智能车制作

标题: 智能车模拟摄像头图像采集方法详解（新增PDF下载版） [打印本页]

作者: superyongzhe 时间: 2008-4-26 00:45
标题: 智能车模拟摄像头图像采集方法详解（新增PDF下载版）
本帖最后由 superyongzhe 于 2009-11-16 23:24 编辑

近几天看到论坛里有很多网友遇到CCD图像采集的麻烦，我在最开始的时候也为这个烦恼过，由于本人比较菜，在度过大概半个月的绝望日夜后，在刚准备放弃时突然发现我已经采集到正确的图像了。特再次分享，希望能解决大家当前遇到的麻烦。
 在采集图像之前，我们首先要知道摄像头输出信号的特性。目前的模拟摄像头一般都是PAL制式的，输出的信号由复合同步信号，复合消隐信号和视频信号。其中的视频信号才是真正的图像信号，对于黑白摄像头，图像越黑，电压越低，图像越白，电压越高。而复合同步信号是控制电视机的电子枪对电子的偏转的，复合消隐信号是在图像换行和换场时电子枪回扫时不发射电子。由于人眼看到的图像大于等于24Hz时人才不会觉得图像闪烁，所以PAL制式输出的图像是25Hz，即每秒钟有25幅画面，说的专业点就是每秒25帧，其中每一帧有625行。但由于在早期电子技术还不发达时，电源不稳定，容易对电视信号进行干扰，而交流电源是50Hz所以，为了和电网兼容，同时由于25Hz时图像不稳定，所以后来工程师们把一副图像分成两场显示，对于一幅画面，一共有625行，但是电子枪先扫描奇数场1，3，5.....，然后再扫描2,4,6.....，所以这样的话，一副图像就变成了隔行扫描，每秒钟就有50场了。其中具体的细节请参考这个网站
电视原理与系统
http://courseware.ecnudec.com/zsb/zjx/zjx09/zjx090000.htm
只用看前面的黑白全电视信号和PAL制式就可以了（当然如果感兴趣可以全部看完）。

 通过上面的内容如果你对PAL制式信号了然于心，那么就可以开始图像的采集了，PAL输出的信号有复合同步信号，复合消隐信号和视频信号。那么我们首先就是要从这三种信号中分理出复合同步信号，复合消隐信号和视频信号，以便我们对AD采样到的值进行存储，从而形成一幅画面。具体如何分离，我们使用的是LM1881视频同步分离器件，具体的硬件连接请参看论坛内相关文章（论坛里有介绍LM1881的文章，自己搜吧，我不重复了）。
分离出行场同步，奇偶场信号后，就把他们接到单片机的外部中断口，产生中断，在中断服务程序中对AD采集到的数据进行图像存储，从而形成一个二维数组的数字图像。
下面就说说图像采集方案，方法有多种，但我使用的方案是在行终端中读取AD采样的灰度值，在场同步中交换图像采集和处理缓存指针，并对图像进行处理，然后控制小车，在主函数中只有初始化和键盘扫描和串口输出函数。这样做效率比较高，而且可以把调试和图像采集处理分开，变成起来比较方便。
大家遇到的还有一个很棘手的问题可能是AD采样频率该设置多大呢？建议大家先通过PLLL超频，然后把AD时钟频率设置的高点才行。
下面就把我的代码贴给大家看看吧。

[attach]709[/attach]

[attach]711[/attach]

[attach]710[/attach]

void vPLLInit(void)//锁相环初始化
{ //BUS-CLOCK=PLL-CLOCK/2=32M
REFDV = 1; // set the REFDV register 16M*2*(3+1)/(1+1)=64M
SYNR =3; // set the SYNR register to give us a 64 MHz PLL-clock.
asm nop // nops required for PLL stability.
asm nop
asm nop
asm nop
while ((CRGFLG&0x08)==0); // wait here till the PLL is locked.
CLKSEL|=0x80; // switch the bus clock to the PLL.
}
设置总线时钟为32M

void vECTInit(void)//定时器初始化
{
 TIOS =0x00; //设为输入捕捉
 TSCR1=0x80; //定时器使能
 TSCR2=0x83; //允许定时器溢出中断，定时器时钟32M/(2^3)=4M
 TCTL4=0xAA; //触发电平:下降沿
 TIE =0x07; //开中断
 TFLG1=0xFF; //清除中断标志
}

