数字式CMOS摄像头在智能车控制系统中的应用方案
引言
飞思卡尔智能车比赛已经成功举办4届,以摄像头为主要传感器的参赛队伍大多数选用了模拟CCD或模拟CMOS摄像头。本文介绍了数字式CMOS 摄像头MT9M011的性能特点和工作方式,给出了MT9M011在基于HCSl2单片机的智能车控制系统中的应用方案,并分析了数字摄像头的优势和不足。
1 CMOS图像传感器的特点
CMOS图像传感器可通过CMOS技术将像素阵列与外围支持电路(如图像传感器核心、单一时钟、所有的时序逻辑、可编程功能和A/D转换器)集成在同一块芯片上。与CCD(电容耦合器件)图像传感器相比,CMOS图像传感器将整个图像系统集成在一块芯片上,具有体积小、重量轻、功耗低、编程方便、易于控制等优点;同时,可通过I2C、SPI等接口配置其曝光时间、增益控制等功能,可控性强。因此,CMOS图像传感器的应用已经变得越来越广泛。
2 MT9M011的性能特点与工作方式
2.1 MT9M011的基本参数
MT9M011是一款:Mieron公司推出的RGB三基色的130万像素数字式CMOS摄像头,具有可编程控制及数字信号输出等功能。其输出为Bayer彩色格式,图像尺寸为4.6 mm×3.7 mm,像素尺寸为3.6 μm×3.6 μm,最大分辨率为1 280×1 024,支持的最高时钟频率为25MHz;A/D转换精度为10位,最大信噪比为44 dB,在最高分辨率模式下功耗为129 mW。
MT9M011输出为逐行扫描的数字信号,通过内嵌的10位ADC将模拟视频信号采样量化后同步输出10位数据流。同时,MT9M011还提供像素时钟(PIXCLK)、行有效信号(LVAL)、帧有效信号(FVAL),以及配置MT9M011所需的I2C协议引脚SCLK和SDAT。
2.2 MT9M011的编程功能
MT9M011有25个寄存器,涉及摄像头的各个方面,通过与I2C兼容的串行总线时序读写。结合智能车竞赛应用重点介绍以下寄存器:
①行起始寄存器(Ox01)和列起始寄存器(Ox02)。这两个寄存器决定输出图像的起始点坐标。利用这两个寄存器可以软件调节摄像头采集到的图像整体位置。
②行宽度寄存器(0x03)和列宽度寄存器(Ox04)。MT9M011的一大特色就是输出数据的图像大小可以任意调整。通过这两个寄存器可以针对当前的应用环境(即赛道)设置合适的图像范围。
③曝光时间寄存器(Ox09)。该寄存器的值决定了摄像头采集一帧图像时感光元器件的感光时间。通过调整该寄存器值的大小可以直接调整图像的成像质量。
④数据读取模式寄存器(Ox20)。该寄存器可以使输出的行数据和列数据减少至1/2或者1/4,也可以使输出的图像镜面对称。
⑤增益设置寄存器。它又包含Greenl分量增益设置寄存器(Ox2B)、Blue分量增益设置寄存器(Ox2C)、Red分量增益设置寄存器 (Ox2D)、Green2分量增益设置寄存器(Ox2E)和全局增益设置寄存器(Ox2F)5个寄存器。由于RGB分量对同一光源表现出不同的数值,因此需要针对不同的光源情况分别调整前4个寄存器的值,而这也是这款摄像头最大的缺点。
嵌入式新闻 嵌入式资料 嵌入式培训 嵌入式linux 嵌入式系统 嵌入式开发 嵌入式 相关文章:
- 煤矿井下综合自动化系统中的应用(04-06)
- 软件Overlay:程序编写与调试(01-20)
- USB数据通信接□模块的程序设计(10-17)
- 东江产业园:力争2017年产值达千亿(09-30)
- 硅谷数模的SlimPort扩大了Nexus7的显示屏选择(08-01)
- Lonworks控制网络技术在城市排水泵站自动化中的应用(06-06)