Método de depuração da câmera
Método de depuração da câmera
No sistema embarcado de processamento de imagens, devido ao processamento e análise envolvendo visão de máquina, torna-se mais problemático depurar a câmera da ferramenta de geração de imagens.
Introdução visual
A visão de máquina é usar máquinas em vez de olhos humanos para perceber o ambiente externo e fazer medições e julgamentos. O alvo capturado é convertido em um sinal de imagem por meio de um dispositivo de imagem (ou seja, dispositivo de captura de imagem, dividido em CMOS e CCD), que é transmitido para um sistema de processamento de imagem dedicado e convertido em um sinal digital de acordo com a distribuição de pixels, brilho, cor e outras informações; sistema de imagem Execute várias operações nesses sinais para extrair as características do alvo e, em seguida, controle as ações do equipamento no local de acordo com os resultados da discriminação. Em alguns sistemas que exigem ações de alto tempo real do sistema, a velocidade de resposta humana e os recursos de processamento de informações não podem atender aos requisitos, e a visão de máquina é fácil de obter integração de informações, e a combinação de sistemas de controle de computador pode melhorar a automação do sistema.
Finalidade de depuração
O objetivo da depuração da câmera em sistemas embarcados é permitir que os parâmetros mecânicos e elétricos da câmera produzam dados de imagem da mais alta qualidade sob os requisitos do sistema. Para um sistema de imagem envolvendo hardware e software, a qualidade da imagem é frequentemente afetada por muitos fatores de interferência externa e suas próprias limitações. Esses efeitos produzirão ruído e imagens irregulares. Fatores do nível de software são frequentemente problemas algorítmicos. Problemas neste nível podem ser resolvidos por análise teórica e cálculos matemáticos. Fatores do nível de hardware precisam ser depurados com instrumentos e podem ser resolvidos por meio de medição e análise experimental. Como a camada inferior do sistema de processamento de hardware, portanto, a qualidade do hardware afetará diretamente a qualidade do software, afetando assim a qualidade final da imagem. A depuração da câmera é eliminar a interferência o máximo possível do nível de hardware.
Método de depuração
Como o sistema embarcado é um conceito relativamente amplo, este artigo usa o HCS12 como o chip de controle principal para depurar o carrinho do grupo de câmeras como um exemplo para introduzir o método de depuração.
(1) Conecte o circuito externo ao display CRT
Conduza os três fios de energia, terra e sinal da câmera analógica para fornecer energia à câmera e, em seguida, conecte a linha de sinal de vídeo à interface de entrada de vídeo da caixa de TV. A VGA-OUT da caixa de TV é conectada ao monitor CRT, para que o CRT possa exibir a visão da câmera digitalizada. Este método é um monitor completo de nível de hardware, fornecendo um efeito de exibição exatamente igual à visão humana, o que é de grande ajuda para a instalação da câmera e a correção de seus próprios parâmetros físicos.
(2) Estenda o cristal líquido do LCD para fora do chip
A série HCS12 MCU contém uma interface periférica serial SPI (Serial Peripheral Interface), que pode realizar a transmissão de dados entre MCUs, e sua velocidade é mais rápida do que por meio da comunicação serial assíncrona (SCI). O módulo SPI também suporta comunicação bidirecional, síncrona e serial entre a MCU e dispositivos periféricos, e realiza a expansão periférica da MCU.
1. Quando o sistema estiver em execução, os caracteres exibidos solicitarão os parâmetros operacionais relevantes do sistema em forma de caractere. Cada caractere ocupa 8*6 pontos e requer 6 bytes de dados. Para concluir a exibição do caractere, você só precisa gravar os dados correspondentes na posição especificada na programação. Como o próprio módulo de cristal líquido não tem uma biblioteca de fontes, os dados da matriz de pontos da exibição de cristal líquido dos caracteres da tabela ASC Ⅱ devem ser definidos no início do programa, ou seja, uma matriz bidimensional com um tamanho de N*6 bytes.
2. Exiba a imagem Após o sinal de vídeo coletado pela câmera analógica ser digitalizado pelo A/D do MCU, as informações são armazenadas em uma matriz bidimensional de 40*70 e, em seguida, a matriz é binarizada e pode ser exibida em um módulo LCD de resolução 48*84, permitindo que os desenvolvedores observem a visão da máquina da câmera em tempo real.