输入捕捉的1，2通道接行场中断。

void vADInit(void)//AD转换初始化程序
{
//ATD1设置
//上电，标志位快速清零，忽略外部触发，执行一次停止，中断禁止。
 ATD1CTL2 = (ATD1CTL2_AFFC_MASK | ATD1CTL2_ADPU_MASK);

//转换序列长度为1，FIFO模式，Freeze模式下继续转换。|ATD0CTL3_FIFO_MASK
 ATD1CTL3 = (ATD1CTL3_S1C_MASK);

//8位精度，2AD采样周期，采样长度8。
//ATDClock=[BusClock*0.5]/[PRS+1] ; PRS=15, divider=32
 ATD1CTL4 =(ATD1CTL4_SRES8_MASK|ATD1CTL4_PRS0_MASK);

//右对齐无符号，扫描模式连续采样，单通道采样//多通道采样|ATD0CTL5_MULT_MASK。
 ATD1CTL5 = (ATD1CTL5_DJM_MASK|ATD1CTL5_SCAN_MASK);

//禁止数字输入缓冲
ATD1DIEN=0x00;
}

ATD1的0通道用于AD转换

下面是真正的图像采集程序
//当前采样图像的行和列。
unsigned int ui_SampleRow=0,ui_SampleColumn=0;

//图像数据缓存
unsigned char uca_Buffer1[IMAGE_ROW][IMAGE_COLUMN];
unsigned char uca_Buffer2[IMAGE_ROW][IMAGE_COLUMN];

//指向当前采集数据采样缓存首地址的指针
unsigned char *puca_BufferSample=&uca_Buffer1[0][0];
//指向当前处理数据采样缓存首地址的指针
unsigned char *puca_BufferProcess=&uca_Buffer2[0][0];

//用于图像采集和处理交换缓存。（注意：在每次交换指针后保证puca_BufferTemp与puca_BufferSample相同）
unsigned char *puca_BufferTemp=&uca_Buffer1[0][0];

#pragma CODE_SEG NON_BANKED
//输入捕捉2通道中断函数，行同步 ,用于数据采集。
void interrupt 10 vIC2ISR(void)
{
 unsigned char ucTemp;
 unsigned char *pucTemp;
 TFLG1_C2F=1;

 if(ui_SampleRow>=SAMP_ROW_START&&ui_SampleRow<SAMP_ROW_MAX)
 {
if(ui_SampleRow%SAMP_ROW_SEP==0)
{
 for(ui_SampleColumn=0;ui_SampleColumn<SAMP_COL_MAX;ui_SampleColumn++)
 {
 while(!ATD1STAT1_CCF0);
 if(ui_SampleColumn>=SAMP_COL_START)
 {
 if(ui_SampleColumn%SAMP_COL_SEP==0)
 {
 pucTemp=puca_BufferSample
 +((ui_SampleRow-SAMP_ROW_START)/SAMP_ROW_SEP)*IMAGE_COLUMN
 +(ui_SampleColumn-SAMP_COL_START)/SAMP_COL_SEP;
 *pucTemp=ATD1DR0L;
 }
 }
 }
}
 }
 ucTemp=ATD1DR0L;
 ui_SampleRow++; //采样行坐标加一。
}
//输入捕捉1通道中断函数，场同步，交换缓存以及图像处理和模型车控制。
void interrupt 9 vIC1ISR(void)
{
 TFLG1_C1F=1;
 ui_SampleRow=0; //把采样行坐标清零。
 ui_SampleColumn=0;

//交换图像采集和处理缓存
 puca_BufferSample=puca_BufferProcess;
 puca_BufferProcess=puca_BufferTemp;
 puca_BufferTemp=puca_BufferSample;

//系统时间加一。
 ul_SystemTime+=1;

