一种基于cmos相机的图形采集系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于CMOS相机的图形采集系统，包括CMOS相机、CMAERA-LINK接口、FPGA模块、USB接口控制模块、计算机，FPGA模块设有相机控制模块、数据缓冲存储控制模块和USB接口控制模块，其中，CMOS相机通过CMAERA-LINK接口与FPGA模块相连，所述FPGA模块中的相机控制模块分别与CAMERA-LINK接口、USB接口控制模块相连，所述FPGA模块中的数据缓冲存储控制模块分别与CAMERA-LINK接口、USB接口控制模块相连，计算机通过USB接口控制模块与FPGA模块相连；本发明将图像采集功能由以往的计算机转换到FPGA中，计算机起到控制和显示的功能，方便用户和系统的输入；同时将所有的功能模块通过集中设置与FPGA中，有效的降低了图像采集系统的重量和体积，更加方便图像采集系统的使用和推广。
【专利说明】一种基于CMOS相机的图形采集系统
【技术领域】
[0001]本发明属于图形处理【技术领域】，特别涉及一种基于CMOS相机的图形采集系统。
【背景技术】
[0002]随着CMOS图像传感器技术咋近几年的飞速发展，采用CMOS图像传感器的视频设备已经开始应用于工业、医疗、安保、监控、航空、航天、军工等众多领域。CMOS图像传感器在集成度、工艺复杂度、功耗、成本和开发周期等方面具有明显的优势，西方发达国家已经对基于CMOS的成像视频系统的开发具有了一定的经验和成功先例。
[0003]在中国，对高帧频的CMOS成像系统的开发还相对薄弱。在未来的工业、军事、航空航天领域中，对高性能低成本的视频系统存在这巨大的需求。因此，通过对基于帧频CMOS图像采集系统进行研究和开发，对于满足我国将来在相关领域的需求有着积极的推动意义。
[0004]图像采集是数字图像处理、图像识别和机器视觉的基础，其应用领域非常广泛。主要采用CCD或CMOS等光电转换器件把光学影像转化为数字信号，然后利用相应的接口将数据输入到处理器中进行图像的数字分析和处理。MV-D1024E是基于CMOS的高帧频系列相机，具有 CAMERA-LINK 接口。
[0005]CAMERA-LINK是一种丁业应用的高速数据连接协议，可为C⑶或CMOS等数字式相机与图像采集系统间提供简单、灵活的通信接口。
[0006]专利号为CN103297665A，专利名称为一种图像采集系统，虽然实现了功耗低、体积小等的功能，但是还是采用以往的采集卡，使用电脑进行处理，不能解决方便携带的问题。
[0007]专利号为CN103546672A，专利名称为一种图像采集系统，该专利还是采用固定位置的形式对图像进行采集，并不能对采集系统的位置进行方便的移动。
[0008]通常情况下，图像采集系统以CXD或CMOS等数字式相机为基础，还需要采集卡来完成数据采集，常见的采集卡有基于DSP实现的和基于FPGA实现的，MV-D1024E系列相机也有厂家提供的采集卡，它接收到CAMERA-LINK的数据，经采集卡简单处理。数据通过PCI总线传输到PC机。但此类基于PCI总线的数据采集方法有一定缺陷，数据只能通过PCI接口连接到PC机，图像处理的功能只能由PC机完成，就使系统不能脱离PC机运行，在很多图像处理的应用场合，需要脱离PC机，并要求系统的体积小、重量轻、功耗低和便携性好，这些都是目前急需要解决的问题。
【发明内容】
[0009]本发明所要解决的技术问题是:针对现有技术的缺陷，提供一种基于CMOS相机的图形采集系统，基于FPGA的功能，将图像采集功能由以往的计算机转换到FPGA中，计算机起到控制和显示的功能，方便用户和系统的输入；同时将所有的功能模块通过集中设置与FPGA中，有效的降低了图像采集系统的重量和体积，更加方便图像采集系统的使用和推广；采用CAMERA-LINK接口，为图像采集系统提供简单、灵活的通信接口。
[0010]本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案:
一种基于0103相机的图形采集系统，包括0103相机、0^2狀爾接口、？？以模块、…8接口控制模块、计算机，？？以模块设有相机控制模块、数据缓冲存储控制模块和…8接口控制模块，其中，0108相机通过0^2狀-11爾接口与？？以模块相连，所述？？以模块中的相机控制模块分别与…腿狀爾接口、…8接口控制模块相连，所述？？以模块中的数据缓冲存储控制模块分别与爾接口』58接口控制模块相连，计算机通过[38接口控制模块与冲以模块相连。
[0011]作为本发明的进一步优化方案，所述图形采集系统的采集过程如下:计算机设定(:103相机的曝光时间、帧频、显示窗口大小参数；然后通过旧8通信控制接口将上述的参数命令发送到模块，模块中的相机控制模块根据所得的参数命令转换为相机的控制命令，通过0^2狀爾接口发送给0103相机，0018相机根据得到的控制命令，再通过0^2狀-11服接口将图像数据、帧频信号、时钟信号、行频信号、数据有效信号发送到？?以模块，？？以模块中的数据缓冲存储控制模块将上述数据进行乒乓操作，然后将处理后的数据发送给计算机进行显示和存储。
[0012]作为本发明的进一步优化方案，所述？？以模块采用的？？以的型号为2？ 1 ?:60240?:8。
[0013]作为本发明的进一步优化方案，所述…8接口控制模块采用的型号为(^7(:680130
[0014]作为本发明的进一步优化方案，所述数据缓冲存储控制模块包括？1？0缓冲模块和数据预处理模块。
[0015]本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果:
