专利名称：一种双dsp的视觉跟踪远程监控系统的制作方法
技术领域：
本发明属于安全监控技术领域，特别是一种通过对动态目标进行自动跟踪监控系 统。
背景技术：
数字信号处理(Digital Signal Processing，简称DSP)是独特的微处理器，是以 数字信号来处理大量信息的器件。其工作原理是接收模拟信号，转换为0或1的数字信号， 再对数字信号进行修改、删除、强化，并在其他系统芯片中把数字数据解译回模拟数据或实 际环境格式。它不仅具有可编程性，而且其实时运行速度可达每秒数以千万条复杂指令程 序，远远超过通用微处理器，是数字化电子世界中日益重要的电脑芯片。DSP微处理器(芯 片)一般具有如下主要特点在一个指令周期内可完成一次乘法和一次加法；程序和数据 空间分开，可以同时访问指令和数据；片内具有快速RAM，通常可通过独立的数据总线在两 块中同时访问；具有低开销或无开销循环及跳转的硬件支持；快速的中断处理和硬件I/O 支持；具有在单周期内操作的多个硬件地址产生器；可以并行执行多个操作；支持流水线 操作，使取指、译码和执行等操作可以重叠执行等，并且已经广泛应用于二维和三维图形处 理、图像压缩与传输、图像识别、动画、机器人视觉、多媒体、电子地图、图像增强等。中国专利申请200810183464. 5 (视频监控系统)公开一种公开了视频监控系统， 包括图像预处理单元，用于将来自摄像头的图像数据转换为RGB格式的二进制码流；图像 压缩单元，用于将所述RGB格式的二进制码流进行压缩编码；加密单元，用于在所述图像压 缩单元压缩编码过程中，对图像数据进行加密；中央处理器，用于对整个系统进行整体的调 度控制。所述图像压缩单元采用的压缩过程为JPEG或JPEG-2000标准。现有的视频监控系统中，存在无法自动根据目标进行视觉跟踪的问题，更没有一 种有效的解决实时视觉跟踪问题同时也能提高远程交互性能的有效方案。
发明内容
本发明的目的是提出一种双DSP的视觉跟踪远程监控系统，它有效的解决图象的 采集和处理的实时问题，同时也实现视觉跟踪跟随目标的自动调节功能，为远程监控系统 提供一种新的实现方案。下面对本发明方案做进一步描述一种双DSP的视觉跟踪远程监控系统，包括电动云台装置、视频解码模块和DSPl 模块，电动云台装置采集的图象数据经由视频解码模块解码后输入DSPl模块，其特征在 于，还具有DSP2模块、驱动模块、CPU模块和网络通讯模块；DSP2模块连接驱动模块输出驱动电信号，驱动模块具有三个MC33886芯片和H桥 的驱动电路以控制电动云台装置内的图象采集元器件作上下、左右及前后位移；DSPl模块与DSP2模块通过多通道缓冲串口 McBSP端口相连以将电动云台装置的
3输入图象的形心位置及目标的面积与设定比对所计算出的偏差输入至DSPl模块；DSPl模 块根据该偏差形成对驱动模块的驱动信号；DSP2模块通过1 总线及接口将经过DSPl模块的数字图象信号输入CPU模块； CPU模块和网络通讯模块相连，并通过网络通讯模块及网络接口接入互联网，以实现将电动 云台装置采集的图象信号实时传送至远程的服务器。上所述的DSPl模块具有TM S320DM 642型DSP芯片；DSP2模块具有TMS320拟812 型DSP芯片。更进一步，视频解码模块为视频解码SAA7115芯片；DSPl模块与DSP2模块分别通 过片上EMIF接口连接两片32MB的同步动态存储器SDRAM和1片4MB的FLASH。综上所述的双DSP的视觉跟踪远程监控系统，它具有如下显著的技术进步(1)、提出一种“CPU+双DSP”的架构，一方面解决视频信号采集与运动控制快速同 步问题，同时更有利于六帧相邻图像差分相乘等复杂控制算法的实现；(2)、DSPl模块与DSP2模块通过多通道缓冲串口 McBSP端口相连，并实现与视频 通道复用。(3)、通过网络通讯模块与远程服务器相连，为远程监控扩展提供了支持。
图1是本发明系统架构框图；图2是本发明电动驱动控制框图之一；图3是DSPl模块与DSP2模块5之间的通讯原理图。