//开中断，允许行信号中断进行采样。
 EnableInterrupts;

 if(uc_CarState==STATE_START)
 {
// PORTB_BIT1=1;
//分析图像，获取路径参数，根据路径参数控制模型车。。
vImageProcess();

//根据路径参数控制模型车。
vAutoControl();
// PORTB_BIT1=0;
 }
}

下面是我的小车程序，其中AD，输入捕捉和PLL初始化函数在Drives.c中，图像采集在Interrupts.c中。

[attach]102[/attach]

作者: superyongzhe 时间: 2008-4-26 01:25
标题: Re:CCD图像采集解决方案
<

>还有一个《数字视频基本知识探讨》.pdf上传了好几次都没有成功，大家去网上搜一搜，这篇文章很实用。

作者: superyongzhe 时间: 2008-4-26 01:31
标题: Re:CCD图像采集解决方案
<

>    我想大家肯定还遇到一个问题，那就是如何知道自己采集的图像是否正确呢？可以使用串口，大家把我那个程序里面的printp.c复制到你的工程里，再把includes.h里面的声明添加到你的程序里，在串口初始化程序里设置好波特率（如何设置可参考《单片机嵌入式在线开发方法》一书中的相关内容，也可以看芯片资料）。上位机可以使用“串口助手就可以了”，很简单的。如果大家还有什么问题就赶快提出来把，我尽量给大家解决，因为这里面前车的东西比较繁杂，我一下说不清楚。最好有个电视机，能够看到摄像头摄在那里，这样会更容易校对。

作者: qfnuyan 时间: 2008-4-26 19:58
标题: Re:CCD图像采集解决方案
<

>谢谢！！太感谢了，正为此发愁呢，调了好几天都没有调出来，试一下

作者: ldsun 时间: 2008-4-28 22:56
标题: Re:CCD图像采集解决方案
挺不错的，这几天在弄图像采集这一块。有一点，好像你们都不用Processor Expert的？ 我觉得这个很方便，容易上手呵。

作者: dendily 时间: 2008-5-4 00:20
标题: Re:CCD图像采集解决方案
十分感谢！很不错！

作者: yaofanglover 时间: 2008-5-24 00:23
标题: Re:CCD图像采集解决方案
<

>你的<A target=_blank href="http://download.intelligentcar.cn/bbsupfile//upfile/SmartCarII_5_1.rar" target=_blank>SmartCarII_5_1.rar</A>下载不了啊，不知道是怎么回事啊

作者: 山中石头 时间: 2008-6-9 07:57
提示: 作者被禁止或删除内容自动屏蔽

作者: 山中石头 时间: 2008-6-20 06:19
提示: 作者被禁止或删除内容自动屏蔽

作者: ydlysf 时间: 2008-7-2 02:12
标题: Re:CCD图像采集解决方案
好好好好好好

作者: xixihaha 时间: 2008-7-9 08:02
标题: Re:CCD图像采集解决方案
好啊.谢谢楼主

作者: 123220063 时间: 2008-10-4 17:52
标题: Re:CCD图像采集解决方案
pucTemp=puca_BufferSample               +((ui_SampleRow-SAMP_ROW_START)/SAMP_ROW_SEP)*IMAGE_COLUMN               +(ui_SampleColumn-SAMP_COL_START)/SAMP_COL_SEP; 这个直接用简单点的语句表达行不嘛  弄的我们这些初学者不是太明白

