一種數(shù)碼相機(jī)影像數(shù)據(jù)在線采集傳輸系統(tǒng)及運(yùn)行方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及影像數(shù)據(jù)的傳輸技術(shù)，具體為一種數(shù)碼相機(jī)影像數(shù)據(jù)在線采集傳輸系統(tǒng)及運(yùn)行方法。
【背景技術(shù)】
[0002]實(shí)時(shí)攝影測(cè)量是指在極短的時(shí)間內(nèi)，一步完成從數(shù)字圖像獲取到取得所攝物體形狀和位置信息全過(guò)程的測(cè)量技術(shù)，其處理時(shí)間不大于1/30秒。其突出的優(yōu)點(diǎn)在于能迅速獲取現(xiàn)場(chǎng)影像信息并識(shí)別物體確定其位置。此項(xiàng)技術(shù)被應(yīng)用于智能機(jī)器人視覺(jué)導(dǎo)航、工業(yè)流水線產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)、戰(zhàn)場(chǎng)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)捕捉、航空攝影質(zhì)量評(píng)估與引導(dǎo)、無(wú)人機(jī)應(yīng)急遙感及災(zāi)害應(yīng)急響應(yīng)等眾多行業(yè)、部門(mén)，市場(chǎng)前景廣闊。
[0003]昂貴的、工業(yè)級(jí)量測(cè)數(shù)碼相機(jī)能一次完成實(shí)時(shí)攝影測(cè)量。
[0004]近年來(lái)，攝影測(cè)量及計(jì)算機(jī)視覺(jué)領(lǐng)域研究使用高性價(jià)比的一般數(shù)碼相機(jī)攝取用于目標(biāo)量測(cè)的影像信息，再通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)、光電系統(tǒng)、信號(hào)和圖像處理系統(tǒng)之間成像關(guān)系的綜合計(jì)算，并且采用系統(tǒng)一體化設(shè)計(jì)及多種參數(shù)聯(lián)合優(yōu)化手段，實(shí)現(xiàn)了從相機(jī)采集的高質(zhì)量影像數(shù)據(jù)獲取所攝物體形狀和位置測(cè)量數(shù)據(jù)的目的。此種系統(tǒng)無(wú)需貴重的量測(cè)數(shù)碼相機(jī)，滿足眾多行業(yè)影像測(cè)量的低成本應(yīng)用要求。
[0005]此系統(tǒng)的不足在于數(shù)碼相機(jī)采集的影像數(shù)據(jù)只能記錄于相機(jī)內(nèi)部大容量的各種存儲(chǔ)卡內(nèi)，必須等到攝影告一段落或全部完成后，從相機(jī)中取出存儲(chǔ)卡，才能對(duì)影像數(shù)據(jù)進(jìn)行下一步的處理。無(wú)法滿足目標(biāo)攝影并在線獲取量測(cè)信息的實(shí)時(shí)攝影測(cè)量要求。但實(shí)際應(yīng)用中，無(wú)論是對(duì)民用的攝影測(cè)繪還是國(guó)防軍事或應(yīng)急響應(yīng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)迅速了解觀測(cè)區(qū)的情況，具有重要的意義，尤其是在軍事行動(dòng)中，或者在災(zāi)害、突發(fā)事件發(fā)生時(shí)，時(shí)間就是生命！影像數(shù)據(jù)的在線采集傳輸是急迫需要解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種數(shù)碼相機(jī)影像數(shù)據(jù)在線采集傳輸系統(tǒng)，連接器的插頭插接于數(shù)碼相機(jī)的存儲(chǔ)卡卡槽內(nèi)，連接器的引線接出的另一端接口連接以FPGA芯片為核心的處理控制模塊，處理控制模塊經(jīng)傳輸模塊與計(jì)算機(jī)相連接。
[0007]本發(fā)明的另一目的是設(shè)計(jì)一種數(shù)碼相機(jī)影像數(shù)據(jù)在線采集傳輸系統(tǒng)的運(yùn)行方法，數(shù)碼相機(jī)初始化時(shí)，處理控制模塊對(duì)相機(jī)中心處理器的檢測(cè)反饋信號(hào)，數(shù)碼相機(jī)采集的影像數(shù)據(jù)經(jīng)處理控制模塊緩存后，經(jīng)傳輸模塊在線傳送給計(jì)算機(jī)。本發(fā)明用普通數(shù)碼相機(jī)組裝的系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)影像數(shù)據(jù)在線采集傳輸，可完成實(shí)時(shí)攝影測(cè)量，成本低、操作簡(jiǎn)單。
