一種機(jī)器人視覺系統(tǒng)模塊的設(shè)計(jì)

　　五、單片機(jī)模塊

　　本系統(tǒng)采用SH4芯片作為處理器：SH4單片機(jī)是日立公司推出的一款低功耗、高性能，RISC(精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī))結(jié)構(gòu)的全32位單片機(jī)。其處理速度可高達(dá)60M IPS一100MIPS，能在2.25v電壓下工作，功耗僅400MW片內(nèi)集成有32位乘法器、4路5KB CACHE、存取器管理單元MMU和其它一些通用接口及時(shí)鐘電路等。日立公司為SH4系列單片機(jī)提供了c及c++語(yǔ)言集成編譯工具HIM(Hitachi IntegrationManag)。利用它可以將日立C、C++格式的源程序編譯鏈接為匯編程序或目標(biāo)機(jī)器碼.

　　圖像傳感器芯片OV7620具有靈活的可編程功能，可通過I2C總線對(duì)其進(jìn)行編程來設(shè)置各功能寄存器。由于單片機(jī)沒有內(nèi)部硬件I2C總線接口，所以只有采用軟件模擬的方法實(shí)現(xiàn)I2C總線接口功能。取作為SH4的兩個(gè)I/O引腳作為I2C總線的SCL和SDA總線器件接口，示例程序如下：

　　unsigned char rdiic (unsigned char addr);讀取數(shù)據(jù)
　　void iic_init();初始化
　　void iic_start();起始信號(hào)
　　void iic_stop ();結(jié)束信號(hào)
　　void delay4u();延時(shí)

　　舉例

　　iic_init();/*初始化總線寄存器*/
　　rstcamera ();/*復(fù)位OV7620內(nèi)部寄存器*/
　　wriic (0x11,0x15); /*設(shè)置OV7620內(nèi)部寄存器0x11 的值為0x15*/
　　delay4ux6();
　　wriic (0x28,0x60); /*設(shè)置OV7620內(nèi)部寄存器0x28 的值為0x60 */
　　delay4ux6();

　　本模塊采用了人類可以識(shí)別的ASCII串口通訊協(xié)議從而可以通過上位機(jī)方便的和人進(jìn)行交互通信。當(dāng)連接到一臺(tái)計(jì)算機(jī)上，本模塊可通過串口上傳整幅原始圖像數(shù)據(jù)，用來進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試或更高級(jí)得圖像處理。

　　六、結(jié)束語(yǔ)

　　本文采用大規(guī)模集成電路芯片組成了一個(gè)簡(jiǎn)潔，低價(jià)的圖像采集處理系統(tǒng)。本系統(tǒng)經(jīng)過編制不同的圖像處理算法程序可以應(yīng)用在足球機(jī)器人，農(nóng)產(chǎn)品檢查機(jī)器人等不同場(chǎng)合。但其也有些不足，比如SH4處理器，運(yùn)算速度不夠快，只能運(yùn)行一些相對(duì)簡(jiǎn)單的算法，不支持以太網(wǎng)接口等。下一步工作計(jì)劃采用雙CPU結(jié)構(gòu)，其中DSP專職處理圖像數(shù)據(jù)，ARM負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)通信，以及對(duì)機(jī)器人行為的控制等。這樣就可將機(jī)器人的“眼睛”通過以太網(wǎng)連接成一個(gè)復(fù)雜的協(xié)同處理的視覺系統(tǒng)，以適應(yīng)更為復(fù)雜的場(chǎng)景的需要。

　　參考文獻(xiàn)
　　1、OV7620 single-chip CMOS CIF color digital camera Data Sheet. OmmVision,2001
　　2、王紅軍。機(jī)器視覺－現(xiàn)代工業(yè)的眼睛。機(jī)電一體化。1999.3
　　3、鐘玉琢等。 機(jī)器人視覺技術(shù)。 北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2002
　　4、李振玉。圖像通信與監(jiān)控系統(tǒng)。 北京：中國(guó)鐵道出版社，2001 (end)