嵌入式智能工业相机的研究与实现

发布时间：2020-06-21 01:38

【摘要】：传统机器视觉系统中的工业相机和PC机在结构上是相互分离,图像的分析和处理依赖PC机,存在功耗高、成本高、体积大、在特殊环境的安装受限等缺陷。为满足用户小型化、便携性的需求,工业相机向着高集成、高分辨率、智能化的方向发展。智能工业相机,其实质是一种高度集成化的微小型机器视觉系统,已经被广泛应用于半导体、精密电子行业以及质量检测等工业生产领域。本文结合嵌入式技术和图像处理技术,对智能工业相机的软硬件进行设计,实现了集图像采集、图像处理、通信等功能于一体的嵌入式智能工业相机。本文主要从以下几个方面进行研究:首先分析了智能工业相机的组成框架,从处理器、图像传感器、图像数据传输接口三个方面对几种系统开发方案进行比较,确定了以Cortex-A53架构的ARM处理器S5P6818、CMOS图像传感器OV5640和MT9M001为核心元件,采用DVP接口为图像数据传输的解决方案。对图像传感器模组,电源电路,以及串口、USB、以太网络接口电路进行设计,绘制了原理图和PCB布线图,完成了智能工业相机的硬件设计和制作。然后介绍了嵌入式Linux系统的基本构成和搭建智能工业相机开发环境的有关方法,研究了BootLoader、Linux内核、根文件系统相关内容。重点研究和实现了在S5P6818开发平台上,基于V4L2驱动框架,DVP接口的CMOS图像传感器OV5640和MT9M001的驱动程序设计和开发。最后设计了调用V4L2的API实现了相机的本地图像采集功能的程序,并在该相机上移植了OpenCV,实现了相机自身处理本地车牌图像,提取车牌区域,完成了智能工业相机的应用软件开发。通过上述工作,最终实现的智能工业相机可以根据应用需要对相机硬件和软件进行剪裁,增强了灵活性并节约了成本;同一般智能工业相机相比,本文设计的相机除了具有实现本地的图像采集、处理和分析,实现了机器视觉系统的集成化的基本功能特点,还具有支持两种型号相机切换、多种类型通信接口、可二次开发的优势。
【学位授予单位】：烟台大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP391.41;TP212;TB852.1

【参考文献】

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本文编号：2723289