專利名稱：一種智能相機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種圖像采集、模式識(shí)別和數(shù)據(jù)傳輸?shù)燃夹g(shù)領(lǐng)域，特別是一種圖像處理 裝置的智能相機(jī)。
背景技術(shù)：
美國(guó)專利《成像設(shè)備和圖像處理的方法》(專利號(hào)US7486310 )，是用一個(gè)數(shù)碼相機(jī) 圖像處理裝置CPU和圖像處理設(shè)備，得到籃球場(chǎng)上運(yùn)動(dòng)員投籃時(shí)籃球入框時(shí)的一個(gè)輪廓， 然后使用羅伯茨(Roberts)過(guò)濾器，完成投籃命中率的測(cè)量和統(tǒng)計(jì)。美國(guó)專利《從電 子相機(jī)自動(dòng)傳送數(shù)據(jù)的系統(tǒng)和方法》(專利號(hào)US7468744),是從一個(gè)電子攝像裝置包括 攝像裝置，捕捉圖像數(shù)據(jù)，有效轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)的系統(tǒng)和方法。歐洲專利《用相機(jī)的機(jī)床測(cè)量 加工工具和方法》(申請(qǐng)?zhí)朎P2000869(A1)。)是在數(shù)控機(jī)床上，用相機(jī)獲得專用刀具 的加工圖像，分析獲得刀具的加工數(shù)據(jù)，按優(yōu)選的刀具加工程序，確定機(jī)床的操作條件， 從而控制該機(jī)床的加工作業(yè)。
中國(guó)專利《一種工業(yè)智能相才幾》(申請(qǐng)?zhí)?00710199232. 4 )是由一臺(tái)主機(jī)設(shè)備和一 套參數(shù)設(shè)置軟件構(gòu)成，外設(shè)PC機(jī)用于主機(jī)設(shè)備的初始配置和參數(shù)設(shè)置軟件的運(yùn)行?？?是，該智能相機(jī)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，僅限于工業(yè)生產(chǎn)線產(chǎn)品的檢測(cè)，而且還要另外加設(shè)普通PC 機(jī)，這些普通PC機(jī)的功能浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重。荷蘭皇家飛利浦電子有限公司在中國(guó)申請(qǐng)的 專利《用于分析物體輪廓，圖像的方法與圖像處理裝置，用于檢測(cè)物體的方法與圖像處 理裝置，工業(yè)視覺(jué)設(shè)備，智能相機(jī)，圖像顯示器，安全系統(tǒng)，以及計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品》(申 請(qǐng)?zhí)?00480030320.6 ),它主要是分析物體輪廓圖像的方法和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。
因此，目前在視覺(jué)圖像測(cè)量與模式識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域，都急需一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、通用性好、 體積小、價(jià)格低廉和應(yīng)用范圍廣的智能相機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述不足，提供一種簡(jiǎn)單和應(yīng)用廣的智能相機(jī)。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是 一種智能相機(jī)，它由攝像鏡頭l、 感光芯片板4、機(jī)盒3、前蓋2和后蓋7組成，攝像鏡頭1安裝在前蓋2上，感光芯片板(4)固定在機(jī)盒3內(nèi)且位于攝像鏡頭l的后面，其不同之處在于圖像處理板5(DSP) 上固定有專用插座IO，不同規(guī)格和容量的CPU8可以方便地安裝在專用插座10上，圖 像處理板5和感光芯片板4用電纜9相聯(lián)接，后蓋7的前后分別安裝著圖像處理板5和 接口 6，電纜11的兩端穿過(guò)后蓋7分別與圖像處理處理板5和接口 6相聯(lián)接，接口 6中 含輸入接口和輸出接口 ，工作指令和相機(jī)所需的24V電源都從輸入接口傳入，相機(jī)監(jiān)控、
