基于linux的实时图像采集系统设计与实现
在Linux平台上基于QT的动态图像采集系统的设计
本 程 序 共 由 Ｑ ｐｌａｏ 、 Ｗｉ ｅ、 Ｂ Ｓｏ ＡＣ Ｄ摄像头将模拟图像送人图像采 Ｃ 集卡转换成数字图像信息 ， 再送入图像采集终端 ， 图 像采集终端获得 图像数据后进行处理并显示 图像。 本系统可应用 于远程检测和远程监控等多个领域。 系统 总体 方案如图 １ 所示 。
发者建立艺术级的图形用户界面所需 的所用功能。
圈 １ 系统总体方案
石油工业计算机 应 用 ２０ 年第１卷第３ ０８ ６ 期
１２ 图像 采集卡 ．
２ ９
过程 。其程序流程如图 ４所示。采集终端给串口发 送命令后 ，Ｔ９ ２５ 开始初始化过程， Ａ ８ Ｃ０ １ 然后， 初始化 图像采集卡模块， 设定图像采集模式 ， 启动采集过程。
０引 言
随着 信息 技术的飞速 发展 ， 信息 采集不 再停 留在
在计算机控制领域 ， 经常需要实现计算机之间或 计算机与其他设备之间的通信， 串口通信作为一种灵 活、 、 方便 可靠的通信方式被广泛采用 ， Ｌ ｕ 下的串 在 ｉｘ ｎ
行通信编程主要是依靠内核提供的 ｔ ｎ ｓ ｅ ｉ 结构对串 ｎｏ 口进行 参数设置 ， 并对串 口对应的设备文件进 行读写 。
图像采集卡完成模拟图像信号的采集输入， 并将 模拟图像信号转换为数字图像信号 ， 并传输给图像采 集终端接口。其内部逻辑框图如图 ２ 所示。
接下来 ， 系统将连续查询图像采集控制寄存器的值 ，
查询是否完成一幅图像的采集 ， 如果没有完成 ， 继续 查询图像采集控制寄存器 ， 直到查询到采集完成一幅 图像， 启动图像读取子程序 ， 把图像数据从 Ｆ Ｏ中读 Ｉ Ｆ
于Ｑ Ｔ的动态 图像
系 统 的 设 计
基于Linux的图像采集及通信系统
• 131•系统基于Linux 以树莓派3B+为开发平台，利用扫码枪扫描物品条码，USB 摄像头对物品进行拍照。
将物品的条形码编号与拍摄到的物品图片绑定，用网络编程实现图片传输。
条码信息和图片名称等利用JSON 格式传输到搭建好的RabbitMq 消息队列服务中间站，方便后台对数据的接收和处理，结合柜台、时间等信息，能够提高工作人员后续对物品的查找效率。
本项目是基于Linux 的图像采集及通信系统以树莓派3B+为开发平台，使用扫码枪对物品条形码进行扫描，用USB 摄像头对物品进行物品拍照，再利用socket 网络编程实现图片传输。
处理后的条码信息和图片名称等利用JSON 格式传输到搭建好的RabbitMq 消息队列服务中间站，方便后台对数据进行接收和处理，可以掌握物品的时间，位置，条码，图片等信息等，提高工作人员查找物品的效率。
1 系统总体设计1.1 系统框架本系统主要由三个模块组成：信息采集模块、数据传输模块和消息服务器模块。
系统框架如图1所示。
图1 系统框架结构图信息采集模块主要负责的是获取要利用的数据，作为系统的入口，并对这些数据进行相应的处理；数据传输模块将处理后的数据上传到服务器端，关键的数据和其他的基础信息利用JSON 字符串格式发送，较大文件通过TCP 协议存储在服务器端；消息服务器模块采用RabbitMq ，用于存储转发消息。
