一种机器人视觉系统模块的设计

　　五、单片机模块

　　本系统采用SH4芯片作为处理器：SH4单片机是日立公司推出的一款低功耗、高性能，RISC(精简指令集计算机)结构的全32位单片机。其处理速度可高达60M IPS一100MIPS，能在2.25v电压下工作，功耗仅400MW片内集成有32位乘法器、4路5KB CACHE、存取器管理单元MMU和其它一些通用接口及时钟电路等。日立公司为SH4系列单片机提供了c及c++语言集成编译工具HIM(Hitachi IntegrationManag)。利用它可以将日立C、C++格式的源程序编译链接为汇编程序或目标机器码.

　　图像传感器芯片OV7620具有灵活的可编程功能，可通过I2C总线对其进行编程来设置各功能寄存器。由于单片机没有内部硬件I2C总线接口，所以只有采用软件模拟的方法实现I2C总线接口功能。取作为SH4的两个I/O引脚作为I2C总线的SCL和SDA总线器件接口，示例程序如下：

　　unsigned char rdiic (unsigned char addr);读取数据
　　void iic_init();初始化
　　void iic_start();起始信号
　　void iic_stop ();结束信号
　　void delay4u();延时

　　举例

　　iic_init();/*初始化总线寄存器*/
　　rstcamera ();/*复位OV7620内部寄存器*/
　　wriic (0x11,0x15); /*设置OV7620内部寄存器0x11 的值为0x15*/
　　delay4ux6();
　　wriic (0x28,0x60); /*设置OV7620内部寄存器0x28 的值为0x60 */
　　delay4ux6();

　　本模块采用了人类可以识别的ASCII串口通讯协议从而可以通过上位机方便的和人进行交互通信。当连接到一台计算机上，本模块可通过串口上传整幅原始图像数据，用来进行系统调试或更高级得图像处理。

　　六、结束语

　　本文采用大规模集成电路芯片组成了一个简洁，低价的图像采集处理系统。本系统经过编制不同的图像处理算法程序可以应用在足球机器人，农产品检查机器人等不同场合。但其也有些不足，比如SH4处理器，运算速度不够快，只能运行一些相对简单的算法，不支持以太网接口等。下一步工作计划采用双CPU结构，其中DSP专职处理图像数据，ARM负责网络通信，以及对机器人行为的控制等。这样就可将机器人的“眼睛”通过以太网连接成一个复杂的协同处理的视觉系统，以适应更为复杂的场景的需要。

　　参考文献
　　1、OV7620 single-chip CMOS CIF color digital camera Data Sheet. OmmVision,2001
　　2、王红军。机器视觉－现代工业的眼睛。机电一体化。1999.3
　　3、钟玉琢等。 机器人视觉技术。 北京：国防工业出版社，2002
　　4、李振玉。图像通信与监控系统。 北京：中国铁道出版社，2001 (end)