本實用新型涉及人機交互技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種基于雙目視覺的手勢識別采集系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

人類在平時的交流過程中,除了使用語言、文字溝通之外,由于人類手勢包含大量的符合人類認(rèn)知方式的交互信息,更易被用戶接受和使用；因此常常借助手勢來完成交流任務(wù)。由于人手的連續(xù)運動,還存在三維空間位置信息，雙目視覺可以獲得三維空間，因此完全可以將人手位置和手勢結(jié)合起來,作為一個不可分割的整體進(jìn)行研究，這樣有助于把手勢從復(fù)雜背景分割出來，從而通過位置信息可以減少復(fù)雜場景對手勢識別準(zhǔn)確性的影響。目前手勢識別主要基于PC機平臺研究各種算法，而為了便于攜帶并應(yīng)用更廣泛的領(lǐng)域，需要采用一種低成本、低功耗和便于攜帶的嵌入式平臺實現(xiàn)基于雙目視覺的手勢識別采集系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足與缺點，提供一種基于雙目視覺的手勢識別采集系統(tǒng)，并提供相應(yīng)的通信接口可以與主控板進(jìn)行通信，能把處理后的手勢識別結(jié)果傳送給主系統(tǒng)板。本實用新型具有便攜性、可靠性高、低功耗、造價低、智能化程度高、制造維護方便、能夠與其他設(shè)備通信等優(yōu)點。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型所提供的技術(shù)方案為：一種基于雙目視覺的手勢識別采集系統(tǒng)，包括：

直流電源模塊，用于提供穩(wěn)定直流電壓；

按鈕輸入模塊，用于對攝像頭參數(shù)進(jìn)行配置；

LED燈輸出顯示模塊，用于對系統(tǒng)的狀態(tài)進(jìn)行顯示；

主控制芯片模塊，用于處理雙目視覺算法，該模塊包括用于向運行程序提 供內(nèi)存的DDR2SDARM內(nèi)存電路及用于存儲程序的NAND FLASH存儲器電路；

CMOS攝像頭接口模塊，用于連接CMOS接口攝像頭；

USB攝像頭接口模塊，用于連接USB接口攝像頭；

串口調(diào)試模塊，用于連接外部電腦通過超級終端進(jìn)行配置和調(diào)試；

其中，所述主控制芯片模塊采用的芯片型號為S3C2440，此芯片具有SDRAM和NAND FLASH接口，并具有內(nèi)存管理單元MMU，能夠運行Linux操作系統(tǒng)，從而為視覺算法提供運行平臺；同時，S3C2440芯片具有CMOS接口和USB接口，能夠連接CMOS接口攝像頭和USB接口攝像頭；所述直流電源模塊采用MAX8860產(chǎn)生出1.25V電壓，通過穩(wěn)壓芯片LM1117分別產(chǎn)生出3.3V和5.0V來滿足芯片不同的電壓需求，并通過RT9011雙路穩(wěn)壓芯片產(chǎn)生CMOS接口攝像頭1.8V和2.8V兩路電壓；所述CMOS攝像頭接口模塊直接通過主控制芯片S3C2440的CMOS接口引出；所述USB攝像頭接口模塊直接通過主控制芯片S3C2440的USB接口引出；所述串口調(diào)試模塊和主控制芯片的串行口通過MAX232電平轉(zhuǎn)換芯片滿足RS232標(biāo)準(zhǔn)，從而能夠直接和電腦連接并具有調(diào)試功能；所述按鈕輸入模塊設(shè)計有2路按鈕電路，通過按鈕和上拉電阻串聯(lián)，在改變按鈕狀態(tài)時從而產(chǎn)生出高低電平；所述LED燈輸出顯示模塊設(shè)計有2路LED電路，通過連接限流電阻芯片直接產(chǎn)生高低電平驅(qū)動LED燈亮滅。