1.2 系统功能系统基本功能包括条形码扫描、相机拍照、图片的压缩、数据的网络传输以及消息队列服务器的消息控制等。
1.3 硬件平台硬件平台选用的是树莓派3B+，树莓派3B+是一款基于ARM 的64位嵌入式平台，具有1.4Ghz 的四核处理器，1G 内存，4个USB 接口，完善的音视频接口，可外接显示器，非常适用于本系统的开发与调试。
2 系统涉及的重要模块2.1 信息采集模块每个物品上都对应有一个条码，采用串口扫码对其进行扫描，扫码枪作为一种键盘输入设备，可直接读取键盘输入数据来获得对应的条码编号，并判断条码是否符合需要的格式（若条码编号格式错误，则需要再次扫码）。
基于Linux平台的图像采集系统的设计与实现
系统 ，而 Ｌｎ ｘ系统作为一个开放 的操作 系统具有 独立性 、 ｉｕ
创新性 、可扩展性 等优点 ，适合 开发 独立 的具有创 新性 的
图像采集系统＿ ，但 由于 Ｌｎ ｘ系统是源码开放 ，没有 一 ７ 。 ｉｕ
－
７作模 型并且设计 实现 了系统 的硬件平 台和软件平 台，实验 结果表 明，该 系统可 以安全 可靠的控制全 方位 转动的摄像机 对 － －
环境信 息进行 高清晰 图像采集 ，有效的提 高了图像采集速 度和准确 性。
关 键 词 ：Ｌｎ ｘ 台 ； 图像 采 集 ；视 频 处 理 ；模 块 化 ；可扩 展 性 ｉｕ 平 中 图法 分 类 号 ： ３ ２ １ ＴＰ ０ ． 文献 标 识 号 ：Ａ 文章 编 号 ：１０ —０ ４ （０ ２ ６２ ３ —４ ０ ０７ ２ ２ １ ）０ —３ ４０
后来 随着计算机 技术 的发展 ，采 集卡作 为 图像 采集 系统不 可缺少 的硬件逐 渐被应 用在 图像采集 系统 中 ，利用 图像采 集 卡可以轻松 的将模 拟摄像 机 的图像信 号采集 进来 进行处
理 ，采集卡 的软件界 面也很轻松 的应用 在图像采集 系统 中， 所以利用采 集卡 和模 拟摄像 机可 轻松 的完成 图像采 集 系统 的设计 ，模 拟摄 像机 的 图像 采集技 术成熟 易实 现 ，但 图像 采集的速度慢 、抗干扰 能力 差 ，由于 噪声多 造成采 集 的图 像不清晰 ，操作 不方便 ，由于这 些缺 点这种技 术 已渐渐 的
在早期的 图像采集 系统 的研究 中，由于 硬件大 多采 用 的是装有 Ｃ ＭＯＳ芯片的摄像机 ，由于 Ｃ Ｓ芯 片只能采集 ＭＯ 模拟信号 ，所 以要使 用模Байду номын сангаас摄 像机 进行 图像采 集系统 的研 究 ，还需要额 外 的对模 拟 信号 进行 处 理 以得 到 数 字信 号 。
基于嵌入式Linux的图像采集系统研究的开题报告
基于嵌入式Linux的图像采集系统研究的开题报告一、研究背景图像采集系统广泛应用于工业自动化、视频监控、医疗影像等领域。
在图像处理的应用中，硬件平台的选择往往对系统的性能和成本产生巨大影响。
嵌入式Linux系统因其开源性、灵活性以及定制性等特点而被广泛应用于嵌入式系统和实时应用中。
目前，越来越多的嵌入式图像采集系统采用基于Linux的操作系统并集成开源的图像处理库，以提高系统的适应性和可升级性。