[0008]本發(fā)明設(shè)計(jì)的一種數(shù)碼相機(jī)影像數(shù)據(jù)在線采集傳輸系統(tǒng)包括采集影像數(shù)據(jù)的數(shù)碼相機(jī)，數(shù)碼相機(jī)配有可插拔的CF存儲(chǔ)卡，另配有連接器，處理控制模塊、傳輸模塊、時(shí)鐘模塊和電源模塊。
[0009]連接器一端為插頭，其與數(shù)碼相機(jī)的CF存儲(chǔ)卡外形相同，其上有與該CF存儲(chǔ)卡的卡槽接口相配合的管腳，各管腳經(jīng)導(dǎo)線連接另一端的與處理控制模塊的I/O接口相配合的輸入/輸出接口。數(shù)碼相機(jī)的CF存儲(chǔ)卡取下，連接器的插頭插在數(shù)碼相機(jī)的CF存儲(chǔ)卡的卡槽內(nèi)。
[0010]所述處理控制模塊包括FPGA芯片和與之連接的DDR芯片，所述FPGA芯片為可編程門(mén)陣列芯片，所述DDR芯片為雙倍速率同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器芯片；連接器的輸入/輸出接口與FPGA芯片的I/O接口連接，F(xiàn)PGA芯片還配有可編程輸出接口。FPGA芯片的各管腳通過(guò)連接器分別與數(shù)碼相機(jī)CF存儲(chǔ)卡的卡槽的對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)類(lèi)卡槽接口、狀態(tài)信號(hào)類(lèi)卡槽接口、地址信號(hào)類(lèi)卡槽接口、數(shù)據(jù)總線類(lèi)卡槽接口、卡檢測(cè)類(lèi)卡槽接口、電壓檢測(cè)類(lèi)卡槽接口連接，F(xiàn)PGA芯片接收數(shù)碼相機(jī)內(nèi)部的相機(jī)中心處理器的檢測(cè)信號(hào)，并給相機(jī)中心處理器正確的反饋信號(hào)，使相機(jī)中心處理器完成例行初始化檢測(cè)、并進(jìn)入正常攝影或錄相的采集影像數(shù)據(jù)過(guò)程，F(xiàn)PGA芯片讀取數(shù)碼相機(jī)采集的影像數(shù)據(jù)，送入DDR芯片緩存。
[0011]所述DDR芯片是存儲(chǔ)量等于或大于2G bits的DDR2芯片。
[0012]所述傳輸模塊為USB3.0芯片，配有可編程輸入接口，與FPGA芯片連接；所述傳輸模塊另配有USB3.0接口，與計(jì)算機(jī)連接。
[0013]所述時(shí)鐘模塊與處理控制模塊、傳輸模塊連接，提供時(shí)鐘信號(hào)。
[0014]所述電源模塊連接直流電源，給處理控制模塊和傳輸模塊提供電源電壓。
[0015]本發(fā)明設(shè)計(jì)的一種數(shù)碼相機(jī)影像數(shù)據(jù)在線采集傳輸系統(tǒng)的運(yùn)行方法包括以下步驟:
[0016]1、系統(tǒng)初始化
[0017]本系統(tǒng)的電源模塊接通外接直流電源，給處理控制模塊和傳輸模塊提供電源電壓；處理控制模塊的FPGA芯片完成初始化準(zhǔn)備開(kāi)始工作；同時(shí)與傳輸模塊連接的計(jì)算機(jī)也接通電源，準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)。
[0018]數(shù)碼相機(jī)開(kāi)機(jī)，相機(jī)中心處理器開(kāi)始例行初始化檢測(cè)，向數(shù)碼相機(jī)存儲(chǔ)卡卡槽接口發(fā)送初始化檢測(cè)信號(hào)，確定數(shù)碼相機(jī)存儲(chǔ)卡是否正確插入卡槽，F(xiàn)PGA芯片接收相機(jī)中心處理器的檢測(cè)信號(hào)，并給相機(jī)中心處理器正確的反饋信號(hào)，數(shù)碼相機(jī)接收存儲(chǔ)卡已正確插入的反饋信號(hào)完成初始化，數(shù)碼相機(jī)屏幕顯示進(jìn)入準(zhǔn)備攝影或錄相狀態(tài)；
[0019]I1、影像數(shù)據(jù)的采集
[0020]使用者用數(shù)碼相機(jī)進(jìn)行攝影或錄相，即采集影像數(shù)據(jù)；
[0021]相機(jī)中心處理器向數(shù)碼相機(jī)存儲(chǔ)卡卡槽接口發(fā)送采集的影像數(shù)據(jù)，經(jīng)其存儲(chǔ)卡卡槽和連接器進(jìn)入FPGA芯片，F(xiàn)PGA芯片讀取數(shù)碼相機(jī)采集的影像數(shù)據(jù)，送入DDR芯片緩存。
[0022]II1、影像數(shù)據(jù)傳輸