具体实施例方式实施例一参考图1，双DSP的视觉跟踪远程监控系统，由电动云台装置1、视频解码模块2、 DSPl模块3，驱动模块4、DSP2模块5、CPU模块6和网络通讯模块7组成。其中电动云台装置1采集的图象数据经由视频解码模块2解码后输入DSPl模块 3 ；DSP2模块5连接驱动模块4输出驱动电信号，驱动模块4具有三个MC33886芯片和H桥 的驱动电路以控制电动云台装置1内的图象采集元器件作上下、左右及前后位移；DSPl模 块3与DSP2模块5通过多通道缓冲串口 McBSP端口相连以将电动云台装置1的输入图象 的形心位置及目标的面积与设定比对所计算出的偏差输入至DSPl模块3 ；DSPl模块3根据 该偏差形成对驱动模块4的驱动信号；DSP2模块5通过1 总线及接口将经过DSPl模块的 数字图象信号输入CPU模块6 ；CPU模块6和网络通讯模块7相连，并通过网络通讯模块7 及网络接口接入互联网，以实现将电动云台装置(1)采集的图象信号实时传送至远程的服 务器。如图1所示，作为视频解码核心模块，DSPl模块3将电动云台装置1的模拟视频转 换成TM S320DM 642型DSP芯片(简称DM 642)所识别的数字图像，完成图像的采集。通过 视频解码模块2采用9位视频解码SM7115芯片来实现转换功能，同时TM S320DM 642型 DSP芯片也可通过I2C总线对SAA7115芯片进行编程配置。另外DSPl模块3将TM S320DM 642型DSP芯片处理过的数字图像以及通过I2C传输的数字视频输出至CPU模块6，并经过网络通讯模块7与互联网上的远程服务器实现图象同步远程显示。输入CPU模块6的图象 模式可以通过I2C总线进行编程配置。数字图像处理 数字图像处理以TMS320DM 642型DSP芯片为核心，其运行频率为600MHz，极大地 提高了运行处理的能力与速度。通过片上64bit的EM IF接口扩展2片32MB的同步动态 存储器(SDRAM)，用于存储视频图像和中间结果，每片SDRAM可存储多达32帧的图像，无疑 为6帧相邻图像差分相乘的处理方法奠定了基础；还扩展了 1片4MB的FLASH，可以烧写大 量的程序，且具备自启动功能。DSPl模块通过EMIF接口实现与FLASH和SDRAM的通讯，通 过I2C总线接口实现与视频编码器，通过McBSP实现与DSP2模块的TM S320F2812型DSP芯 片(简称F2812)通讯，通过视频解码器端口实现数字图像的捕获，通过视频编码器端口实 现处理后的数字图像的输出至CPU模块6。由于是动态背景下的运动目标跟踪，因此正套系 统可以采用六帧相邻图像差分相乘的方法来确定运动目标的边缘轮廓，通过轮廓边缘计算 出运动目标的形心位置以及目标的显示面积，并将解码后的数字图像与处理后的二值化图 像复合后通过视频编码技术输出CPU模块(6)。与此同时，也将形心位置以及目标的面积与 设定比对计算出偏差，并将偏差通过多通道缓冲串口输出至DSP2模块。DSP2模块从McBSP 读取偏差，确定对电动云台装置(1)各个直流电机的调节。运动控制运动控制以DSP2模块5的TM S320F2812型DSP芯片核心，其运行频率为150MHz。 通过片上EMIF接口扩展一片64K16bit静态存储器SDRAM，用于存储从A/D转换模块采集来 的数据；还扩展了一片512K16bit的FLASH，用于烧写运动控制程序。DSP2模块5通过EMIF 接口实现与FLASH和SDRAM的通讯；通过McBSP实现与DSPl模块的通讯；通过A/D接口实 现对直流电机电流的采集；通过使能正交编码脉冲(QEP)电路，使其对固定在电机轴上的 光电电编码器产生的两路正交编码脉冲进行译码和计数，从而获得直流电机的位置和速度 等信息；通过PWM输出管脚输出的PWM信号来控制电动云台装置1的各直流电机。DSPl模块与DSP2模块5之间的通讯不同型号DSP间的通讯，一般采用RS-232的通讯方式，但此通讯方式操作复杂，抗 干扰性能差，且实时性不好。