二、研究目的和意义本研究旨在探究基于嵌入式Linux的图像采集系统的设计与实现，突破传统基于固定硬件平台的图像处理系统，开发出更灵活、更优化的图像采集系统实现嵌入式图像处理方案。
探索基于Linux系统的图像采集系统设计方法和实现方案，具有以下意义：1. 提高图像采集系统的性能和稳定性；2. 加深对嵌入式Linux系统的理解和应用；3. 推动嵌入式设备在图像处理领域的应用和发展；4. 探索嵌入式系统和实时应用的领域研究。
三、研究内容及技术路线1.研究内容（1）嵌入式Linux系统架构及应用设计原理分析；（2）图像采集系统基础架构设计，包括硬件平台、软件系统等；（3）图像采集模块的设计与实现，采用优化算法对采集到的图像数据进行预处理和滤波，提高图像质量；（4）利用开源的图像处理库，对采集到的图像数据进行后期处理，包括去噪、对比度、亮度等；（5）生成完整的硬件和软件开发文档，方便系统维护和升级。
2.技术路线（1）嵌入式Linux系统的配置和移植；（2）基于ARM Cortex-A 核心的嵌入式图像采集系统硬件设计；（3）采用C/C++语言开发图像采集系统应用程序；（4）应用开源的图像处理库进行图像处理；（5）结合Qt图形界面库开发人机交互界面。
四、预期成果和研究计划1.预期成果（1）实现基于嵌入式Linux的图像采集系统，内部集成优化算法和图像处理库，完成对采集到的图像数据的处理和优化；（2）研究出图像采集系统的整体设计、开发指南，包括硬件和软件方面的开发文档；（3）系统性能测试和性能分析，评估系统优化和改进效果。
基于ARM-Linux的图像采集和无线传输系统设计
Ｘ ｃｌ Ｐ Ａ ７ 理 器 连 接 了一 个 ６ Ｍｂｔ Ｎ Ｎ ｌ载 程序 和 内核 映像 ， 并作 为根 文件 系统 ，４ ｙ ６ Ｍｂｔ ｅ Ｓ Ｒ Ｍ 作 为 内存 ， Ｓ Ｉ 接 无 线 网卡 ， Ｓ ２连 接 摄 像 头 。 系 Ｄ Ａ ＵＢ 连 ＵＢ
ｄ ｉ１ ． ９ ９ ｊ ｉ ｎ １ ７ — ４ ． ０ ０ ０ ． １ ｏ ：０ ３ ６ ／ ． ｓ ． ６ １１ １ ２ １ ． ５ ０ ２ ｓ ０
基 于 Ａ Ｍ－ ｉｕ Ｒ Ｌｎ ｘ的 图像 采 集 和 无 线 传 输 系统 设 计
田泽 康 ， 德 华 李
（ 中科技 大学 图像 识别 与人 工智 能研 究所 ， 汉 ４ ０ ７ ） 华 武 ３ ０ ４
图像采集和传输系统 的硬件系统 由开发板 、 ｂｙ ３０ ＷｅｅｅＶ ０ ０ Ｕ Ｂ摄像头 、 Ｓ 中兴 ＭＦ７ Ｕ无线网卡等构成 ， 图 ２所示 。 ６３ 如
Ｄｅ ｉ ｎ ｏ ｓｇ ｆＡＲＭ － ｎ ｘ－ａ ｅ ｍ ａ ｅ ａ ｑ ｉｉｉ ｎ － ｕ － ｓ ｄ ｉ ｇ ｃ ｕ ｓｔｏ Ｌｉ ｂ ａ ｄ ｒ ｌｓ ｒ ｎ ｍ ｉｓｏ ｓ ｓｅ ｎ ｗｉｅｅ ｓ ｔａ ｓ ｓ ｉｎ ｙ ｔ ｍ