[0023]當(dāng)數(shù)碼相機(jī)完成一張照片的拍攝或完成一段錄相的攝取，F(xiàn)PGA芯片自動(dòng)將緩存于DDR芯片的影像數(shù)據(jù)通過(guò)FPGA芯片的可編程輸出接口送入傳輸模塊的可編程輸入接口，并令傳輸模塊的USB3.0芯片將影像數(shù)據(jù)通過(guò)USB3.0接口傳送給計(jì)算機(jī)。相機(jī)中心處理器發(fā)送檢測(cè)信號(hào)到存儲(chǔ)卡卡槽，檢測(cè)影像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)是否完成，F(xiàn)PGA芯片在完成影像數(shù)據(jù)傳輸后，向相機(jī)中心處理器反饋影像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)完成信號(hào)，相機(jī)中心處理器檢測(cè)存儲(chǔ)完成的反饋信號(hào)正確，準(zhǔn)備下一次的影像數(shù)據(jù)采集，數(shù)碼相機(jī)屏幕顯示進(jìn)入準(zhǔn)備攝影或錄相狀態(tài)；本系統(tǒng)完成一次影像數(shù)據(jù)的在線采集；若需要繼續(xù)采集影像數(shù)據(jù)，返回步驟II ;若采集影像數(shù)據(jù)工作結(jié)束，則關(guān)閉數(shù)碼相機(jī)，并斷開(kāi)電源模塊與外接直流電源。
[0024]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明一種數(shù)碼相機(jī)影像數(shù)據(jù)在線采集傳輸系統(tǒng)及運(yùn)行方法的優(yōu)點(diǎn)為:1、數(shù)碼相機(jī)采集的影像數(shù)據(jù)可以在線傳送到計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)可實(shí)時(shí)處理影像數(shù)據(jù)，及時(shí)得到監(jiān)測(cè)圖像的量測(cè)結(jié)果，有效地滿足機(jī)器視覺(jué)、工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化、遙感、測(cè)繪等眾多行業(yè)以及民政、軍事部門(mén)實(shí)時(shí)攝影測(cè)量的需求；2、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，各種可插拔存儲(chǔ)卡的普通CCD或CMOS數(shù)碼相機(jī)結(jié)構(gòu)無(wú)需改動(dòng)，配裝FPAG、DDR等現(xiàn)有的芯片、元件即可組裝本發(fā)明系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)攝影測(cè)量，成本大大低于現(xiàn)有的專(zhuān)業(yè)量測(cè)數(shù)碼相機(jī)；3、操作簡(jiǎn)單方便，與一般數(shù)碼相機(jī)的拍照錄相操作相同，系統(tǒng)自動(dòng)完成影像數(shù)據(jù)向計(jì)算機(jī)的傳輸；4、影像數(shù)據(jù)傳輸準(zhǔn)確可靠，影像數(shù)據(jù)采集傳輸速度達(dá)15MB/S，一幅500K照片的采集傳輸時(shí)間僅為1/30秒，滿足實(shí)時(shí)攝影測(cè)量的要求。
【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1為本數(shù)碼相機(jī)影像數(shù)據(jù)在線采集傳輸系統(tǒng)實(shí)施例整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2為圖1中處理控制模塊結(jié)構(gòu)與傳輸模塊結(jié)構(gòu)框圖；
[0027]圖3為本數(shù)碼相機(jī)影像數(shù)據(jù)在線采集傳輸系統(tǒng)的運(yùn)行方法實(shí)施例流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]以下結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本
【發(fā)明內(nèi)容】
作進(jìn)一步描述，但不是對(duì)本發(fā)明的限定。
[0029]數(shù)碼相機(jī)影像數(shù)據(jù)在線采集傳輸系統(tǒng)實(shí)施例
[0030]本數(shù)碼相機(jī)影像數(shù)據(jù)在線采集傳輸系統(tǒng)實(shí)施例如圖1所示，采集影像數(shù)據(jù)的數(shù)碼相機(jī)與連接器，處理控制模塊、傳輸模塊依次連接，傳輸模塊連接上位的計(jì)算機(jī)。另配有時(shí)鐘模塊和電源模塊接入處理控制模塊。
[0031]本例的數(shù)碼相機(jī)配有可插拔的CF存儲(chǔ)卡。
[0032]本例連接器一端為插頭，其與數(shù)碼相機(jī)的CF存儲(chǔ)卡外形相同，其上有與該CF存儲(chǔ)卡的卡槽接口相配合的管腳，各管腳經(jīng)導(dǎo)線連接另一端的與處理控制模塊的I/O接口相配合的輸入/輸出接口。數(shù)碼相機(jī)的CF存儲(chǔ)卡取下，連接器的插頭插在數(shù)碼相機(jī)的CF存儲(chǔ)卡的卡槽內(nèi)。
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