为了克服上述缺点，提高系统的实时性，系统采用McBSP来实 现DSP间的高速通讯，如图3所示，将DSPl模块3的TM S320DM 642型DSP芯片设置成主片， DSP2模块5的TM S320F2812型DSP芯片设置成从片。经过TM S320DM 642型DSP芯片处 理后得到的结果及时地通过McBSP传送给DSP2模块5，TM S320F2812型DSP芯片设置查询 模式，查询结果是否更新，从而做出相应的控制输出。由于TM S320DM 642型DSP芯片与视 频通道复用，即McBSPO与视频通道Video PortO (VPO)复用，McBSPl与视频通道VideoPort 1 (VPl)复用因此系统将McBSPOEN置1 ；McBSPlEN置0，表示将视频通道VPO设置成多通道 缓冲串口(McBSP)，而视频通道VPl依然用于捕获数字图像。电动云台装置1的直流电机控制 参考图2，由于DSP2模块5的TM S320F2812型DSP芯片产生的PWM信号无法直接 驱动直流电机，因此就需要采用直流电机驱动模块来将PWM信号转换成可驱动直流电机的 信号。驱动模块4以3片MC33886芯片为核心，同时采用了 H桥的驱动电路。单个芯片的 直流电机驱动控制框图如图2所示。
权利要求
1.一种双DSP的视觉跟踪远程监控系统，包括电动云台装置(1)、视频解码模块(2)和 DSPl模块(3)，电动云台装置(1)采集的图象数据经由视频解码模块(2)解码后输入DSPl 模块(3)，其特征在于，还具有DSP2模块(5)、驱动模块(4)、CPU模块(6)和网络通讯模块 (7)；DSP2模块(5)连接驱动模块(4)输出驱动电信号，驱动模块(4)具有三个MC33886芯 片和H桥的驱动电路以控制电动云台装置(1)内的图象采集元器件作上下、左右及前后位 移；DSPl模块(3)与DSP2模块(5)通过多通道缓冲串口 McBSP端口相连以将电动云台装 置(1)的输入图象的形心位置及目标的面积与设定比对所计算出的偏差输入至DSPl模块 (3) ；DSPl模块(3)根据该偏差形成对驱动模块⑷的驱动信号；DSP2模块(5)通过I2C总线及接口将经过DSPl模块的数字图象信号输入CPU模块(6)； CPU模块(6)和网络通讯模块(7)相连，并通过网络通讯模块(7)及网络接口接入互联网， 以实现将电动云台装置(1)采集的图象信号实时传送至远程的服务器。
2.如权利要求1所述的远程监控系统，其特征在于，所述的DSPl模块(3)具有TM S320DM 642 型 DSP 芯片，DSP2 模块(5)具有 TM S320F2812 型 DSP 芯片。
3.如权利要求2所述的远程监控系统，其特征在于，所述的视频解码模块(2)为视频解 码SAA7115芯片。
4.如权利要求3所述的远程监控系统，其特征在于，所述的DSPl模块(3)与DSP2模块 (5)分别通过片上EMIF接口连接两片32MB的同步动态存储器SDRAM和1片4MB的FLASH。
全文摘要
本发明涉及安全监控技术领域，提出一种双DSP的视觉跟踪远程监控系统，包括电动云台装置(1)、视频解码模块(2)和DSP1模块(3)，电动云台装置(1)采集的图象数据经由视频解码模块(2)解码后输入DSP1模块(3)，其特征在于，还具有DSP2模块(5)、驱动模块(4)、CPU模块(6)和网络通讯模块(7)；DSP2模块(5)连接驱动模块(4)输出驱动电信号，驱动模块(4)具有三个MC33886芯片和H桥的驱动电路以控制电动云台装置(1)内的图象采集元器件作上下、左右及前后位移；DSP1模块(3)与DSP2模块(5)通过多通道缓冲串口McBSP端口相连；CPU模块(6)和网络通讯模块(7)相连，并通过网络通讯模块(7)及网络接口接入互联网，以实现将电动云台装置(1)采集的图象信号实时传送至远程的服务器。
文档编号H04N7/18GK102148962SQ201110065460
公开日2011年8月10日 申请日期2011年3月16日 优先权日2011年3月16日
发明者卢林发, 叶灿才, 李越 申请人:中山爱科数字科技有限公司