第一:本发明基于？？以的功能，将图像采集功能由以往的计算机转换到？？以中，计算机起到控制和显示的功能，方便用户和系统的输入；
第二:本发明将所有的功能模块通过集中设置与？?以中，有效的降低了图像采集系统的重量和体积，更加方便图像采集系统的使用和推广；
第三:本发明采用…腿狀爾接口，为图像采集系统提供简单、灵活的通信接口。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1、本发明的结构模块示意图。
【具体实施方式】
[0017]下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
[0018]本【技术领域】技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和丨或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
[0019]本【技术领域】技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
[0020]下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明:
本发明公开一种基于CMOS相机的图形采集系统，如图1所示，包括CMOS相机、CMAERA-LINK接口、FPGA模块、USB接口控制模块、相机控制模块、数据缓冲存储控制模块、计算机，FPGA模块设有相机控制模块、数据缓冲存储控制模块和USB接口控制模块，其中，CMOS相机通过CMAERA-LINK接口与FPGA模块相连，所述FPGA模块中的相机控制模块分别与CAMERA-LINK接口、USB接口控制模块相连，所述FPGA模块中的数据缓冲存储控制模块分别与CAMERA-LINK接口、USB接口控制模块相连，计算机通过USB接口控制模块与FPGA模块相连。
[0021]作为本发明的进一步优化方案，所述图形采集系统的采集过程如下:计算机设定CMOS相机的曝光时间、帧频、显示窗口大小参数；然后通过USB通信控制接口将上述的参数命令发送到FPGA模块，FPGA模块中的相机控制模块根据所得的参数命令转换为相机的控制命令，通过CMAERA-LINK接口发送给CMOS相机，COMS相机根据得到的控制命令，再通过CMAERA-LINK接口将图像数据、帧频信号、时钟信号、行频信号、数据有效信号发送到FPGA模块，FPGA模块中的数据缓冲存储控制模块将上述数据进行乒乓操作，然后将处理后的数据发送给计算机进行显示和存储。
[0022]作为本发明的进一步优化方案，所述FPGA模块采用的FPGA的型号为EP1C6Q240C8。
[0023]作为本发明的进一步优化方案，所述USB接口控制模块采用的型号为CY7C68013。
[0024]作为本发明的进一步优化方案，所述数据缓冲存储控制模块包括FIFO缓冲模块和数据预处理模块。
[0025]上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。
[0026]以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围。凡是按照本发明提出的技术思想，以及在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。
【权利要求】
1.一种基于CMOS相机的图形采集系统，其特征在于:包括CMOS相机、CMAERA-LINK接口、FPGA模块、USB接口控制模块、计算机，FPGA模块设有相机控制模块、数据缓冲存储控制模块和USB接口控制模块，其中，CMOS相机通过CMAERA-LINK接口与FPGA模块相连，所述FPGA模块中的相机控制模块分别与CAMERA-LINK接口、USB接口控制模块相连，所述FPGA模块中的数据缓冲存储控制模块分别与CAMERA-LINK接口、USB接口控制模块相连，计算机通过USB接口控制模块与FPGA模块相连。
2.如权利要求1所述的一种基于CMOS相机的图形采集系统，其特征在于:所述图形采集系统的采集过程如下:计算机设定CMOS相机的曝光时间、帧频、显示窗口大小参数；然后通过USB通信控制接口将上述的参数命令发送到FPGA模块，FPGA模块中的相机控制模块根据所得的参数命令转换为相机的控制命令，通过CMAERA-LINK接口发送给CMOS相机，COMS相机根据得到的控制命令，再通过CMAERA-LINK接口将图像数据、帧频信号、时钟信号、行频信号、数据有效信号发送到FPGA模块，FPGA模块中的数据缓冲存储控制模块将上述数据进行乒乓操作，然后将处理后的数据发送给计算机进行显示和存储。
3.如权利要求1所述的一种基于CMOS相机的图形采集系统，其特征在于:所述FPGA模块采用的FPGA的型号为EP1C6Q240C8。
4.如权利要求1所述的一种基于CMOS相机的图形采集系统，其特征在于:所述USB接口控制模块采用的型号为CY7C68013。
5.如权利要求1所述的一种基于CMOS相机的图形采集系统，其特征在于:所述数据缓冲存储控制模块包括FIFO缓冲模块和数据预处理模块。
【文档编号】H04N5/374GK104378560SQ201410545248
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年10月16日 优先权日:2014年10月16日
【发明者】王蕻, 张金民 申请人:苏州佑瑞检测技术有限公司