的圖像傳感器處理電路包括CXD圖像傳感器I、CPLD 2以及圖像采集芯片3，其中，CPLD2與圖像傳感器處理模塊I連接，圖像傳感器處理模塊I與圖像采集芯片3連接；CPLD 2與圖像采集芯片3相互連接。電荷耦合元件(CCD)圖像傳感器I從芯片結(jié)構(gòu)上可分為面陣和線陣兩種，面陣CCD主要用于記錄、存儲(chǔ)，線陣CCD主要用于產(chǎn)品外部尺寸的非接觸檢測(cè)、分類(lèi)、表面質(zhì)量評(píng)定、智能化測(cè)控及機(jī)器視覺(jué)中的精確定位等。線陣CCD具有成像分辨率、像素灰度級(jí)和采樣速度聞及檢測(cè)尺寸大等特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)聞精度的檢測(cè)。有些工業(yè)生廣(如無(wú)紡布成品)在生產(chǎn)過(guò)程中通常具有高速、大幅面的特點(diǎn)，所以采用線陣CCD傳感器更符合實(shí)際應(yīng)用要求。該CXD圖像傳感器I的型號(hào)例如為東芝公司的T⑶1209D，它的有效像敏單元為2048個(gè)，數(shù)據(jù)率為20MB。CPLD作為復(fù)雜可編程邏輯器件，其在現(xiàn)有技術(shù)中十分常見(jiàn)，在此不再贅述。圖像采集芯片3的型號(hào)例如為VSP1021，其內(nèi)置輸入鉗位電路和可編程增益放大器。更具體地，CPLD 2具有分別向TCD1209D傳送信號(hào)的RS、CP、HS、CR1、CR2管腳，具有分別向VSP1021傳送信號(hào)的ADCCK、CLAMP、SV、SR管腳；TCD1209D具有向VSP1021傳送信號(hào)的OS管腳；VSP1021具有向CPLD傳送信號(hào)的DO D7管腳。下面簡(jiǎn)述該嵌入式機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的圖像傳感器處理電路的工作過(guò)程CPLD驅(qū)動(dòng)圖像傳感器TCD1209D采集圖像信息，TCD1209D的輸出通過(guò)VSP1021專(zhuān)用CCD傳感器圖像采集芯片完成A/D轉(zhuǎn)換，其支持雙采樣技術(shù)，內(nèi)置輸入鉗位電路和可編程增益放大器；CPLD向其提供SR、SV和ADCCLK時(shí)序信號(hào)，對(duì)雙采樣過(guò)程進(jìn)行調(diào)節(jié)；系統(tǒng)的DSP通過(guò)SPORT 口提供的串行SCLK、SDIN和CS接口時(shí)序，配置VSP1021芯片上的寄存器和調(diào)節(jié)增益；VSP1021輸出8位精度的原始圖像數(shù)據(jù)，CPLD讀取該原始圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯處理后，按照DSP數(shù)據(jù)總線的寫(xiě)入時(shí)序及顯存芯片的寫(xiě)入時(shí)序要求，寫(xiě)入到DSP內(nèi)存和顯存中，供后續(xù)處理(具體的寫(xiě)入過(guò)程為=CPLD獲取圖像數(shù)據(jù)后以DSP的PPI端口標(biāo)準(zhǔn)時(shí)序?qū)D像數(shù)據(jù)寫(xiě)入DSP的內(nèi)存。設(shè)計(jì)時(shí)，PPI端口采用同步輸入模式，設(shè)置成8位的數(shù)據(jù)寬度.根據(jù)程序的配置信息，PPI端口在CPLD提供的PPICLK同步信號(hào)的驅(qū)動(dòng)下，由幀同步信號(hào)的跳變開(kāi)始一幀圖像的傳輸，之后在每一個(gè)行同步信號(hào)延遲PPI_DELAY個(gè)周期后，數(shù)據(jù)總線上的圖像數(shù)據(jù)有效.在行同步周期內(nèi)，PPI的每一個(gè)同步周期里采集一個(gè)8位的數(shù)據(jù)，每一行采集像素的個(gè)數(shù)就由PPI_C0UNT寄存器定義。當(dāng)采集完P(guān)PI_FRAME所定義的CXD掃描次數(shù)，就完成了定義的一幀圖像，可以啟動(dòng)DMA數(shù)據(jù)的搬移。程序中可設(shè)置PPI_DALAY寄存器的值為
1,PI_C0UNT寄存器的值為2048，即CXD掃描一行的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)，PPI_FRAME寄存器設(shè)置為20，一次完成20行一幀共20*2048個(gè)圖像數(shù)據(jù)的搬移)。試驗(yàn)結(jié)果表明，本實(shí)用新型可靠性高，系統(tǒng)易用性強(qiáng)，且集成度高，成本低廉，可廣泛應(yīng)用于嵌入式機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)。上面以舉例方式對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了說(shuō)明，但本實(shí)用新型不限于上述具體實(shí)施例，凡基于本實(shí)用新型所做的任何改動(dòng)或變型均屬于本實(shí)用新型要求保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求1.一種嵌入式機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的圖像傳感器處理電路，其特征在于包括CCD圖像傳感器(1)、CPLD(2)以及圖像采集芯片(3)，其中，所述CPLD(2)與圖像傳感器處理模塊(I)連接，所述圖像傳感器處理模塊(I)與圖像采集芯片(3)連接；所述CPLD(2)與圖像采集芯片(3)相互連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種嵌入式機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的圖像傳感器處理電路，其特征在于，所述CCD圖像傳感器(I)為線陣CCD傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種嵌入式機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的圖像傳感器處理電路，其特征在于，所述CXD圖像傳感器(I)為T(mén)⑶1209D，它的有效像敏單元為2048個(gè)，數(shù)據(jù)率為20MB。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種嵌入式機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的圖像傳感器處理電路，其特征在于，所述圖像采集芯片(3)的型號(hào)為VSP1021，其內(nèi)置輸入鉗位電路和可編程增益放大器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種嵌入式機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的圖像傳感器處理電路，其特征在于，所述CPLD (2)具有分別向所述TCD1209D傳送信號(hào)的RS、CP、HS、CR1、CR2管腳，具有分別向所述VSP1021傳送信號(hào)的ADCCK、CLAMP、SV、SR管腳；所述TCD1209D具有向所述VSP1021傳送信號(hào)的OS管腳；所述VSP1021具有向所述CPLD傳送信號(hào)的DO D7管腳。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種圖像傳感器處理電路，屬于圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種嵌入式機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的圖像傳感器處理電路，其包括CCD圖像傳感器、CPLD以及圖像采集芯片，其中，CPLD與圖像傳感器處理模塊連接，圖像傳感器處理模塊與圖像采集芯片連接；CPLD與圖像采集芯片相互連接；該產(chǎn)品集成度高，易用性強(qiáng)，且可靠性高，成本低廉，可廣泛應(yīng)用于工業(yè)用視覺(jué)系統(tǒng)。
文檔編號(hào)H04N5/378GK202488577SQ20122012991
公開(kāi)日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2012年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月30日
發(fā)明者周如旗, 張謙, 鄔依林 申請(qǐng)人:周如旗, 張謙, 鄔依林