FIFO芯片和單片機實(shí)現的圖像采集系統

摘要：基于FIFO芯片AL422B，以飛思卡爾16位單片機MC9S12DG128為核心，采集攝像頭芯片OV7670的圖像信息，設計出以低速率的單片機采集高速率圖像的圖像采集系統。系統采用單片機控制FIFO芯片，先由FIFO實(shí)時(shí)讀取攝像頭芯片的一幅完整圖像信息，再由單片機以低速率從FIFO的相應寄存器讀取該幅圖像，讀取的同時(shí)進(jìn)行相應的圖像處理，得出所需圖像中點(diǎn)光源的像素距離后通過(guò)FIFO進(jìn)行下一幅圖像的采集。本方案通過(guò)樣機實(shí)驗，完全能滿(mǎn)足要求，確保了一副圖像的完整性。
關(guān)鍵詞：點(diǎn)光源標桿；圖像；FIFO；單片機

引言
在單片機應用系統中，由于圖像采集速度、程序存儲器和數據存儲器的尋址空間的限制，要完整存儲30 fps、640×480像素大小的一幅圖像是相當困難的。本文運用較高性能的16位飛思卡爾單片機在超高頻的情況下直接采集圖像，也只能采集到每行320個(gè)像素，丟失圖像，無(wú)法獲得一幅完整的圖像。本文通過(guò)在圖像采集過(guò)程中增加FIFO芯片AL422B較好地解決了這一問(wèn)題，相對于采用昂貴的DSP而言，降低了圖像采集系統的成本。

1 單目點(diǎn)光源測距原理
野外作業(yè)時(shí)，需要在運動(dòng)中知道前方標桿和觀(guān)察點(diǎn)之間的距離。本文將標桿制成等間距紅外點(diǎn)光源標桿，滿(mǎn)足了基于單幀靜態(tài)圖像的小孔成像原理測距模型要求，減少了圖像處理量，提高了測量的實(shí)時(shí)性、全天候性。H為各點(diǎn)光源標桿的實(shí)際距離；n為點(diǎn)光源個(gè)數，它可以通過(guò)圖像處理獲得；f為攝像頭焦距；標尺實(shí)際像素物理距離h由攝像頭標定取得。遠距離測距原理示意圖如圖1所示，整條點(diǎn)光源標桿都在攝像頭視野范圍內。近距離測距原理示意圖如圖2所示，點(diǎn)光源標桿只有部分在攝像頭范圍內。通過(guò)圖1，可求出前方標桿與觀(guān)察點(diǎn)的距離D。攝像機的成像幾何關(guān)系也可用小孔成像原理來(lái)近似表示：