本發(fā)明涉及一種圖像采集系統(tǒng)，特別是一種基于WiFi無(wú)線傳輸?shù)腃MOS傳感器圖像采集系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)今高像素、大尺寸影像的應(yīng)用隨著計(jì)算機(jī)、打印技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多地出現(xiàn)在我們?nèi)粘Ｉ詈涂蒲泄ぷ髦校S之而來(lái)的高像素、大平面的圖像數(shù)據(jù)采集需求也迅速的產(chǎn)生。常用的平板式掃描儀和數(shù)碼相機(jī)等圖像采集設(shè)備為圖像數(shù)據(jù)采集提供了技術(shù)手段，它是生活?yuàn)蕵?lè)、科學(xué)研究中不可缺少的一種數(shù)據(jù)采集手段。然而，實(shí)際采集過(guò)程中會(huì)遇到各種不同的實(shí)驗(yàn)環(huán)境、采集對(duì)象，這樣對(duì)圖像數(shù)據(jù)采集方法也有著更特殊的要求，如要實(shí)時(shí)、連續(xù)采集運(yùn)動(dòng)物體、旋轉(zhuǎn)物體上的影像信號(hào)，這時(shí)用普通的有線電纜測(cè)試就很難滿足要求；如測(cè)試對(duì)象是一巨幅平面圖像，已經(jīng)超出現(xiàn)有掃描儀有效工作區(qū)，那么已有掃描設(shè)備根本無(wú)法完成任務(wù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于解決上述技術(shù)問(wèn)題，提供一種基于WiFi無(wú)線傳輸?shù)腃MOS傳感器圖像采集系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有體積小、功耗低、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、使用方便靈活等特點(diǎn)，很好地?cái)U(kuò)展了傳統(tǒng)圖像掃描儀的工作方式，在實(shí)際的數(shù)據(jù)采集實(shí)驗(yàn)中取得了非常理想的效果。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用了一種基于WiFi無(wú)線傳輸?shù)腃MOS傳感器圖像采集系統(tǒng)，包括圖像處理芯片，單片機(jī)、CMOS傳感器、閃光燈控制IC、激光位置傳感器、陀螺儀角度傳感器、WiFi模塊和系統(tǒng)電源模塊，其特征在于：所述單片機(jī)與所述圖像處理芯片經(jīng)由I2C接口交換命令與數(shù)據(jù)，所述單片機(jī)通過(guò)SPI接口與所述激光位置傳感器、所述陀螺儀角度傳感器通信，所述單片機(jī)由所述系統(tǒng)電源模塊供電；所述圖像處理芯片通過(guò)SPI接口與所述閃光燈控制IC通信，所述CMOS傳感器的輸出端與所述圖像處理芯片連接，所述圖像處理芯片的輸出端與所述WiFi模塊連接。

進(jìn)一步地，上述技術(shù)方案中，所述圖像處理芯片采用OV780。

進(jìn)一步地，上述技術(shù)方案中，所述CMOS傳感器采用OV7740。

進(jìn)一步地，上述技術(shù)方案中，所述WiFi模塊采用88W8782。

進(jìn)一步地，上述技術(shù)方案中，所述單片機(jī)采用MSP430。

本發(fā)明所具有的有益效果：本系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)任意尺寸平面圖像的掃描、無(wú)線傳輸及拼接顯示等功能。準(zhǔn)確地獲得了目標(biāo)圖像數(shù)據(jù)，掃描窗口可在被測(cè)物體表面任意移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)，使用簡(jiǎn)單方便，獲得的測(cè)試數(shù)據(jù)精確。本CMOS傳感器無(wú)線圖像采集系統(tǒng)，傳輸可靠，適合于多種應(yīng)用場(chǎng)合使用。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是本發(fā)明系統(tǒng)坐標(biāo)示意圖；

圖3是本發(fā)明系統(tǒng)傳感器信號(hào)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。

如圖1所示，本發(fā)明提供一種基于WiFi無(wú)線傳輸?shù)腃MOS傳感器圖像采集系統(tǒng)，包括圖像處理芯片，單片機(jī)、CMOS傳感器、閃光燈控制IC、激光位置傳感器、陀螺儀角度傳感器、WiFi模塊和系統(tǒng)電源模塊，其特征在于：?jiǎn)纹瑱C(jī)與圖像處理芯片經(jīng)由I2C接口交換命令與數(shù)據(jù)，單片機(jī)由系統(tǒng)電源模塊供電；圖像處理芯片采用OV780，由它完成對(duì)CMOS傳感器數(shù)字信號(hào)的處理、對(duì)WiFi模塊的管理以及按照系統(tǒng)設(shè)計(jì)的碼流格式封包MJPEG數(shù)據(jù)。OV780是音視頻數(shù)據(jù)高集成度處理器，主要特性是具備2百萬(wàn)像素拍照，或者VGA分辨率30f/s的視頻編解碼性能，內(nèi)核為兩顆低功耗108M CPU，具有8bit YUV攝像頭接口，內(nèi)部集成E2PROM及RAM，可以方便地提供低成本、無(wú)需外部存儲(chǔ)器的無(wú)線視頻傳輸解決方案；單片機(jī)采用MSP430,負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的電源管理、開關(guān)機(jī)及按鍵事件處理。另外，單片機(jī)通過(guò)SPI接口與激光位置傳感器、陀螺儀角度傳感器通信，完成相應(yīng)水平坐標(biāo)和角度信息的數(shù)據(jù)獲取工作，同時(shí)單片機(jī)不斷地與圖像處理芯片OV780經(jīng)由I2C接口交換命令與數(shù)據(jù)，按30Hz的頻率上傳每幀圖像的坐標(biāo)和角度信息；圖像處理芯片通過(guò)SPI接口與閃光燈控制IC通信，CMOS傳感器的輸出端與圖像處理芯片連接，CMOS傳感器采用OV7740，OV7740是一款高性能VGA CMOS傳感器，它可以提供60f/s、全畫面、壓縮的8/10bit RAM RGB或者YUV圖像輸出，具備調(diào)整曝光、伽馬、白平衡、飽和度、灰度、壞點(diǎn)消除和噪聲抑制等多種圖像預(yù)處理功能。圖像處理芯片的輸出端與WiFi模塊連接,WiFi模塊采用88W8782,其單片集成了802.11射頻、基帶、MAC、CPU和存儲(chǔ)器等高集成度的WLAN SoC。88W8782提供高性能、低功耗SDIO接口無(wú)線方案，傳輸速率最高支持150bit/s，空曠地帶通信距離可達(dá)100m。