摘 要 ： 绍 了一 种 基 于 嵌 入 式 ｌ ｕ 介 ｉ ｘ的 实 时 图 像 监 控 系统 的 设 计 和 实 ｎ 现方 法 。 系统 以 Ｘ ｃ ｌ Ｐ ２ ０处 理 器为 核 心 ， 载 ＵＳ ｓａｅ ＸＡ ７ 搭 Ｂ摄 像 头 和 无 线 网卡 构 成 硬 件 平 台 。 Ａｒ Ｌｉｕ 以 ｍ－ ｎ ｘ为 软 件 平 台 。 该 平 台 上 实 现 了 在 实 时 图像 的 采 集 ， Ｅ ４压 缩 和 ３ 无 线 传 输 。Ｍ Ｐ ＭＰ Ｇ－ Ｇ ＥＧ－ 法 的 采 ４算 用减 小 了网 络 的 压 力 。 节 约 了成 本 。 随 着 ３ 网 络 的 不 断 发 展 ， 系 又 Ｇ 本 统将在 ３ Ｇ时代有着广阔的应用前景。 关键 词 ：图 像 采 集 ； 入 式 系 统 ； Ｃ 嵌 Ｗ ＤＭＡ；Ａ ｍ－ ｉｕ ｒ Ｌｎ ｘ 中 图分 类 号 ：Ｔ ２ Ｐ７ 文 献 标 志 码 ：Ａ
基于嵌入式linux的视频图像采集
计算机教学
基于嵌入式 li 林 智
(闽江学院计算机科学系 )
本文主要介绍在 linux操作系统 、ARM XSBase270平台上 ,利用 linux内核中已经植入 video4 linux函数库的数据结构和 AP I函数 , 通过 OV511摄像头实现视频采集的方案 ,本方案采用 Q t Designer为开发环境 ,以效率较高的 mmap (内存映射 )方式截取视频 ;可保存单 张的图片 ,也可保存为视频 。
四 、视频采集的实现 1. 视频采集时一些参数的初始化 定义的函数原型为 v4 l_grab_ init ( v4 l_device 3 vd, int w idth, int height) 参数 vd为自定义的数据结构 struct _v4 l_device,设置宽 、高 、帧使用情况的 属性等 。该函数的重点代码如下 : vd - > mmap. width = width; vd - > mmap. height = height; vd - > mmap. format = vd - > p icture. palette; vd - > frame = 0; vd - > framestat[ 0 ] = 0; vd - > framestat[ 1 ] = 0; vd - > frame为当前帧 , framestat[ ]标记该帧是否已被使用 。 0 表示未 被使用 2. 获取支持的帧数和基地址 v4 l_get_mbuf ( v4 l_device 3 vd ) v4 l_mmap ( v4 l_device 3 vd) 首先 ,使用 V ID IOCGMBUF命令将摄像头的帧缓存的大小映射到 vd >mbuf. size,正使用的帧 (0或 1)映射到 vd - > mbuf. frames中 ,执行完该命 令后 ,就可以用 mmap函数将缓存映射到内存中了 。 if ( ioctl( vd - > fd, V ID IOCGMBUF, & ( vd - >mbuf) ) < 0) { perror( " v4 l_get_mbuf: V ID IOCGMBUF" ) ; return - 1; } 其次 ,要将 mbuf获取的数据通过 mmap 函数映射到 vd - > map 中 ,这 样才能对获取到的数据进行操作 。在 mmap函数里 PROT_READ 表示可读 取该内存页 , PROT_WR ITE 则是可写入 , MAP_SHARED 则是让这块 map2 p ing的区域和其它进程共享 。第一个参数为 0 是启始位置 , vd - > mbuf. size则是长度 ( length) 。 