所述雙目視覺系統(tǒng)采用USB和CMOS接口雙通道圖像采集模式，而不是單一僅僅依靠某一種接口。

所述CMOS攝像頭接口模塊通過S3C2440芯片的CAMRESET/GPJ12、CAMCLKOUT/GPJ11、CAMHREF/GPJ10、CAMVSYNC/GPJ9、CAMPCLK/GPJ8、CAMDATA0/GPJ0-CAMDATA7/GPJ7分別與CMOS接口攝像頭的CAMRST、CAMCLK、HREF、VSYNC、CAMPCLK、CAMDATA7-CAMDATA0一一對應(yīng) 連接；S3C2440芯片的I²C接口IICSDA/GPE15、IICSCL/GPE14分別與CMOS接口攝像頭的CAMSDA、CAMSCL一一對應(yīng)連接；S3C2440芯片的EINT20/GPG12于CMOS接口攝像頭的CAMCLKOUT連接。

所述USB攝像頭接口模塊通過S3C2440芯片的DN0、DP0分別與攝像頭USB接口的D-、D+連接；所述USB接口攝像頭的VBUS連接供電電源5V，GND連接地。

本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點與有益效果：

1、本系統(tǒng)針對雙目視覺系統(tǒng)采用USB和CMOS接口雙通道圖像采集模式，而不是單一僅僅依靠某一種接口，所以本設(shè)計充分利用當(dāng)前硬件資源，提高圖像采集和處理的效率。

2、本系統(tǒng)具有較靈活的設(shè)置功能，在系統(tǒng)開始啟動時通過按鈕可以進(jìn)入到配置工作模式，并通過串口終端可以對攝像頭的校正參數(shù)和顏色表進(jìn)行配置，從而方便在不同場景下對攝像頭參數(shù)實現(xiàn)快速配置。

3、本系統(tǒng)具有較好的擴展接口，可以和其他主控平臺連接，專門作為一個手勢識別的模塊，可以適用于各種需要手勢交互的應(yīng)用平臺當(dāng)中。

附圖說明

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)簡圖。

圖2為本實用新型的雙攝像頭連接圖。

圖3為本實用新型的串口調(diào)試電路連接圖。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明。

如圖1所示，本實施例所述的基于雙目視覺的手勢識別采集系統(tǒng)，包括：

直流電源模塊1，用于提供穩(wěn)定直流電壓；

按鈕輸入模塊2，用于對攝像頭參數(shù)進(jìn)行配置；

LED燈輸出顯示模塊3，用于對系統(tǒng)的狀態(tài)進(jìn)行顯示；

主控制芯片模塊4，用于處理雙目視覺算法，該模塊包括用于向運行程序提供內(nèi)存的DDR2SDARM內(nèi)存電路及用于存儲程序的NAND FLASH存儲器電路；

CMOS攝像頭接口模塊5，用于連接CMOS接口攝像頭8；

USB攝像頭接口模塊6，用于連接USB接口攝像頭9；

串口調(diào)試模塊7，用于連接外部電腦通過超級終端進(jìn)行配置和調(diào)試。

其中，所述主控制芯片模塊4采用三星公司的S3C2440芯片，此芯片具有SDRAM和NAND FLASH接口，并具有內(nèi)存管理單元(MMU)，因此可以運行Linux操作系統(tǒng)，從而可以為視覺算法提供運行平臺；同時S3C2440芯片具有CMOS接口和USB接口，因此可以連接CMOS接口攝像頭8和USB接口攝像頭9。

直流電源模塊1采用MAX8860產(chǎn)生出1.25V電壓，通過穩(wěn)壓芯片LM1117分別產(chǎn)生出3.3V和5.0V來滿足芯片不同的電壓需求，并通過RT9011雙路穩(wěn)壓芯片產(chǎn)生CMOS接口攝像頭1.8V和2.8V兩路電壓。

按鈕輸入模塊2，設(shè)計有2路按鈕電路，通過按鈕和上拉電阻串聯(lián)，當(dāng)改變按鈕狀態(tài)時從而產(chǎn)生出高低電平。

LED燈輸出顯示模塊3，設(shè)計有2路LED電路，通過連接限流電阻芯片直接產(chǎn)生高低電平驅(qū)動LED燈亮滅。

如圖2所示，CMOS攝像頭接口模塊5直接通過S3C2440芯片的CMOS接口引出并直接連接到CMOS接口攝像頭8，其中大多數(shù)CMOS接口攝像頭8的接口包括：