檢測(cè)和處理完成的信號(hào)則從輸出接口送出,連接到機(jī)械手或顯示設(shè)備;硬件驅(qū)動(dòng)程序和圖 像處理核心程序都存儲(chǔ)在圖像處理板5的閃存器(芯片)內(nèi)，其中，硬件驅(qū)動(dòng)程序負(fù)責(zé) 對(duì)硬件的直接操作，實(shí)現(xiàn)各種底層操作；圖像處理核心程序負(fù)責(zé)整個(gè)相機(jī)的工作控制， 根據(jù)配置文件中的運(yùn)行參數(shù)調(diào)用相應(yīng)的視覺(jué)檢測(cè)工具，并為用到的各個(gè)工具分別加載相 應(yīng)的參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)所攝圖像進(jìn)行分析、檢測(cè)和處理；用戶工作指令通過(guò)接口 6輸入 后，圖像處理板5上的相機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信模塊協(xié)助完成與參數(shù)設(shè)置軟件的網(wǎng)絡(luò)通信，使系統(tǒng) 服務(wù)程序進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移、通訊設(shè)立、系統(tǒng)運(yùn)行指標(biāo)監(jiān)測(cè)等系統(tǒng)層面的操作，并將圖像處 理結(jié)果輸送到接口 6的輸出接口上，實(shí)時(shí)進(jìn)行被測(cè)標(biāo)的的監(jiān)控和操作。
按上述方案，所述CPU(8)采用較大容量的部件，接口 (6)上安裝觸摸屏和通訊電 纜插座，以便取代外設(shè)的普通PC機(jī)，相機(jī)監(jiān)控、檢測(cè)和處理的結(jié)果直接顯示在觸摸屏 上，或把這些處理結(jié)果實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)和(或)模擬信號(hào)輸出，用來(lái)直接驅(qū)動(dòng)執(zhí)行 器，完成所需的操作和功能。
按上述方案，所述機(jī)盒3安裝在一個(gè)可自動(dòng)擺動(dòng)、俯仰和旋轉(zhuǎn)的支架上，以便實(shí)現(xiàn) 不同場(chǎng)景的局部掃描和全景掃描及控制。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是1、本發(fā)明用^l盒3作圖1象獲取、處理和 傳輸?shù)挠布脚_(tái)，用感光芯片'板4和CPU8作系統(tǒng)的軟件平臺(tái)，適當(dāng)?shù)卦黾咏涌?的的 配置和功能，不僅使本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊、軟件通用性強(qiáng)且設(shè)置簡(jiǎn)單，還可廣泛應(yīng)用在場(chǎng)景 監(jiān)測(cè)，交通管制'，森林防火、考場(chǎng)監(jiān)督、產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)、生產(chǎn)線工藝流程監(jiān)控、金融、 體育、服務(wù)等行業(yè)。2、本發(fā)明擴(kuò)展CPU8的功能、并用獨(dú)立的觸摸屏設(shè)計(jì)可以替代普通 PC機(jī)，不用外設(shè)普通PC機(jī)從而極大地?cái)U(kuò)大了設(shè)備的使用范圍，并為用戶的安裝調(diào)試提 供了便利，它還顯著地節(jié)約成本和場(chǎng)地可以滿足多種應(yīng)用環(huán)境的要求。


圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的硬件結(jié)構(gòu)主視示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例，圖l是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示 意圖圖中依次為場(chǎng)景輸入、圖像采集、圖像處理、輸入和輸出。
圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的硬件結(jié)構(gòu)主視示意圖。如圖2,本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn) 題使用的技術(shù)方案是安裝在相機(jī)前邊的鏡頭l，攝取場(chǎng)景的圖像后，進(jìn)入機(jī)盒3內(nèi)感 光芯片板4上的感光芯片上，并在感光芯片上形成場(chǎng)景圖像。圖像處理板5發(fā)出圖像釆 集命令后，感光芯片板4將圖像信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)再經(jīng)過(guò)電纜9傳送到圖像處理板5 中，這時(shí)，圖像處理板5上的CPU8開(kāi)始運(yùn)行主機(jī)軟件，處理來(lái)自感光芯片板4上傳來(lái) 的圖像數(shù)字信號(hào)，并將處理結(jié)果通過(guò)電纜11傳送到接口 6的輸出端口，后者可用數(shù)字 I/O、串行總線或者以太網(wǎng)輸出，也可在接口 6上安裝液晶顯示器(或觸摸屏)接受輸出 信號(hào)，以供用戶實(shí)時(shí)釆集場(chǎng)景信息、控制場(chǎng)景態(tài)勢(shì)或者直接操作現(xiàn)場(chǎng)的執(zhí)行器。圖像處 理板5同時(shí)可以通過(guò)分析接收到的圖像信息，發(fā)送信號(hào)給感光芯片板4，來(lái)調(diào)控感光芯 片的參數(shù)，實(shí)現(xiàn)用戶最優(yōu)場(chǎng)景調(diào)控，以保證檢測(cè)圖像的質(zhì)量。