vd - > fd则是设备的文件描述符 ,最后一个参数是 offset。 if ( ( vd - >map = ( unsigned char3 ) mmap ( 0, vd - >mbuf. size, PROT_READ | PROT_WR ITE,MAP_SHARED , vd - > fd, 0) ) < 0) 3. 视频帧的截取 v4 l_grab_start( v4 l_device 3 vd, int frame)是真正将影像放到 mmap 里 的函数 。参数 vd为自定义的数据结构 struct _v4 l_device, frame值为 0或 1, 意为第 0帧或第 1帧数据 ,成功返回 0,失败则为 1;实现代码如下 : vd - > mmap. frame = frame; if ( ioctl( vd - > fd, V ID IOCMCAPTURE, & ( vd - > mmap ) ) < 0) { perror( " v4 l_grab_start: V ID IOCMCAPTURE" ) ; return - 1;
基于嵌入式Linux平台的图像采集与传输设计
基于嵌入式Linux平台的图像采集与传输设计随着技术的迅猛进展和在信息行业中的广泛应用，视频采集与传输系统作为远程、可视电话会议和工业自动控制领域的一项核心技术，近年来已经得到了飞快的进展。
本文在基于嵌入式Linux系统平台上，采纳摄像头捕获视频信号，利用V4L内核应用编程接口函数，实现了视频延续帧图像的采集，并保存成文件的形式利用无线传输方式传输给接收端。
这里着重研究视频采集发送端的实现。
1 系统组成1．1 统的硬件构成本系统包括发送端和接收端2部分，两部分均采纳Samsung公司生产的处理器做硬件开发平台。
S3C2410在片上集成了丰盛的组件：分开的16 KB命令Cache和16 KB数据Cache、用于虚拟存储器管理的MMU、支持STN和TFT的控制器、NAND Flash启动装载器、具有片选规律和SDRAM 控制器的系统管理器、3通道UART、4通道DMA、4通道定时器、I／O 口、RTC、8通道10位和接口、I2C接口、I2S总线接口、USB主设备、USB从设备、SD卡和MMC卡接口、2通道的SPI以及PLL时钟发生器，还采纳了AMBA(advanced micrcocontroller bus architecture)新型总线结构。
应用S3C2410处理器平台搭建的发送端硬件结构1所示：包括S3C2410处理器、RS232接口、JTAG接口、RJ-45接口、SDRMA、Flash、电源、通过USB口衔接的视频采集模块和通过USB接口衔接的视频放射模块。
RS232串口用于人机交互及低速数据的收发，应用电平转换芯片MAX-323举行串口电平和TTL／电平的转换。
JTAG接口用于下载Bootloader。
RJ-45接口用于和以太网衔接，下载操作系统Linux内核、根文件系统和应用软件。
SDRMA用于系统的数据存储器、Flash用于系统的程序存储器。
应用S3C2410处理器平台搭建的接收端硬件2所示：与发送终端相比，多了SD卡和LCD。