如圖2所示，本系統(tǒng)的目的是利用掃描終端連續(xù)采集的圖像數(shù)據(jù)，在接收端將其無(wú)縫地拼接還原整幅的圖像并顯示保存下來(lái)，所以除了掃描終端的CMOS傳感器采集的圖像信息，為了后續(xù)圖像拼接，還需要提供每一幀圖像的相對(duì)位置信息。激光位置傳感器可以提供當(dāng)前圖像的X、Y軸水平位置相對(duì)坐標(biāo)，陀螺儀角度傳感器提供當(dāng)前圖像的X、Y、Z軸角度信息，與圖像所處平面垂直的Z軸角度對(duì)后續(xù)圖像拼接質(zhì)量尤為重要。

如圖3所示，系統(tǒng)需要采集的主要數(shù)據(jù)信號(hào)，包括CMOS傳感器的圖像信號(hào)、位置傳感器的水平坐標(biāo)和角加速度傳感器的角度信息。單片機(jī)對(duì)每個(gè)變量的測(cè)量速度越快越好，這樣可以最大限度地減小每幀圖像的位置誤差。本系統(tǒng)激光位置傳感器兩個(gè)變量(x，y)以500Hz的頻率進(jìn)行采集上報(bào)；陀螺儀角度傳感器每個(gè)軸提供一個(gè)變量(Gx，Gy，Gz)，以400Hz的頻率采集上報(bào)給單片機(jī)。單片機(jī)以16位數(shù)據(jù)對(duì)每個(gè)參數(shù)的增量變化累加求和并保存下來(lái)，等待OV780處理器獲取。

CMOS傳感器設(shè)定為以30f/s的速度傳送圖像數(shù)據(jù)給圖像處理芯片OV780，所以O(shè)V780以30Hz的頻率發(fā)送請(qǐng)求信號(hào)給單片機(jī)，要求獲取當(dāng)前幀所有坐標(biāo)的絕對(duì)值，按照表1所示的數(shù)據(jù)格式將圖像的水平坐標(biāo)、角度參數(shù)發(fā)送給圖像處理芯片，其中激光傳感器表面質(zhì)量參數(shù)SQ占8bit，其余參數(shù)各占16bit。

表1

OV780在獲得上述數(shù)據(jù)信息后，將其封包到MJPEG的每幀數(shù)據(jù)頭中，通過(guò)WiFi發(fā)送30f/s的MJPEG數(shù)據(jù)給接收端來(lái)進(jìn)行圖像拼接整合處理。

CMOS傳感器陣列是逐行曝光輸出的，所以當(dāng)傳感器與被測(cè)物體相對(duì)快速移動(dòng)時(shí)，CMOS傳感器行陣列的輸出代表了不同時(shí)間點(diǎn)、不同位置的被測(cè)物體，造成得到的影像有類似拖影的畸變，可通過(guò)控制閃光燈照明的時(shí)序來(lái)巧妙解決快速運(yùn)動(dòng)的圖像畸變問(wèn)題。CMOS傳感器的垂直同步信號(hào)VSYNC和水平參考信號(hào)HREF是由OV7740的傳感器配置文件調(diào)配的，LED EN使能波形受控于OV780，CMOS傳感器每幀的曝光時(shí)間要遠(yuǎn)長(zhǎng)于LED EN時(shí)間，因?yàn)閳D像掃描窗口內(nèi)部是無(wú)光全黑的，合理地控制LED EN信號(hào)起點(diǎn)及時(shí)間，就可以控制CMOS傳感器的真實(shí)曝光時(shí)間，所以本系統(tǒng)掃描端得到的每幀有效像素約為320×480。LED EN結(jié)束后馬上讓MCU傳輸如表1所示格式的坐標(biāo)數(shù)據(jù)給OV780，將其插入到視頻幀頭中。

本發(fā)明的說(shuō)明書和附圖被認(rèn)為是說(shuō)明性的而非限制性的，在本發(fā)明基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)所公開的技術(shù)內(nèi)容，不需要?jiǎng)?chuàng)造性的勞動(dòng)就可以對(duì)其中一些技術(shù)特征做出一些替換和變形，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。