摘 要

机器视觉是一门新兴的发展速度迅猛的学科，其研究已经历了从实验室逐渐走向实际应用的发展阶段，从二维到三维的数据处理以及算法和各种模型的研究取得的进展是十分喜人的。机器视觉是指用计算机来模拟人类的视觉功能的实现，即用计算机来像人类这样对客观世界进行识别，采用两颗摄像头的双目立体视觉是通过对同一空间目标进行两个不同视角的两幅图像拍摄、处理、立体匹配，然后重新构建出原始三维世界位置信息的过程。本文研究了基于机器视觉的钢目标物体卷抓取空间位置识别技术，设计出一个能够对钢卷空间位置进行定位处理的图像采集系统，这在实际生产中毫无疑问是具有极为重要的意义的。

本系统以装有Linux系统的计算机作为宿主机，以三星的S3C6410微处理器作为目标开发板，做了交叉编译环境的构建、可以初始化硬件设备、建立内存空间映射图的Bootloader的移植、Linux内核的移植等工作，Yafis根文件系统随之所建立。在三星电子生产的开发板S3C6410微处理器上外接中星微USB摄像头采集图像数据，并通过三星电子S3C6410微处理器的VIDEO FOR LINUX TWO视频采集接口对其进行访问控制，图像采集模块部分于是由此设计完成。利用三星电子产的S3C6410微处理芯片内置的MFC模块对采集到的图像数据进行编码，输出H.264格式。通过端到端传输服务的实时传输与控制协议进行视频图像数据的封装打包，最后经由系统设计的采用tp-link321g的WiFi模块完成图像的传输。

关建词：机器视觉 图像采集 无线传输RCP/RTCP Linux

ABSTRACT

Stereovision, a rapid pace of development of new disciplines, which research has gone from the laboratory to practical application of the gradual stages of development, progress in data processing algorithm and a variety of models from 2D to 3D is very well made gratifying. Machine vision is implemented by means of computer simulation of human visual function, which uses the computer to recognize the objective world, binocular stereo vision through the same space target two different perspectives of the two images extraction, recognition, and matching explained reconstruct the three-dimensional position information of the world process. In this paper, based on machine vision technology to identify the spatial position of the coil, the coil design a spatial position to be able to locate the processing of image acquisition system, which is undoubtedly of great significance in the actual production.

This system is a computer with Linux as the host system, the Samsung S3C6410 microprocessor as the target development board, made a cross-compiler environment to build, you can initialize the hardware equipment, the establishment Bootloader transplant of memory space map, Linux kernel the transplantation work, Yafis root file system followed by the establishment. Samsung Electronics in the production development board S3C6410 microprocessor external Vimicro USB camera capture image data, and its access is controlled by Samsung S3C6410 microprocessor VIDEO FOR LINUX TWO video acquisition interface, image acquisition module thus designed so part carry out. Samsung Electronics production S3C6410 use of micro-processing chip built-in module for MFC collected image data is encoded output H.264 format. Encapsulated package through real-time video image data transmission and transmission control protocol-end services, the final system design through the use of tp-link321g the WiFi module to complete the transfer of the image.

Key Words: Stereovision Image acquisition WiFi RTP/RTCP Linux

目录

摘要 I

ABSTRACT II

第1章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 国内外发展现状 1

1.3 数字图像处理概述 3

1.3.1 数字图像处理主要研究的内容 4

1.3.2 数字图像处理的应用 4

1.4 本文的主要研究内容 5

第2 章 钢卷空间位置识别系统的原理和结构 6

2.1 系统原理 6

2.2 系统结构 7

2.3 小结 7

第3章 图像采集与传输系统的整体结构 8

3.1 图像采集系统结构组成 8

3.2 无线传输系统 9

第4章 图像采集和传输系统模块设计 10

4.1 图像采集模块设计 10

4.1.1 V4L2简介 10

4.1.2 视频图像数据的采集 10

4.1.3 基于V4L2的视频数据采集 11

4.1.4 视频图像压缩 13

4.2 图像传输模块设计 14

4.2.1 无线传输技术和相关协议 14

4.2.2 传输模块的实现 16

4.3 小结 18

第5章 摄像机标定与图像匹配 19

5.1 摄像机标定技术 19

5.2 图像预处理 19

5.3 图像立体匹配 19

5.4 小结 20

第6 章 总结 21

参考文献 22

致谢 23

第1章 绪论

• 1. 引言

机器视觉既是工程领域，也是一个富有挑战性的科学领域。它是一门极为综合性的学科，涉及到的各方面包括且不仅限于计算机科学和工程、信号处理、物理学、应用数学和认知科学等诸多学科。机器视觉目前有着极为广泛的应用，无论是我们工业上的生产制造，还是各行业的文档分析，医学上各种病症的诊断及军事方面的各领域中的智能自主系统都能时时见到它的身影，目前已经代替了人类的很大一部分工作，未来它将会发挥其更大的优势。

人类是这个星球上得一种高级的生物，可以通过眼睛耳朵和嘴巴从外界获取信息且与外界进行信息的交换，并且在表达一个意思时能有或简单或复杂或含蓄或直接的方式，这些是目前的机器暂时无法实现的。目前的智能机器或计算机是始终严格地按照各种机器语言及人们所编写的编写程序，来正常的运转并实现人们对其所赋予的任务。机器暂时无法像人类一样独立的思考，所以为使人们能够更好的使用复杂的机器，我们就必须改变过去的那种由人来适应机器的情况。我们应该思考并实验最终实现让机器来适应和学习人的习惯和要求，让其具有以人所习惯的方式与人进行信息交换能力与功能，这在未来世界是具有不可忽视的巨大意义的。智能机器诞生使它更便于为人们所使用在各种环境中，能够代替人类去完成各种人类本身暂时无法完成的任务如将机器人送至各个人类无法生存的星球上去探索。例如发现者号机器人在火星上的探索工作，完成了许多人类无法完成的任务，为人类的地球外探索做出了重大的贡献。