本實(shí)施例的所需的24V直流電源從接口 6輸入，經(jīng)過(guò)變壓、穩(wěn)壓和防電磁干擾等處 理，提供5V, 3V, 1.5V直流電源給圖像處理板5，圖像處理板5中包含+5V, 3V， 1.5V 供電接口、六路隔離數(shù)字輸入、六路隔離數(shù)字輸出，RS232/RS422/RS485可切換的串行 總線接口，監(jiān)控視頻輸出接口，這些圖像處理版5上的信號(hào)通過(guò)安裝在接口 6上的觸摸 屏即可在相機(jī)上方便實(shí)現(xiàn)指令和數(shù)據(jù)輸入，不用外設(shè)PC機(jī)或外部輸入數(shù)字信號(hào)進(jìn)行指 令、數(shù)據(jù)輸入和人機(jī)對(duì)話，從而實(shí)現(xiàn)智能相機(jī)的場(chǎng)景監(jiān)視、現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警、相機(jī)工況顯示、 現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行器的操控、和與用戶的通信。
本實(shí)施例的硬件驅(qū)動(dòng)程序負(fù)責(zé)管理系統(tǒng)硬件平臺(tái)，適當(dāng)調(diào)用各種視覺(jué)檢測(cè)工具完成 智能相機(jī)的整體運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)功能。本實(shí)施例中的圖像處理核心程序可含有 系統(tǒng)服務(wù)程序和視覺(jué)檢測(cè)工具程序，其中系統(tǒng)服務(wù)程序可多達(dá)含有初始化程序、成像芯 片控制程序、控制信號(hào)程序、通訊信號(hào)程序、數(shù)據(jù)移動(dòng)程序、并行處理程序、系統(tǒng)監(jiān)測(cè) 程序、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移程序、通訊設(shè)立程序和系統(tǒng)運(yùn)行指標(biāo)監(jiān)測(cè)等10大類125個(gè)程序；系統(tǒng) 視覺(jué)檢測(cè)工具程序可多達(dá)含有場(chǎng)景輪廓特性定位、場(chǎng)景特征點(diǎn)定位、場(chǎng)景檢測(cè)、二維 碼識(shí)別等36大類18種工具程序。同類工具可以并行運(yùn)行，不同類工具之間可以串行運(yùn) 行，使用時(shí)，根據(jù)圖像處理板5上的閃存器(芯片)內(nèi)所配置文件的運(yùn)行參數(shù)，這些視 覺(jué)檢測(cè)工具經(jīng)過(guò)預(yù)定組合方式對(duì)場(chǎng)景圖像進(jìn)行分析和處理最后給出綜合的處理結(jié)果。
參數(shù)設(shè)置軟件在智能相機(jī)初始化時(shí)設(shè)置，它包含三個(gè)功能模塊，圖像顯示，相機(jī)硬件參數(shù)設(shè)置和圖像處理參數(shù)設(shè)置。相機(jī)硬件參數(shù)設(shè)置區(qū)包含了相機(jī)分辨率、曝光時(shí)間、 RGB增益等硬件參數(shù)設(shè)置選項(xiàng)；圖像處理參數(shù)設(shè)置區(qū)用于設(shè)置圖像的處理過(guò)程中各個(gè)視 覺(jué)檢測(cè)工具如何組合以及所用到視覺(jué)檢測(cè)工具的具體參數(shù)。針對(duì)具體的檢測(cè)任務(wù)用戶首 先設(shè)置好相機(jī)硬件參數(shù)以獲得最佳圖像，然后再針對(duì)檢測(cè)目標(biāo)進(jìn)行視覺(jué)檢測(cè)工具的并行 和串行組合。設(shè)置好所有參數(shù)之后將配置文件傳輸?shù)綀D像處理版5中的閃存器內(nèi)，并加 以保存，此后根據(jù)配置文件主機(jī)設(shè)備可以獨(dú)立運(yùn)行完成場(chǎng)景檢測(cè)任務(wù)。
本實(shí)施例接口 6上還可按需要安裝三個(gè)LED指示燈用于電源指示和運(yùn)行狀態(tài)指示。 應(yīng)用本實(shí)施例時(shí)，用戶通過(guò)相機(jī)提供的程序界面(API)，不用了解系統(tǒng)如何對(duì)所有 硬件系統(tǒng)服務(wù)控制的細(xì)節(jié)，而可以直接對(duì)系統(tǒng)所有硬件部件進(jìn)行直接控制和應(yīng)用，同時(shí) 可以使用系統(tǒng)服務(wù)程序進(jìn)行例如數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移、通訊設(shè)立和系統(tǒng)運(yùn)行指標(biāo)監(jiān)測(cè)等系統(tǒng)層面的 操作。