作者: HCS12 时间: 2008-12-6 06:04
标题: Re:CCD图像采集解决方案
感谢LZ啊

作者: 德律风根 时间: 2008-12-12 05:31
标题: Re:CCD图像采集解决方案
谢谢共享

作者: qijitao 时间: 2009-1-11 02:59
标题: Re:CCD图像采集解决方案
<

>太好了感谢你

作者: 新兴MCU 时间: 2009-1-18 00:34
标题: Re:CCD图像采集解决方案
不错啊~~~~~~~~~~顶~~~~~~~~

作者: 灰色的土 时间: 2009-1-28 19:05
标题: Re:CCD图像采集解决方案
刚学，有点明白。用用……

作者: lyzhappy 时间: 2009-2-8 10:40
好样的！

作者: Jecely 时间: 2009-2-11 01:39
无私者无敌！

作者: mc0511 时间: 2009-2-12 19:35
今天调了一天摄像头，没有调出来，终于遇到有现成的程序了

作者: redfox302 时间: 2009-2-20 13:06
乐于奉献啊

作者: redfox302 时间: 2009-2-20 14:53
楼主的图像处理程序也太难理解了
能不能结合你的程序介绍介绍膨胀腐蚀算法
最后调试结果咋样啊
感觉完全看不懂哎~~
先谢谢了啊

作者: 云波 时间: 2009-2-20 22:31
很不错啊！让人恍然大悟！

作者: wangguobin 时间: 2009-2-21 17:22
不错，好

作者: wendyilc 时间: 2009-2-21 19:07
强烈支持

作者: trybest 时间: 2009-2-21 22:56
顶楼主

作者: aderly 时间: 2009-2-21 22:56
谢啦

作者: 小惠19999 时间: 2009-2-27 16:16
谢谢好人啊!!!!!!!!!!!!!!

作者: buptxiaoluo 时间: 2009-3-1 12:28
楼主好样的
谢谢

作者: buptxiaoluo 时间: 2009-3-1 12:29
下载了程序
再次表示感谢

作者: chenyw 时间: 2009-3-1 20:13
不错！

作者: a414737842 时间: 2009-3-4 20:01
太感谢你了

作者: more_dragon 时间: 2009-3-5 20:43
多些啊

作者: zf12862177 时间: 2009-3-9 15:02
楼主。我太奇怪了。我怎么看不懂你的文件的包含关系。我觉得好混乱啊。。。

作者: 草竹 时间: 2009-3-10 10:36
真的不错！！！～～！～！

作者: wind_1987 时间: 2009-3-11 19:21
调试时，S12的SCI不是标准的RS232口，而笔记本电脑也没有RS232接口，两者之间怎么建立联系呢？
谢谢！

作者: liujiejesse 时间: 2009-3-12 13:10
顶一个~~

作者: liujiejesse 时间: 2009-3-12 13:26
AD转换模块

作者: liujiejesse 时间: 2009-3-12 13:42
Processor Expert

作者: huangchengnan 时间: 2009-3-13 16:34
你用的是什么型号的摄像头？
能用你的程序做ov7620的采集么？
2# superyongzhe

作者: huangchengnan 时间: 2009-3-13 16:38
大哥，能否帮个忙把你的原理图发给我？我急着救命啊，最近搞了好久都没效果，谢谢了
我的邮箱huangchengnan@126.com

作者: huangchengnan 时间: 2009-3-13 16:43
还有啊，ccd和cmos在采集程序上有什么区别么？
ov7620能用你那个程序采集么？我是新手，谢谢你帮忙哦

作者: e2zone 时间: 2009-3-13 21:21
............................

作者: e2zone 时间: 2009-3-13 21:21
回一个帖子就有一个威望吗？

作者: 学做智能车 时间: 2009-3-14 22:40
太牛了！这是我见到的最有含金量的帖子！

作者: 草竹 时间: 2009-3-20 09:37
好好好

作者: xfh168168 时间: 2009-3-20 14:28
1# superyongzhe 很好的资料学习中

作者: mbs123456789 时间: 2009-3-21 15:52
我们也困惑于此，先行用了
谢谢

作者: wengfeng 时间: 2009-3-22 12:42
aho

作者: pengzhen_lin 时间: 2009-3-31 20:04
好好好

作者: gf128 时间: 2009-4-1 23:01
非常有帮助，谢谢

作者: jian1999jian 时间: 2009-4-2 08:38
haohaohao

作者: 786892880 时间: 2009-4-5 15:41
多谢啦

作者: 星星 时间: 2009-4-7 20:20
楼主太好了!