CAMSDA(1號管腳)、CAMSCL(2號管腳)分別是I²C總線的數(shù)據(jù)和時 鐘口，用于S3C2440芯片對CMOS接口攝像頭的白平衡等參數(shù)進(jìn)行配置，連接到S3C2440芯片I²C接口IICSDA/GPE15(M9號管腳)和IICSCL/GPE14(U8號管腳)，從而可以實現(xiàn)主芯片對攝像頭的配置，其中電阻R1和R2是I²C總線的上拉電阻。

CAMCLKOUT(3號管腳)是CMOS接口攝像頭的時鐘輸出，連接到S3C2440芯片的EINT20/GPG12(M10號管腳)，用于檢測CMOS接口攝像頭時鐘是否正常啟動。

CAMRST(4號管腳)是CMOS接口攝像頭RESET輸入，用于對攝像頭數(shù)據(jù)進(jìn)行重置，連接到S3C2440芯片的CAMRESET/GPJ12(J4號管腳)。

CAMCLK(5號管腳)是CMOS接口攝像頭輸入時鐘，可以通過外部設(shè)備提供時鐘，連接到S3C2440芯片的CAMCLKOUT/GPJ11(J3號管腳)。

HREF(6號管腳)是CMOS接口攝像頭行同步信號，即攝像頭數(shù)據(jù)傳送完一行數(shù)據(jù)后，觸發(fā)此信號一次，連接到S3C2440芯片的CAMHREF/GPJ10(G2號管腳)。

VSYNC(7號管腳)是CMOS接口攝像頭場同步信號，即攝像頭數(shù)據(jù)傳送完一幀數(shù)據(jù)后，觸發(fā)此信號一次，連接到S3C2440芯片的CAMVSYNC/GPJ9(G7號管腳)。

CAMPCLK(8號管腳)是CMOS接口攝像頭像素時鐘信號，即攝像頭每傳一個像素數(shù)據(jù)，觸發(fā)此信號一次，連接到S3C2440芯片的CAMPCLK/GPJ8(G5號管腳)。

CAMDATA7-CAMDATA0(9-16號管腳)8根數(shù)據(jù)線，用于傳送采集到圖片數(shù)據(jù)(RGB或YUV格式數(shù)據(jù))，連接到S3C2440芯片的 CAMDATA0/GPJ0-CAMDATA7/GPJ7(H2、J8、H7、H3、H4、H5、G3和H6號管腳)。

CMOS接口攝像頭需要多種供電電壓，通過VDD33V(17號管腳)、VDD_CAM(18號管腳)、VDD18V(19號管腳)連接3.3V、2.8V和1.8V電源輸入；COMS攝像頭GND(20號管腳)連接地。

如圖2所示，USB接口攝像頭9包括VBUS(1號管腳)、D-(2號管腳)、D+(3號管腳)和GND(4號管腳)4個接口，其中D-(2號管腳)連接S3C2440芯片主USB端口DN0接口；D+(3號管腳)連接S3C2440芯片的USB端口DP0接口；VBUS(1號管腳)接口連接5V電源；GND(4號管腳)接口連接地；其中電阻R3和R4主要起阻抗匹配作用，R5和R6作為下拉電阻。

如圖3所示，S3C2440芯片引出的TXD0/GPH2(K13號管腳)和RXD0/GPH3(K14號管腳)通過MAX3232芯片轉(zhuǎn)換為RS232協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)電平，其中S3C2440芯片TXD0/GPH2(K13號管腳)和MAX3232芯片T1IN(11號管腳)連接，S3C2440芯片RXD0/GPH3(K14號管腳)和MAX3232芯片ROUT1(12號管腳)連接；MAX3232芯片的T1out(14號管腳)和RIN1(13號管腳)分別和COM端口的2腳和3腳連接，COM端口的5腳接地；MAX3232芯片C1+(1號管腳)和C1-(3號管腳)之間連接電容C2；C2+(4號管腳)和C2-(5號管腳)之間連接C5；V+(2號管腳)連接電容C3到地；V-(6號管腳)連接電容C4到地；VDD(16號管腳)連接電源3.3V，并連接濾波電容C1到地；VSS(15號管腳)連接到地。

以上所述之實施例子只為本實用新型之較佳實施例，并非以此限制本實用新型的實施范圍，故凡依本實用新型之形狀、原理所作的變化，均應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護范圍內(nèi)。