權(quán)利要求
1. 一種智能相機(jī)，它由攝像鏡頭(1)、感光芯片板(4)、機(jī)盒(3)、前蓋(2)和后蓋(7)組成，攝像鏡頭(1)安裝在前蓋(2)上，感光芯片板(4)固定在機(jī)盒(3)內(nèi)且位于攝像鏡頭(1)的后面，其特征是圖像處理板(5)(DSP)上固定有專用插座(10)，不同規(guī)格和容量的CPU(8)可以方便地安裝在專用插座(10)上，圖像處理板(5)和感光芯片板(4)用電纜(9)相聯(lián)接，后蓋(7)的前后分別安裝著圖像處理板(5)和接口(6)，電纜(11)的兩端穿過(guò)后蓋(7)分別與圖像處理處理板(5)和接口(6)相聯(lián)接，接口(6)中含輸入接口和輸出接口，工作指令和相機(jī)所需的24V電源都從輸入接口傳入，相機(jī)監(jiān)控、檢測(cè)和處理完成的信號(hào)則從輸出接口送出，連接到機(jī)械手或顯示設(shè)備；硬件驅(qū)動(dòng)程序和圖像處理核心程序都存儲(chǔ)在圖像處理板(5)上的閃存器(芯片)內(nèi)，其中，硬件驅(qū)動(dòng)程序負(fù)責(zé)對(duì)硬件的直接操作，實(shí)現(xiàn)各種底層操作；圖像處理核心程序負(fù)責(zé)整個(gè)相機(jī)的工作控制，根據(jù)配置文件中的運(yùn)行參數(shù)調(diào)用相應(yīng)的視覺(jué)檢測(cè)工具，并為用到的各個(gè)工具分別加載相應(yīng)的參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)所攝圖像進(jìn)行分析、檢測(cè)和處理；用戶工作指令通過(guò)接口(6)輸入后，圖像處理板(5)上的相機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信模塊協(xié)助完成與參數(shù)設(shè)置軟件的網(wǎng)絡(luò)通信，使系統(tǒng)服務(wù)程序進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移、通訊設(shè)立、系統(tǒng)運(yùn)行指標(biāo)監(jiān)測(cè)等系統(tǒng)層面的操作，并將圖像處理結(jié)果輸送到接口(6)的輸出接口上，實(shí)時(shí)進(jìn)行被測(cè)標(biāo)的的監(jiān)控和操作。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種智能相機(jī)，其特征是所述的CPU(8)采用較大容量的 部件，接口 (6)上安裝觸摸屏和通訊電纜插座，以便取代外設(shè)的普通PC機(jī)，相機(jī)監(jiān)控、 檢測(cè)和處理的結(jié)果直接顯示在觸摸屏上，或把這些處理結(jié)果實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)和(或) 模擬信號(hào)輸出，用來(lái)直接驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器，完成所需的操作和功能。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種智能相機(jī)，其特征是所述機(jī)盒(3)安裝在一個(gè) 可自動(dòng)擺動(dòng)、俯仰和旋轉(zhuǎn)的支架上，以便實(shí)現(xiàn)不同場(chǎng)景的局部掃描和全景掃描及控制。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種智能相機(jī)，它由攝像鏡頭(1)、感光芯片板(4)、和機(jī)盒(3)組成，其特征是圖像處理板(5)(DSP)上固定有專用插座(10)，不同規(guī)格和容量的CPU(8)可方便地安裝在專用插座(10)上，接口(6)上可安裝觸摸屏，并適當(dāng)?shù)卦黾咏涌?的配置和功能，極大地提高了使用的靈活性，使本發(fā)明不僅結(jié)構(gòu)緊湊，通用性強(qiáng)，安裝、使用方便，軟件設(shè)置簡(jiǎn)單，還可廣泛應(yīng)用在場(chǎng)景監(jiān)測(cè)，交通管制，森林防火、考場(chǎng)監(jiān)督、生產(chǎn)線工藝流程監(jiān)控、產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)、保安、金融、體育、服務(wù)等行業(yè)；本發(fā)明擴(kuò)展CPU(8)的功能、不用外設(shè)普通PC機(jī)，顯著地節(jié)約成本和場(chǎng)地可以滿足多種應(yīng)用環(huán)境的要求。
文檔編號(hào)H04N5/225GK101534390SQ20091006167
公開(kāi)日2009年9月16日 申請(qǐng)日期2009年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月23日
發(fā)明者黃松濤 申請(qǐng)人:黃松濤