作者: lll_hit 时间: 2009-4-18 18:09
谢谢，正想找点ccd方面的资料呢

作者: guiji1106 时间: 2009-4-21 13:20
lz大好人啊！

作者: liuxiangliao 时间: 2009-4-23 20:46
hao 支持

作者: rong 时间: 2009-6-8 16:39
谢谢了！

作者: qitong111 时间: 2009-6-16 18:22
感动就一个字~~~~顶~~·

作者: herojohy 时间: 2009-7-2 08:38

这两天正做着CCD，受用了，多谢LZ

作者: zrs62123 时间: 2009-7-9 12:26
很好的文章

作者: tlong_1919 时间: 2009-8-12 20:08
谢谢

作者: chenboss 时间: 2009-8-19 21:34
tai hao le
xiexie

作者: wangguoxiao 时间: 2009-11-14 18:02
好，顶～～～～～～～～

作者: 467513422 时间: 2009-11-16 13:56
先浏览一下了啊

作者: 401 时间: 2009-11-17 18:22
Thank you!

作者: lizhuoqi 时间: 2009-11-19 13:46
好贴就要顶一下！

作者: lj00000lj 时间: 2009-11-20 22:19
谢谢，值得分享！

作者: aderly 时间: 2009-11-21 14:59
非常感谢

作者: pdh1988 时间: 2009-11-23 11:05
好好哦啊

作者: caishichang 时间: 2009-11-23 19:55
非常感谢太好了

作者: qijitao 时间: 2009-11-24 21:21
谢谢楼主分享学习了~~

作者: liyuqi 时间: 2009-11-25 10:36
非常感谢~极具参考价值~楼主辛苦~

作者: chihua 时间: 2009-11-26 17:31
谢谢楼主分享

作者: 花花1098 时间: 2009-12-4 14:41
先下了，学习学习·····················

作者: alaso12 时间: 2009-12-8 15:45
很好！！感谢lz分享！！

作者: ydmsz 时间: 2009-12-9 10:58
3Q !!!!

作者: 超群天晴 时间: 2009-12-10 08:21
我们才刚刚开始，我也打算做摄像组的，

作者: changjiang 时间: 2009-12-11 20:38
这个程序如果用到xs128单片机上改动得多吗？主要该改哪些寄存器啊？

作者: deng 时间: 2009-12-12 18:01
收藏

作者: zdhly0401 时间: 2009-12-12 20:17

作者: 王怀玉 时间: 2009-12-15 20:27
谢啦，挺好，嘿嘿down走了

作者: xab1987 时间: 2009-12-16 18:23
提示: 作者被禁止或删除内容自动屏蔽

作者: 姚先生 时间: 2009-12-18 15:35
谢了但我应该怎么才能看到图像或者是和PC机连接？？

作者: pengzhen_lin 时间: 2009-12-21 10:11
想问一下数字摄像头怎样取图像？

作者: g280045620 时间: 2009-12-21 17:48
谢谢分享！！！

作者: 小怪兽AK 时间: 2009-12-24 23:55
顶了我

作者: alaso12 时间: 2009-12-25 22:38

作者: quyuandemeng 时间: 2009-12-27 17:35
楼主好强啊！

作者: 云飞扬 时间: 2009-12-29 19:11
很好很强大！

作者: zysunshine 时间: 2010-1-5 18:43
正在搞这块呢，呵呵，谢谢，先学习下

作者: tjjnb 时间: 2010-1-6 23:16
感激不尽哈正起步中还请版主多多关照

作者: 蓝海之鸟 时间: 2010-1-9 00:18
谢谢啊

作者: sjywangyi513 时间: 2010-1-10 09:03
好好好

作者: justinhit 时间: 2010-1-11 19:24
受教，呵呵

作者: snna719 时间: 2010-1-12 09:59
十分感谢！

作者: nwancheng 时间: 2010-1-13 20:16
谢谢楼主在菜鸟中起步

作者: QJ1016 时间: 2010-1-13 20:41
感激啊！

作者: laozi1231234 时间: 2010-1-15 21:14
好东西，谢谢分享

欢迎光临智能车制作 (http://111.231.132.190/)