基于视觉检测的直角坐标机器人设计+CAD图纸(17)
图7.1 PCU 9575嵌入式主板
该嵌入式主板具有如下几个特点：
◆ 板载低功耗VIA Eden 800MHz处理器
◆0～60"C可无风扇工作(PCM-9575F—JOAI及PCM-9575F-MOAI)
◆ EBX架构，支持PC／104+扩展
◆ 外形尺寸小(5．25”)
◆ 支持网络，Modem唤醒功能
◆ 支持LCD背景光关闭功能
◆ 100／133 MHz FSB，4倍速AGP，适用高性能图形处理
基本满足视觉系统和作业环境对计算机性能的要求。
7.2.2 摄像机的选择
摄像机相当于机器人的眼睛。在机器视觉研究领域使用的摄像机一般都是CCD(ChargeCoupledDevices，电荷耦合器件)摄像机。CCD的基础是金属一氧化物一半导体电容器，这种电容简称MOS电容器。CCD用于光电转换的原理是：但MOS电容器的耗尽区吸收一个光子而产生出一个电子空穴对时，少数载流子就在势能最低的地方存储起来。这样，一个孤立的势阱就存放了正比于入射光光通量的时间积分电荷。CCD中这些势阱的串联结构可以用来实现顺序输出的电荷转移。CCD摄像机具有体积小、质量轻、寿命长、抗冲击等优点，耗电极少，一般只需几十
毫瓦。本课题机器人视觉系统中使用的是Panasonic(松下)的WV-CP470彩色数字摄像机(图4-2)，它通过使用具有753个水平像素的1／3英寸行间传递CCD图像传感器和数字信号处理大规模集成电路，使其产生的图像达到高质量和高分辨。
图7.2 WV--0P470彩色数字摄像机
其技术特点如下：
◆ 可以自动或手动通过开关选择彩色模式或黑白模式。
◆ 内置的第二代超级动态功能有比普通摄像机宽80倍的动态范围。
夺超级灵敏度。彩色模式下，使用FIA镜头时，为0．8勒克斯；黑自模式下，使用F1．4镜头时，为0．1勒克
斯。
◆ 彩色模式下水平分辨率为480线，黑白模式下分辨率为570线。
◆ 信噪比50dB。
◆ ELC功能使得室内应有可以使用固定光圈镜头。
◆ 内置数字式动作感应器。
◆ 内置16位英文字符显示或者8位中文字符显示。
◆ 电子快门速度为1／50秒到1／10,000秒。
◆ 电子灵敏度扩展(自动：多达10x，手动：多达2x：关闭)。
◆ 数字信号处理LSI保证高质量图像；2H垂直扩展，色彩平均电路，最小重叠，漆点电路，以及高光光圈校正。
7.2.3 图像采集卡的选择
图像采集卡的作用是将摄像机摄取的模拟图像信号通过A／D转换电路转换成数字图像信号，再将数字化后的图像信号传输到计算机内存存储。视觉系统的图像采集速度主要取决于摄像机与计算机接口总线的数据传输速度。
本系统中使用的图像采集卡是大恒的DH—CG300图像采集卡。
图7.3 DH-CG300图像采集卡
该卡基于PC／104+结构，具有稳定性好、体积小等优点，满足机器人视觉系统对小体积、高性能等方面的要求。该卡可进行高质量彩色／黑白视频信号实时采集，并通过PCI总线传送到主板内置的VGA卡上实时显示或传送到计算机内存中实时存储。视频数据的传送过程由图像卡控制，无需CPU参与，瞬间传输速度可达132MB／S，最多支持三块卡同时工作，每块卡均可以支持三路复合视频切换输入。
其主要性能及指标如下：
◆ 输入方式：三路复合视频输入，一路S．Video输入，软件切换其中第一路为音／视频复用S-Video的亮度信号输入也可作为复合视频输入。
◆ 标准PAL、NTSC制彩色／黑白视频信号输入，PAL制帧率为25帧／秒，NTSC制帧率为30帧，秒。
◆ 图像分辨率最高：EAL制：768X576X2ABIT；NTSC制：640X480X24BIT。
◆ 灵活采集图像： 可按单场，单帧、连续场、连续帧、间隔几场或几帧等多种方式。