Este método é um método de exibição que combina hardware e software, que pode rastrear e exibir informações relacionadas à câmera em tempo real sem interromper o processo de operação do sistema durante a exibição.
(3) Software de computador host de comunicação serial autoescrito
O módulo SCI do MCU é usado para enviar os dados da imagem para o PC, e o computador superior usa a programação de controle MSCOMM para ler os dados de comunicação. Depois de ler os dados, você pode usar os poderosos recursos de processamento de dados e recursos de exibição de imagem do programa do Windows para processar os dados da imagem, como: redesenhar a imagem de acordo com os dados, filtrar a matriz e exibir o efeito de filtragem e exportar a matriz de recebimento como um arquivo Fornecer fontes de dados para simulação de computador.
Este método é um método de exibição de software completo, apenas para receber os dados do MCU, uma série de processamentos pode ser realizada no PC e tem vantagens que outros métodos não podem comparar à inspeção de efeitos de transformação gráfica, os prós e contras da análise de filtragem e a ideia de simulação de dados .
Comparação de vantagens e desvantagens
1. Método de modulação CRT. Ao conectar-se ao sinal de vídeo da câmera, o CRT pode exibir visão de máquina com alta fidelidade. Mas ele só pode ser limitado ao teste de parâmetros da câmera e ao ajuste da posição mecânica da câmera, e não há nada a ver com o sinal digital do ponto avançado.
2. Método de depuração LCD. Ele é conectado diretamente à porta SPI do microcomputador de chip único para transmissão de dados, o que pode atualizar a imagem de exibição em tempo real. Este módulo pode ser montado diretamente no sistema para exibir informações relacionadas ao sistema em tempo real. No entanto, devido à limitação da resolução do módulo, apenas valores binários em preto e branco podem ser exibidos, resultando em distorção de imagens digitais.
3. Método de depuração serial. Ele pode fazer uso total das poderosas funções de processamento de dados e exibição de imagens do PC, pode realizar a exibição de pixels de alta precisão de imagens digitais e exportar a tabela de valores de escala de cinza para fornecer dados de campo para simulação VC e MATLAB. No entanto, a velocidade de transmissão de dados entre o PC e o MCU é muito lenta, carece de desempenho em tempo real e carece das vantagens do rastreamento dinâmico.
No sistema embarcado de processamento de imagens, devido ao processamento e análise envolvendo visão de máquina, torna-se mais problemático depurar a câmera da ferramenta de geração de imagens.
Introdução visual
A visão de máquina é usar máquinas em vez de olhos humanos para perceber o ambiente externo e fazer medições e julgamentos. O alvo capturado é convertido em um sinal de imagem por meio de um dispositivo de imagem (ou seja, dispositivo de captura de imagem, dividido em CMOS e CCD), que é transmitido para um sistema de processamento de imagem dedicado e convertido em um sinal digital de acordo com a distribuição de pixels, brilho, cor e outras informações; sistema de imagem Execute várias operações nesses sinais para extrair as características do alvo e, em seguida, controle as ações do equipamento no local de acordo com os resultados da discriminação. Em alguns sistemas que exigem ações de alto tempo real do sistema, a velocidade de resposta humana e os recursos de processamento de informações não podem atender aos requisitos, e a visão de máquina é fácil de obter integração de informações, e a combinação de sistemas de controle de computador pode melhorar a automação do sistema.
Finalidade de depuração
O objetivo da depuração da câmera em sistemas embarcados é permitir que os parâmetros mecânicos e elétricos da câmera produzam dados de imagem da mais alta qualidade sob os requisitos do sistema. Para um sistema de imagem envolvendo hardware e software, a qualidade da imagem é frequentemente afetada por muitos fatores de interferência externa e suas próprias limitações. Esses efeitos produzirão ruído e imagens irregulares. Fatores do nível de software são frequentemente problemas algorítmicos. Problemas neste nível podem ser resolvidos por análise teórica e cálculos matemáticos. Fatores do nível de hardware precisam ser depurados com instrumentos e podem ser resolvidos por meio de medição e análise experimental. Como a camada inferior do sistema de processamento de hardware, portanto, a qualidade do hardware afetará diretamente a qualidade do software, afetando assim a qualidade final da imagem. A depuração da câmera é eliminar a interferência o máximo possível do nível de hardware.
Método de depuração
Como o sistema embarcado é um conceito relativamente amplo, este artigo usa o HCS12 como o chip de controle principal para depurar o carrinho do grupo de câmeras como um exemplo para introduzir o método de depuração.
