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| 基于ARM平台的深度图像采集程序设计与实现 摘 要 在当今这一智能化的信息时代，三维图像采集技术发展迅猛，应用广泛。通过镜头对目标进行识别、跟踪和测量，之后再做进一步的图像处理，得到适合人类观察或机器识别的图像是三维图像采集的主要作用。目前关于深度信息采集的研究方法有多种，包括：三角测量法、TOF测距、干涉法和结构光。本课题主要研究的是基于ARM平台的深度图像采集系统，其测量原理是通过计算发射信号与返回信号的相位差，进而得到各像素点的距离，实现三维图像的实时获取。主要完成的工作包括以下几点： （1）了解TOF测距技术在国内外的发展现状，查阅资料了解不同三维信息采集方法及其优缺点，根据设计要求，制定完整的系统设计方案。 （2）掌握epc610芯片的TOF测距原理，各引脚参数，寄存器的读写命令字以及LED调制，绘制epc610采集系统的电路图。 （3）编写并调试程序实现图像数据的采集与处理，得到最终的三维信息，解决零点漂移，积分时间的选择等关键问题。 （4）完成在不同条件下的数据测量，计算测量精度，结合理论知识对结果进行分析，得出结论。 关键词：三维图像采集；TOF测距；积分时间；调制光；SPI 目 录 摘 要 I Abstract II 引 言 1 1 绪论 2 1.1 选题 2 1.1.1 课题来源 2 1.1.2 研究目的 2 1.1.3 研究意义 2 1.2 国内外研究现状 3 1.3 论文的主要研究和结构 4 1.3.1 主要研究内容 4 1.3.2 论文结构安排 5 2 系统的测量原理 6 2.1 不同深度测量方法概述及比较 6 2.1.1 三角测量法 6 2.1.2 结构光 6 2.1.3 TOF测量 7 2.2 系统测量原理 7 3 基于epc610芯片的深度图像采集系统设计 10 3.1 系统总体设计指标 10 3.2 系统测量解决的关键问题 10 3.3 系统测量的整体方案 10 3.4 各项性能指标分析 13 3.4.1 距离分辨率、可确定距离与调制光频率的关系 13 3.4.2 灵敏度、运行范围与积分时间的关系 14 3.4.3 芯片分辨率影响因素的分析 14 4 系统硬件电路设计 16 4.1 epc610传感器模块 16 4.1.1 片上系统组成及特点 16 4.1.2 芯片参数和引脚图 17 4.1.3 epc610图像采集模块电路图 18 4.2 主处理器 18 4.3 LED光源及其驱动电路 19 4.4 电源管理单元 21 4.5 SPI总线 22 5 数据结果分析 24 结 论 25 参 考 文 献 26 附录A 测量数据 28 致 谢 33 |
