基于ov7620攝像頭智能車道路信息視頻采集及處理研究

1、基于基于OV7620OV7620攝像頭智能車道路信息視頻采集及處理研究攝像頭智能車道路信息視頻采集及處理研究王名發(fā)江智軍郭鵬南昌大學南昌330031摘要：摘要：本文研究了基于視覺傳感器的道路信息采集系統以及視頻信號的處理算法，智能車的處理器使用了MC9S12XS128，采樣系統的硬件部分使用OV7620數字攝像頭；軟件部分的關鍵是采用雙數組交替存儲及處理技術，使采集系統具有較高的效率，比較符合實時性的要求。通過實驗證明，該種算法具有良好

2、的實時性、可靠性和魯棒性。關鍵詞關鍵詞：OV7620；視頻采集；圖像處理；視覺導航；邊緣檢測中圖分類號:TP文獻標識碼:BTheVideoCaptureProcessingResearchonSmartCarRoadInfmationBasedonOV7620CameraWANGMingfaJIANGZhijunGUOPengNanchangUniversityNanchang330031ChinaAbstract:Inthispape

3、rtheroadinfmationcollectionsystemsprocessingalgithmsofvideosignalwasresearchedbasedonvisionsenstheprocessofSmartcarusedMC9S12XS128thehardwareofSamplingsystemusingOV7620digitalcameraThekeyofsoftwarepartistheturnofdoublear

4、raystageprocessingtechnologywhichmadetheAcquisitionsystemhashigherefficiencymeinlinewiththerequirementsofrealtime.Experimentshaveprovedthatthealgithmhasgoodrealtimeperfmancereliabilityrobustness.Keywds:OV7620；VideoCaptur

5、epictureprocessingVisualNavigationEdgedetection機器視覺技術自起步起到現在已經有近20年歷史?？梢哉f機器視覺技術作為一種工程應用技術，其技術特點是隨著工業(yè)自動化的發(fā)展而逐漸發(fā)展和完善的。所謂機器視覺就是用視覺傳感器代替人眼來做測量和判斷，這也是模式識別的基礎。機器視覺系統是指通過圖像傳感器（即圖像攝取裝置，分為CMOS攝像頭和CCD攝像頭兩種）將被攝取目標轉換成圖像信號，這個過程是由AD采樣

6、來完成的，然后把結果傳送給專用的圖像處理系統，根據像素分布和亮度、顏色等信息，轉變成數字化信號；圖像系統對這些信號進行各種運算來抽取目標的特征，進而根據判別的結果來控制現場的設備動作。在智能車導航技術方面，機器視覺技術由于其能提供豐富的信息、價格相對低廉、能與其他傳感器方便的進行數據融合等特點，成為當前有著廣泛應用前景的導航技術之一。1.1.視頻采集系統概述視頻采集系統概述本智能車是基于Freescale公司的16bit單片機MC9S1

7、2XS128B控制的，而且是對實時性要求較高的智能控制系統，該單片機總線頻率可以在1696Mhz之間，根據實時性要求應該是總線頻率越高單片機運行速度越快，但是實驗證明超過96Mhz后系統會變得不穩(wěn)定。所以本系統設定總線頻率為72Mhz。圖像采集時，為了減小的硬件復雜度，增強模塊的獨立性。本文采HQ7620數字攝像頭，它是基于Omnivsion公司的CMOS圖像傳感器OV7620的方案設計；13英寸數字式CMOS圖像傳感器OV7620，總

8、有效像素單元為664(水平方向)x492(垂直方向)像素內置10位雙通道AD轉換器，輸出8位圖像數據具有自動增益和自動白平衡控制，能進行亮度、對比度、飽和度、Y校正等多種調節(jié)功能其視頻時序產生電路可產生行同步、場同步、混合視頻同步等多種同步信號和像素時鐘等多種時序信號5V電源供電，工作時功耗120mW待機時功耗10uW。能夠滿足本系統道路識別的要求。2.視頻采集系統硬件設計視頻采集系統硬件設計[1]2.1圖像傳感器工作原理圖像傳感器即攝

9、像頭是組成機器視覺系統的非常重要的元器件。根據其原理不同分攝像頭主行中斷？場中斷？行中斷服務函數清除行中斷標志場中斷服務函數清除場中斷標志出口場中斷行中斷中斷入口圖2：采樣系統的程序流程圖Fig2:Theflowtofsamplingsystem但是，我們知道圖像采樣完成后還需處理。一種很直接的算法就是等待圖像采樣完成后再進行圖像處理，這種叫串行執(zhí)行方式。這種方式的缺點是效率比較低。因為我們采用每隔3行采樣一行的方式，所以這樣就白白浪費

10、掉了隔行采樣的優(yōu)勢。由是本文提出視頻采樣和處理并行執(zhí)行的算法。3.2雙數組交替存儲算法設計[3]視頻采樣和處理并行執(zhí)行算法其實就是利用采樣行之間的3行視頻信號的時間來進行圖像處理和其它控制。這樣就遇到一個問題:當這一行圖像處理沒有完成時下一行數據來了刷新了數組，導致處理與采樣的混亂。為了解決這個問題本文采樣雙數組交替存儲算法：即定義兩個數組，分別為init_data1和init_data2，并分別為這兩個數組定義圖像已準備標志變量和數組

11、鎖定標志變量，這樣我們根據這兩個標志變量就可以進行有效的數組管理。數組管理程序流程圖如圖3所示：數組管理入口哪個數組準備好？其它數組2數組1圖像未準備好處理數組1中的數據處理數組2中的數據使數組1處于已鎖定狀態(tài)使數組2處于已鎖定狀態(tài)出口圖3：數組管理程序流程圖Fig3:theflowtofarraymanagementprocedures數組管理程序使得數組1和數組2交替進行存儲和處理工作。使得CPU利用率得到最大化，控制周期也縮短了。

12、同時，在宏觀上來看該視頻采集系統的圖像采集與處理是并行執(zhí)行的，這種思想是來自操作系統的進程管理原理。在微觀上，數組管理程序的運行原理是這樣的：在采集過程中，當數組沒有被鎖定時，采樣得到的圖像數據就存儲到該數組里，若采集完成那么就給變量DataReady賦值為1，即表示圖像已經準備好；在處理過程中，當數組的DataReady標志為1，即表示該數組圖像已經準備好，則先鎖定該數組，然后處理該數組內的數據。如此就實現了所謂的采集與處理的并行執(zhí)行