(1) Conecte o circuito externo ao display CRT
Conduza os três fios de energia, terra e sinal da câmera analógica para fornecer energia à câmera e, em seguida, conecte a linha de sinal de vídeo à interface de entrada de vídeo da caixa de TV. A VGA-OUT da caixa de TV é conectada ao monitor CRT, para que o CRT possa exibir a visão da câmera digitalizada. Este método é um monitor completo de nível de hardware, fornecendo um efeito de exibição exatamente igual à visão humana, o que é de grande ajuda para a instalação da câmera e a correção de seus próprios parâmetros físicos.
(2) Estenda o cristal líquido do LCD para fora do chip
A série HCS12 MCU contém uma interface periférica serial SPI (Serial Peripheral Interface), que pode realizar a transmissão de dados entre MCUs, e sua velocidade é mais rápida do que por meio da comunicação serial assíncrona (SCI). O módulo SPI também suporta comunicação bidirecional, síncrona e serial entre a MCU e dispositivos periféricos, e realiza a expansão periférica da MCU.
1. Quando o sistema estiver em execução, os caracteres exibidos solicitarão os parâmetros operacionais relevantes do sistema em forma de caractere. Cada caractere ocupa 8*6 pontos e requer 6 bytes de dados. Para concluir a exibição do caractere, você só precisa gravar os dados correspondentes na posição especificada na programação. Como o próprio módulo de cristal líquido não tem uma biblioteca de fontes, os dados da matriz de pontos da exibição de cristal líquido dos caracteres da tabela ASC Ⅱ devem ser definidos no início do programa, ou seja, uma matriz bidimensional com um tamanho de N*6 bytes.
2. Exiba a imagem Após o sinal de vídeo coletado pela câmera analógica ser digitalizado pelo A/D do MCU, as informações são armazenadas em uma matriz bidimensional de 40*70 e, em seguida, a matriz é binarizada e pode ser exibida em um módulo LCD de resolução 48*84, permitindo que os desenvolvedores observem a visão da máquina da câmera em tempo real.
Este método é um método de exibição que combina hardware e software, que pode rastrear e exibir informações relacionadas à câmera em tempo real sem interromper o processo de operação do sistema durante a exibição.
(3) Software de computador host de comunicação serial autoescrito
O módulo SCI do MCU é usado para enviar os dados da imagem para o PC, e o computador superior usa a programação de controle MSCOMM para ler os dados de comunicação. Depois de ler os dados, você pode usar os poderosos recursos de processamento de dados e recursos de exibição de imagem do programa do Windows para processar os dados da imagem, como: redesenhar a imagem de acordo com os dados, filtrar a matriz e exibir o efeito de filtragem e exportar a matriz de recebimento como um arquivo Fornecer fontes de dados para simulação de computador.
Este método é um método de exibição de software completo, apenas para receber os dados do MCU, uma série de processamentos pode ser realizada no PC e tem vantagens que outros métodos não podem comparar à inspeção de efeitos de transformação gráfica, os prós e contras da análise de filtragem e a ideia de simulação de dados .
Comparação de vantagens e desvantagens
1. Método de modulação CRT. Ao conectar-se ao sinal de vídeo da câmera, o CRT pode exibir visão de máquina com alta fidelidade. Mas ele só pode ser limitado ao teste de parâmetros da câmera e ao ajuste da posição mecânica da câmera, e não há nada a ver com o sinal digital do ponto avançado.
2. Método de depuração LCD. Ele é conectado diretamente à porta SPI do microcomputador de chip único para transmissão de dados, o que pode atualizar a imagem de exibição em tempo real. Este módulo pode ser montado diretamente no sistema para exibir informações relacionadas ao sistema em tempo real. No entanto, devido à limitação da resolução do módulo, apenas valores binários em preto e branco podem ser exibidos, resultando em distorção de imagens digitais.
3. Método de depuração serial. Ele pode fazer uso total das poderosas funções de processamento de dados e exibição de imagens do PC, pode realizar a exibição de pixels de alta precisão de imagens digitais e exportar a tabela de valores de escala de cinza para fornecer dados de campo para simulação VC e MATLAB. No entanto, a velocidade de transmissão de dados entre o PC e o MCU é muito lenta, carece de desempenho em tempo real e carece das vantagens do rastreamento dinâmico.
