FIFO芯片和單片機實現(xiàn)的圖像采集系統(tǒng)

摘要：基于FIFO芯片AL422B，以飛思卡爾16位單片機MC9S12DG128為核心，采集攝像頭芯片OV7670的圖像信息，設(shè)計出以低速率的單片機采集高速率圖像的圖像采集系統(tǒng)。系統(tǒng)采用單片機控制FIFO芯片，先由FIFO實時讀取攝像頭芯片的一幅完整圖像信息，再由單片機以低速率從FIFO的相應(yīng)寄存器讀取該幅圖像，讀取的同時進行相應(yīng)的圖像處理，得出所需圖像中點光源的像素距離后通過FIFO進行下一幅圖像的采集。本方案通過樣機實驗，完全能滿足要求，確保了一副圖像的完整性。
關(guān)鍵詞：點光源標(biāo)桿；圖像；FIFO；單片機

引言
在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，由于圖像采集速度、程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器的尋址空間的限制，要完整存儲30 fps、640×480像素大小的一幅圖像是相當(dāng)困難的。本文運用較高性能的16位飛思卡爾單片機在超高頻的情況下直接采集圖像，也只能采集到每行320個像素，丟失圖像，無法獲得一幅完整的圖像。本文通過在圖像采集過程中增加FIFO芯片AL422B較好地解決了這一問題，相對于采用昂貴的DSP而言，降低了圖像采集系統(tǒng)的成本。

1 單目點光源測距原理
野外作業(yè)時，需要在運動中知道前方標(biāo)桿和觀察點之間的距離。本文將標(biāo)桿制成等間距紅外點光源標(biāo)桿，滿足了基于單幀靜態(tài)圖像的小孔成像原理測距模型要求，減少了圖像處理量，提高了測量的實時性、全天候性。H為各點光源標(biāo)桿的實際距離；n為點光源個數(shù)，它可以通過圖像處理獲得；f為攝像頭焦距；標(biāo)尺實際像素物理距離h由攝像頭標(biāo)定取得。遠(yuǎn)距離測距原理示意圖如圖1所示，整條點光源標(biāo)桿都在攝像頭視野范圍內(nèi)。近距離測距原理示意圖如圖2所示，點光源標(biāo)桿只有部分在攝像頭范圍內(nèi)。通過圖1，可求出前方標(biāo)桿與觀察點的距離D。攝像機的成像幾何關(guān)系也可用小孔成像原理來近似表示：