基于嵌入式系统的多摄像头图像采集.ppt

基于嵌入式系统的多摄像头图像采集 主要内容 研究背景及意义 系统硬件平台介绍 智能科学与技术专业 答辩人： 桂 旻 指导教师：刘忠信 2015年6月2日 -1- -2- 研究背景及意义 系统硬件平台介绍 单摄像头图像采集 多摄像头图像采集与图像处理 总结与展望 注释：DDTL-Distribution Diagram Table Look-up -3- 随着机器视觉技术的发展，越来越多的机器人工作时需要采集周围环境的图像信息。对某些机器平台来说，周围环境的全景信息更是其进行定位、移动规划时所需的必要信息。 本课题的目标在于搭建基于嵌入式的多摄像头图像采集系统。与一般通过特殊设备（如鱼眼镜头、折射反射镜）来实现全景图像采集功能的系统不同，本课题通过多个市面上一般的USB摄像头设备采集周围的图像信息，再通过图像拼接算法将这些摄像头采集到的图像数据合成全景图片。 -4- 广州天嵌计算机科技有限公司TQ210开发板采用三星Cortex-A8 S5PV210核心板，CPU运行速度最大可达1GHz，32/32KB一级缓存，512KB二级缓存。自带3D图形加速引擎（SGX540),2D图形加速，最大支持8192×8192分辨率。 （1） ARM开发板选择 TQ210开发板实物图 系统硬件平台介绍 -5- 中心微公司出品的具有150度广角的USB摄像头。该摄像头的型号为XS998，有1200万像素，免驱，感光元件类型为CMOS，最大分辨率为1280×720，支持UVC协议 （2） 摄像头选择 摄像头实物图 系统硬件平台介绍 -6- 三摄像头相对位置图 本课题的最终目标是实现基于嵌入式的多摄像头全景图像采集系统。由于需要采集周围环境的全景图像信息，所以对摄像头的位置有一定的要求。摄像头摆放的相对位置如右图所示。 （3） 硬件平台搭建 单摄像头图像采集 -7- 一、搭建Android开发环境 二、相关驱动介绍 三、JNI技术 四、图像采集程序 搭建Android开发环境 -8- （1）安装JDK（Java SE Development Kit）； （2）安装Eclipse； （3）安装Android SDK（Software Development Kit）； （4）安装ADT（Android Development Tools）插件； （5）在Eclipse中设定Android SDK主目录； 相关驱动介绍 -9- （1）V4L2（Video for Linux two）驱动 /dev/videoX V4L2设备号 字符设备驱动程序核心（cdev） V4L2驱动核心 平台V4L2驱动 （Video_device，v4l2_dev） 具体的sensor驱动 （v4l2_subdev） 摄像头硬件设备 用户空间 内核空间 内核空间 硬件 V4L2作用效果图 相关驱动介绍 -10- （2）UVC（USB Video Class） UVC(USB Video Class)是由微软发起的一种USB视频类标准,主要用于摄像头,扫描仪等图像设备。该协议主要用于提供一种基USB的视频图像设备的一种视频图像传输的标准。 UVC驱动的实现源码位于drivers/media/video/uvc/uvc_driver.c中。当系统外接USB图像采集设备如USB摄像头时，系统就会调用该文件，检测USB设备所能实现的功能，将该USB图像采集设备注册成一个V4L2视频设备，并将该video设备文件存放在系统的/dev目录下。 JNI技术 -11- JNI是Java平台上定义的一套接口标准。它的存在使得Java能和C语言等其它编程语言进行交流，即让Java能调用用C语言编写的代码。具体来看，当Java想调用C语言编写的文件，需先将这个文件生成一个动态链接库，再将这个动态链接库导入到Android程序中。 图像采集程序 -12- 打开摄像头驱动程序 获取驱动功能 VIDIOC_QUERYCAP 设置视频格式 VIDIOC_S_FMT 为设备驱动申请帧内存 VIDIOC_QUERYBUF 映射帧缓存到用户空间 mmap() 帧缓冲入队列，交给内核 驱动VIDIOC_QBUF 启动视频采集 VIDIOC_STREAMON 从缓冲序列中获取一帧 视频VIDIOC_DQBUF 帧缓冲入队列，交给内核 驱动VIDIOC_QBUF 停止视频采集 VIDIOC_STREAMOFF 关闭摄像头驱动程序 继续采集 是 否 一、采集流程 图像采集程序 -13- 二、主要步骤 （1） 打开设备文件。 （2） 查看设备功能，若设备能采集图像，