基于嵌入式Linux的图像采集系统的开题报告
基于嵌入式Linux的图像采集系统的开题报告一、选题背景和意义随着数字技术的发展，数字图像的采集及处理技术越来越受到人们的关注，应用于许多领域，如医疗、安防、航空航天、交通等。
随着市场需求的增加，图像采集设备也不断地提高其需求，需要更高的分辨率、更高速的传输等优化，同时也对设备体积、功耗等有较高的要求，因此，采用嵌入式Linux作为系统核心开发图像采集系统可以成为很好的解决方案。
二、研究目标本文的目标在于，基于嵌入式Linux平台，设计一种简单、可靠、易扩展和高性能的图像采集系统，实现以下功能：1.支持多种图像传感器，如CCD、CMOS等；2.支持多种图像采集接口，如USB、SDIO、CSI等；3.支持远程图像采集和网络传输功能；4.支持图像处理和算法实现；5.支持图像存储和传输。
三、研究内容和方法1.嵌入式Linux系统的构建通过嵌入式Linux进行图像采集系统的开发，需要首先确定主板选型，并根据主板接口及资源情况进行嵌入式Linux系统的构建。
2.图像采集模块的实现根据需求确定采集模块的类型以及接口方式，对采集模块进行硬件接口设计、驱动开发等，以保证采集模块能够正常工作。
3.图像处理和算法实现采用C/C++和OpenCV等工具对图像进行处理和算法实现，如图像增强、边缘检测、图像分割等，并进行测试和优化。
4.图像存储和传输设计图像存储和传输模块，支持本地存储和远程传输功能，并进行测试和优化。
四、预期目标本研究计划达到以下预期目标：1.成功实现基于嵌入式Linux的图像采集系统，具有多种采集接口和多种图像传感器的兼容性；2.成功实现图像处理和算法实现，具有一定的图像分析能力；3.成功实现图像存储和传输，具有一定的远程图像采集和传输能力；4.完成系统的测试、验证和优化，使系统具有稳定性、可靠性和高性能等特点。
五、进度计划1-2月：文献研究和系统设计3-4月：嵌入式Linux系统构建和驱动开发5-6月：图像采集模块的实现和调试7-8月：图像处理和算法实现，系统整合和测试9-10月：图像存储和传输模块的实现和调试11-12月：系统的测试、验证和优化六、预计研究结果本文将构建一种简单、可靠、易扩展和高性能的图像采集系统，并实现多种采集接口和多种图像传感器的兼容性，具有一定的图像分析能力和远程图像采集和传输能力，同时达到了稳定性、可靠性和高性能等特点。
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伴随着多媒体技术的发展 ， 数字化图像采集处理系统被广 感器 的 Ｉ Ｃ 动， ２驱 然后通过 ＩＣ总线完成对底层传感器 芯片 的 ２ 泛地应用于视频监控 、 安全监测等领域 中，图像采集 的实时性 探测与控制。如图 ａ ｔ ｃ ｄ ｐ ｅ ｔａ ｈ ａ ａ ｔ ｒ 实现 Ｖ ６ ０芯片在 Ｉ Ｃ ＿ ０ ０９５ ２ ｅ ａ ｈ ｃ ｉｎ （则实现 了 ０９ ５ Ｖ６０ 和质量被认为是判断采集系统是否优 良的重要指标 。 而嵌入式 总线上的探测与加载过程 。