一種四軸飛行器圖像采集系統(tǒng)的設(shè)計的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明研究一種四軸飛行器圖像采集系統(tǒng)的設(shè)計。以ARM Cortex-M3為內(nèi)核的STM32作為主控芯片，采用CMOS傳感器OV7670進行圖像采集，由主控芯片控制將圖像數(shù)據(jù)存放FIFO存儲器AL422B中，并且將采集的圖像通過主控制器顯示到觸摸屏上，或者存儲到SD卡內(nèi)，通過2.4G模塊實現(xiàn)無線通信傳輸給電，實現(xiàn)對周圍環(huán)境信息的采集進而實現(xiàn)對四周飛行器的控制。本發(fā)明具有圖像采集效率高、體積小、功耗低、可擴展性強。
【專利說明】一種四軸飛行器圖像采集系統(tǒng)的設(shè)計

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于視覺導(dǎo)航領(lǐng)域，涉及一種四軸飛行器圖像采集系統(tǒng)的設(shè)計。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著人類科技的不斷進步以及人們對安全、方便、快捷的優(yōu)質(zhì)生活的不斷追求，圖像采集已經(jīng)越來越多地被應(yīng)用到智能家居、圖像識別、環(huán)境監(jiān)控等領(lǐng)域。四軸飛行器作為一種無人機的代表也越來越受到人們的關(guān)注，它的導(dǎo)航方式也在發(fā)生著轉(zhuǎn)變，從慣性導(dǎo)航與GPS組合，到視覺導(dǎo)航在其的應(yīng)用。視覺導(dǎo)航即采用視覺傳感器采集周圍環(huán)境信息，利用圖像處理技術(shù)，將環(huán)境信息與載體間的幾何位置進行解算，從而實現(xiàn)載體的定位。本發(fā)明即在四軸飛行器視覺導(dǎo)航的背景下，設(shè)計了其圖像采集系統(tǒng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明設(shè)計了一種基于STM32的便攜式數(shù)字圖像采集系統(tǒng)，其設(shè)計方案是:(I)以ARM Cortex-M3為內(nèi)核的STM32作為主控芯片(2)采用CMOS傳感器0V7670進行圖像采集
[3]由主控芯片控制將圖像數(shù)據(jù)存放FIFO存儲器AL422B中(4)最后將采集的圖像通過主控制器顯示到觸摸屏上，或者存儲到SD卡內(nèi)(5)通過2.4G模塊實現(xiàn)無線通信傳輸給電腦。
[0004]本圖像采集系統(tǒng)僅用一個STM32芯片就實現(xiàn)了對0V7670的功能控制、時序同步、數(shù)據(jù)采集與處理等功能，系統(tǒng)成本低，結(jié)構(gòu)緊湊，功能強大。同時由于本設(shè)計采用低電壓低功耗的傳感器及處理器芯片，使整個系統(tǒng)的功耗很低，可以很容易將該系統(tǒng)移植到嵌入式移動設(shè)備上，具有一定的實用價值。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0005]圖1是本圖像采集系統(tǒng)框架圖。

【具體實施方式】
[0006]主要環(huán)節(jié)的具體設(shè)計思路如下:
[0007]1.圖像采集電路的設(shè)計
[0008]圖像采集系統(tǒng)的工作原理如下:如圖1所示，在采集圖像時。首先光線照射到被攝物體上，物體將光線反射到CMOS傳感器0V7670中，QV7670中的感光二極管接收到光照、產(chǎn)生模擬的電信號，電信號首先被該感光元件中的放大器放大，然后通過A/D轉(zhuǎn)換器直接轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的數(shù)字信號。所得數(shù)字信號合并之后被直接送交內(nèi)部的DSP芯片處理，按照寄存器中的配置處理后的圖像數(shù)據(jù)通過STM32F103控制傳入數(shù)據(jù)緩沖器AL422B中緩沖一下。當(dāng)攝像頭0V7670向數(shù)據(jù)緩沖器AL422B傳輸完一幀圖像后，STM32處理器從數(shù)據(jù)緩沖器AL422B中讀取圖像數(shù)據(jù)，再將圖像數(shù)據(jù)傳輸給電腦上位機，同時也可以通過SD卡接口將圖像存放入SD卡中。
[0009]下面介紹一下本圖像采集系統(tǒng)硬件組成部分。
[0010](I)核心微控制器
[0011]嵌入式微處理器以其高性能、低功耗等優(yōu)勢成為便攜式系統(tǒng)的最佳選擇。本設(shè)計采用ST公司開發(fā)的STM32F103芯片，它的特點在于是基于ARM Cortex_M3內(nèi)核的32位閃存微控制器。
[0012]⑵CMOS攝像頭
[0013]CMOS攝像頭選用Omnivis1n公司的0V7670。它的特點在于其內(nèi)嵌一個10位A/D轉(zhuǎn)換器，可輸出8位RGB/YCBCR/YUV格式的圖像數(shù)據(jù)，帶有標準SCCB總線接口，并兼容I2C總線接口。
[0014](3)幀緩存器(AL422B)
[0015]選用美國Avrlogic Technologies公司的大容量AL422B作為米樣處理的共享數(shù)據(jù)RAM。它的特點是存儲容量為384KX8B的FIFO存儲芯片。
[0016]⑷SD 卡
[0017]本設(shè)計選用金士頓4G的SD存儲卡存儲采集信息.它的特點是一種基于半導(dǎo)體快閃存儲器。
[0018](5) IXD液晶屏及其他外設(shè)
[0019]本設(shè)計選用3.2寸TFT液晶屏320QVT，它的數(shù)據(jù)引腳直接與FSMC總線接口相連。
[0020]本發(fā)明采用STM32F103實現(xiàn)了對0V7670的功能控制、時序同步、數(shù)據(jù)采集以及本地存儲等功能。在實際應(yīng)用過程中，顯示效果良好，圖像質(zhì)量損失小。該系統(tǒng)的圖像采集效率高、體積小、功耗低、可擴展性強。圖像數(shù)據(jù)可以通過有線或無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)缴衔粰C，可實現(xiàn)圖像信息的遠程采集。
【權(quán)利要求】
1.一種四軸飛行器圖像采集系統(tǒng)的設(shè)計。其特征在于(I)完成四軸飛行器圖像采集系統(tǒng)的設(shè)計；(2)實現(xiàn)四軸飛行器與電腦上位機的通信。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種四軸飛行器圖像采集系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)，其特征在于，設(shè)計的圖像采集系統(tǒng)基于TM32作為主控芯片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種四軸飛行器圖像采集系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)，其特征在于，設(shè)計的圖像采集系統(tǒng)采用0V7670進行圖像采集。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種四軸飛行器圖像采集系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)，其特征在于，設(shè)計的圖像采集系統(tǒng)將圖像數(shù)據(jù)存放FIFO存儲器AL422B中。
【文檔編號】H04N7/18GK104320582SQ201410596774
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月31日
【發(fā)明者】魏英豪, 趙清, 錢紅亮, 成怡 申請人:天津工業(yè)大學(xué)