嵌入式系統(tǒng)在機器人視覺中的應(yīng)用嵌入式課程設(shè)計-免費閱讀
【正文】 實驗結(jié)果表明，該系統(tǒng)能夠穩(wěn)定可靠的工作，實現(xiàn)了跟蹤簡單場景中的靜止目標，達到了預(yù)期的目的。 經(jīng)過計算， 所示。式中，模板大小為， , , 分別表示每個像素在不同顏色空間的的階調(diào)值。在子圖中 隨機選取像點，計算它同T 中對應(yīng)點的誤差 ，然后把這點的差值同其他點對的差值累加起來，直到累加 r 次誤差超過則停止累加， 并記下累加次數(shù)r，定義SSDA 的檢測曲面為 () 把I (i, j ) 值最大的點定位匹配點，因為在這一點上需要很多次累加才能使總誤差超過。 JPEG 圖像壓縮與解壓縮 壓縮編碼大致分成三個步驟： 使用正向離散余弦變換(forward discrete cosine transform，F(xiàn)DCT)把空間域表示的圖變換成頻率域表示的圖。 設(shè)置JPEG300 的采集模式，然后使能數(shù)據(jù)采集 CAPMODE＝0，輸出圖像分辨率為160128； CAPEN＝1，允許輸出圖像數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)輸出速度約為22K 字節(jié)/秒。驅(qū)動板上的控制接口主要分為兩組，其中IN0、INMOTOR1 為一組，ININMOTOR2為另一組。 CAPMODE＝1，則輸出圖像分辨率為320240。 圖像采集模塊圖像采集模塊負責圖像的采集，是機器人視覺的輸入。 存儲系統(tǒng)的設(shè)計 S3C44B0X 微處理器存儲系統(tǒng)的特征 S3C44B0X 微處理器的存儲系統(tǒng)具有以下一些主要特征 ： 支持數(shù)據(jù)存儲的大/小端選擇（通過外部引腳進行選擇）； 地址空間：具有8 個存儲體，每個存儲體可達32MB，總共可達256MB；對所有存儲器的訪問大小均可進行改變（8 位/16 位/32 位）； 8 個存儲體中，Bank0～Bank5 可支持 ROM、SRAM；BankBank7 可支持ROM、SRAM 和FP/EDO/SDRAM 等； 7 個存儲體的起始地址固定，1 個存儲體的起始地址可變（即Bank7 的存儲起始位置根據(jù)實際系統(tǒng)配置而定）。電機驅(qū)動模塊負責將圖像處理后的結(jié)果轉(zhuǎn)換成機器人的執(zhí)行機構(gòu)需要的電壓和電流，實現(xiàn)對機器人本體中的電機進行伺服控制。 圖像的匹配 現(xiàn)已提出了眾多匹配算法，主要包括模板匹配算法、序貫相似性檢測算法（SSDA）、幅度排序相關(guān)算法、FFT相關(guān)算法、分層搜索序貫判決算法等。 機器人視覺軟件系統(tǒng)的設(shè)計包括系統(tǒng)初始化軟件模塊、圖像采集軟件模塊、圖像處理軟件模塊、機器人運動控制軟件模塊、數(shù)據(jù)通信軟件模塊等。開發(fā)出這樣一個系統(tǒng)，可以進行嵌入式操作系統(tǒng)、機器人視覺和導(dǎo)航技術(shù)，以及機器人的智能控制技術(shù)的研究。從簡單的二值圖像處理到高分辨率多灰度的圖象處理，從一般的二維信息處理到三維視覺機理以及模型和算法的研究都取得了很大的進展。機器人視覺系統(tǒng)是嵌入式系統(tǒng)在機器人研究領(lǐng)域中的一項重要應(yīng)用。到了20世紀70年代，已經(jīng)可以認識某些加工部件。 盡管在目前硬件和軟件技術(shù)條件下，機器人視覺功能還處于初級水平，但其潛在的應(yīng)用價值引起了世界各國的高度重視。具體來說，就是根據(jù)本課題的要求，完成嵌入式微處理器的選型、存儲系統(tǒng)、圖像采集模塊和電機驅(qū)動模塊的設(shè)計等。 圖像數(shù)據(jù)編碼和傳輸 圖像數(shù)據(jù)編碼一般采用預(yù)測編碼，即將圖像數(shù)據(jù)的空間變化規(guī)律和序列變化規(guī)律用一個預(yù)測公式表示，變換壓縮方法是將整幅圖像分成小的（一般取88或1616）數(shù)據(jù)塊，再將這些數(shù)據(jù)塊分類、變換、量化，從而構(gòu)成自適應(yīng)的變換壓縮系統(tǒng)。這是一款基于ARM7TDMI 內(nèi)核技術(shù)的32 位RISC 處理器，配置了2MB的FLASH 存儲器以及8MB 的SDRAM 存儲器。該微處理器是基于ARM7TDMI 內(nèi)核技術(shù)的16/32位RISC 處理器，工作主頻最高可達66MHz，具有功能強大的內(nèi)存控制器，可以方便地進行系統(tǒng)內(nèi)存的擴展。系統(tǒng)初始化完成以后，便從 FLASH 存儲器中將系統(tǒng)文件和用戶應(yīng)用程序復(fù)制到SDRAM 內(nèi)存中開始執(zhí)行。JPEG300的數(shù)據(jù)接口是8位I/O模式并行接口，數(shù)據(jù)輸出速度約為22K字節(jié)/秒。 JPEG300 數(shù)碼相機與系統(tǒng)的接口 電機驅(qū)動模塊 電機驅(qū)動模塊負責將圖像處理后的結(jié)果轉(zhuǎn)換成機器人的執(zhí)行機構(gòu)需要的電壓和電流。 JPEG300 數(shù)碼相機的時序與驅(qū)動 JPEG300 在電源供電后，內(nèi)部有一個復(fù)位和初始化過程，約為1900ms。JPEG300只有在預(yù)備狀態(tài)才會查詢CAPEN引腳，只要發(fā)現(xiàn)CAPEN＝1就啟動采集過程，即使隨后CAPEN＝0，這個采集過程也會堅持完成，而不會終止。 任務(wù)間同步 發(fā)送郵箱消息到圖像處理模塊，通知其進行圖像處理，同時，圖像采集驅(qū)動程序阻塞自己，等待圖像處理模塊完成圖像處理后，發(fā)送過來的郵箱消息。 離散余弦變換 其中正向離散余弦變換(FDCT)使用下面的公式： () 它的逆變換(IDCT)使用下面的公式： (
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