ｄ ｔ ｃ— ｌ ｅ ｔ ） Ｌ Ｎ Ｘ和 Ｃ Ｏ （ ｏ ｐｌ ｍ ｎ ａ ｙＭ ｔ ｌ Ｏ ｄ — ｅ ｉ ｏ ｄ ｃ ｏ ） ＩＵ Ｍ Ｓ Ｃ ｍ ｅ ｅ ｔ ｒ ｅ ａ — ｘｉ ｅ Ｓ ｍ ｃ ｎ ｕ ｔ ｒ 芯片从 Ｉ Ｃ总线上的删 除，并释 放之前 申请的 内核 内存空间 。 ２ （）Ｖ Ｌ设备驱动接 口：实现 Ｌ ｎ ｘ下 Ｖ Ｌ接 口的 Ａ Ｉ ３ ４ ｉｕ ４ Ｐ 图像传 感器 的软 硬件搭配便 成为 了当前 开发 图像 系统的首选 “ 本文 在基于 Ｐ Ａ ７ Ｘ ２ ０处理 器的 ｌｎ ｘ系 统平台上 ，利用 函数 ， ｉｕ 便于用户通过这些 Ａ Ｉ函数读取传感器信息 ， Ｐ 设置传感 ０９５ Ｖ ６ ０摄像头采集数据 ，实现 了连续静态 图像 的采集 ，并利 器参数 ，读取采集到 图像数据 。从图中可以看到，Ｖ Ｌ设备驱 ４ 用 Ｊ ｅＬ ｂ库压 缩了图像 实现 了实时传输功能。 ｐｇ ｉ 动接 口通过 ｏ ｅ ｐｎ ０函数实现对 关联设备的打开操作 ，并将设 系 统 总 体 设 计 备初始化 。Ｃ ｏ ｅ ｌ ｓ ０函数则为 ｏ ｅ ０函数的逆操作 ，主要是让 ｐｎ 本 系统硬件 部分主要 由 Ｐ Ａ ７ Ｘ ２０控制单元 、 图像采集单元、 传感器处于低功耗模式 ， 取消硬件 的初始化设置 ， 释放 申请 的 ｒ ａ ０则主要是将采集的图像数据 由内核空 间拷 贝 网络传 输单元和上位机处理单元 （ｃ 组成 ， Ｐ） 软件部分则主要由 内存 空间。 ｅ ｄ ｏ ｔ ０函数则提供 了传感 ｌｎ ｘ 统环 境、Ｃ Ｏ 摄像 头驱动 、图像采集和压缩程序 、图 到用 户空间如 文件 或者 系统 内存 。Ｉ ｃ ｌ ｉｕ 系 ＭＳ 像 收发程序和上位机解压缩显示程序组成 。 器 控制 命令 ，如 Ｖ Ｄ Ｏ Ｇ Ａ 、Ｖ Ｄ Ｏ Ｇ ＩＴ Ｉ ＩＣ Ｗ Ｎ Ｉ ＩＣ Ｃ Ｐ Ｉ Ｉ Ｃ Ｐ Ｃ 、Ｖ Ｄ Ｏ Ｇ ｌ 、 二、硬件平 台设计 Ｖ Ｄ Ｏ Ｓ ＩＴ Ｉ ＩＣ Ｗ Ｎ Ｉ Ｉ Ｃ Ｃ Ｐ Ｕ Ｅ等 接 口命 令 ，实 Ｉ Ｉ Ｃ Ｐ Ｃ 、Ｖ Ｄ Ｏ Ｓ Ｉ 、Ｖ Ｄ Ｏ Ｍ Ａ Ｔ Ｒ 本系统 的硬件平 台采用嵌入式处理器 Ｐ Ａ ７ Ｘ ２ ０作为核心控 现对 图像 传感 器的有效控制 。 制 器，利用 ０ ９ ５ Ｖ ６ ０摄像头、网络芯片和存储器等来构建图像 （ ） 图像采集程序 二 采集和处理系统 。 摄像 头采集图像数据后 ， 将数据送至 缓存 区， 在采集程序 运行前 ，首先为视频 设备建立 结点 ，“ ｋｏ ｍｎｄ 经过 Ｊ Ｅ Ｐ Ｇ压缩后完成 网络传输 功能。硬件平 台设计 主要有 ４ ／ ｅ ／ ｉ ｅ Ｏ ８ ０ 。 系 统 图 像 采 集 程 序 可 以 通 过 ｄ ｖ ｖ ｄ ｏ Ｃ １ ” 部分 ，分别 为核 心控 制部分、图像采集部分 、网络通讯部分和 Ｖ ｄ ｏＬ ｎｘ来执行打开 、读写、关 闭传感器操作 。图像 采集 ｉｅ ４ ｉｕ 上位机处理单元 。 流程如图 １ ： 系统 的主控制器采用 Ｐ Ａ ７ ，它是一款基 于 ＡＭＶ Ｔ Ｘ２０ Ｒ ５ Ｅ的 架构 ，内部工作频率可达 ５３ Ｈ ， ３Ｍ ｚ 系统外接两片 Ｈ ５Ｖ ６ ６ ０ Ｙ ７ ５ １２ （ 塑 ） — 芯片和一片 ＩＴ Ｌ公 司的 ２Ｆ ２ Ｊ ＮＥ ８ １８ ３芯片 。 夕 内 存 图 像 读 取 一 图像采集模块主 要 由Ｏ ｎ ｖ ｓ ｏ 公司 的０ ９ ５ 摄像头完 ｍ ｉ ｉ ｉｎ Ｖ ６０ ｝ 动 程 序 加 载 驱 成 ，该模块 的时钟频 率设为 ２Ｍ ｚ ４Ｈ 。
计算 机 光盘 软件 与应 用
多媒 体 技 术 及 应 用
Ｃ ｍｕ ｅ Ｄ Ｓ ｆｗ ｒ ｎ ｐ ｌ ｃ ｔ ｏ ｓ ｏ ｐ ｔ ｒ Ｃ ｏ ｔ ａ ｅ ａ ｄ Ａ ｐ ｉａ ｉｎ
２１ ０ ２年第 ８期
基于 ｌ ｕ 的实时图像采集系统设计与实现 ｉｘ ｎ
范锐 ’ 武 胜 丑
（ 北京航 空航天 大学，北京
１０９） ０１１
摘要 ：为 了满足移动机 器人 对 图像采集的 实时性需求 ，本文设计 了一套 图像采集 系统 ，其核 心是 Ｐ Ａ２０处理 Ｘ ７ 器 ，利 用 Ｃ ＭＯＳ图像 传感器采集视 频数据并进行 了静 态图像的 ＪＥ Ｐ Ｇ压缩编码 ，实现 了网络传输功能 。图像传感 器 的驱动程序是 以 Ｖ Ｌ 口 为基础 ，通过 Ｉ ４接 作 ２ Ｃ总线来 完成对 Ｃ Ｓ 片寄存器的配置。 ＭＯ 芯 关键 词 ：嵌入式 ｌ ｕ ；图像采 集；ＣＭＯＳ摄像 头；Ｊ Ｅ ｉ ｘ ｎ ＰＧ 中图分类号 ：Ｔ ３ ５ 文献标识码 ： Ｐ １． １２ Ａ 文章编号 ：１０ － ５９（ １） ８ ０９－ ２ ０７ ９９ ２ ２０— １２ ０ ０
。
一
、
～ … ｆ 一… １
ห้องสมุดไป่ตู้
网络传输单 元主 要由 Ｄ ９ Ｏ Ｅ Ｍ Ｏ Ｏ Ｐ模块及其外 围电路 组成 ， 负责图像 数据的发送 。 三、图像采集程序的实现 本 系 统 的 开 发 环 境 为 Ｒ ｄ ａ ９ ０ 操 作 系 统 加 ｅｈｔ ． ａ ｍ ｌｎ ｘ ｇ ｃ ３ ４ ６ 本的交叉编译 工具链 。 ｒ — ｕ — ｃ ． ． 版 ｉ （ ） Ｃ Ｏ 摄 像头驱动 一 ＭＳ 嵌入式图像传感器的开发一般可通过嵌入式 Ｌ ｎ ｘ提 供 ｉｕ 的 ｖ ｄｏ １ｎ ｘ（ ｉｅ ４ ｉｕ 简称 Ｖ Ｌ ４ ）驱动接 口和 Ｉ Ｃ驱动来完成 。 ２ 本系统采用的 ０ ９ ５ Ｖ ６ ０摄像 头的驱动 Ｖ Ｌ驱动接 口为 ２层式架 ４ 构，最上层为 Ｖ Ｌ驱动程序 ，最下层则是 图像设备驱动程序 。 ４ 本文将 ０ ９ ５ Ｖ ６ ０与 Ｐ Ａ ７ Ｒ Ｘ ２ ０ Ａ Ｍ处理器 的硬件平 台相结合 ， 从三个层次上介绍 Ｌ ｎ ｘ下 图像传感器驱动开发 的实现过程 ： ｉｕ （）低层 ０ ９ ５ １ Ｖ ６ ０寄存器的配置 。在配置前需仔细检查传 感器引脚 中的 Ｍ Ｌ ＣＫ和 Ｐ Ｌ 、Ｖ ｙ ｃ ｒ ｆ是输 出正常 ，各数 Ｃ Ｋ ｓ ｎ 、Ｈ ｅ 据引脚是否有波峰 ， 然后再进行具体调试 。 根据供应商提供 的 参数进行配置 ，参考 ０ ９５ Ｖ ６ ０芯片的数据手册对具体 寄存器设 置使其输 出图像格式符合本系统 的要求 。 中， 点关注两个 其 重 寄存器 ， Ｌ Ｒ Ｃ Ｋ Ｃ寄存器可 以用来设置工作 时钟频率 ， Ｏ ７ Ｃ Ｍ 则用 来设置芯片 的软件复位和输 出图像 的格式大 小。 （） ＩＣ总线驱动接 口。该接 口实现 了 Ｌ ｎ ｘ下 图像传 ２ ２ ｉｕ