專利名稱：一種雙dsp的視覺跟蹤遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于安全監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種通過對動態(tài)目標(biāo)進行自動跟蹤監(jiān)控系 統(tǒng)。
背景技術(shù)：
數(shù)字信號處理(Digital Signal Processing，簡稱DSP)是獨特的微處理器，是以 數(shù)字信號來處理大量信息的器件。其工作原理是接收模擬信號，轉(zhuǎn)換為0或1的數(shù)字信號， 再對數(shù)字信號進行修改、刪除、強化，并在其他系統(tǒng)芯片中把數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)解譯回模擬數(shù)據(jù)或?qū)?際環(huán)境格式。它不僅具有可編程性，而且其實時運行速度可達(dá)每秒數(shù)以千萬條復(fù)雜指令程 序，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過通用微處理器，是數(shù)字化電子世界中日益重要的電腦芯片。DSP微處理器(芯 片)一般具有如下主要特點在一個指令周期內(nèi)可完成一次乘法和一次加法；程序和數(shù)據(jù) 空間分開，可以同時訪問指令和數(shù)據(jù)；片內(nèi)具有快速RAM，通?？赏ㄟ^獨立的數(shù)據(jù)總線在兩 塊中同時訪問；具有低開銷或無開銷循環(huán)及跳轉(zhuǎn)的硬件支持；快速的中斷處理和硬件I/O 支持；具有在單周期內(nèi)操作的多個硬件地址產(chǎn)生器；可以并行執(zhí)行多個操作；支持流水線 操作，使取指、譯碼和執(zhí)行等操作可以重疊執(zhí)行等，并且已經(jīng)廣泛應(yīng)用于二維和三維圖形處 理、圖像壓縮與傳輸、圖像識別、動畫、機器人視覺、多媒體、電子地圖、圖像增強等。中國專利申請200810183464. 5 (視頻監(jiān)控系統(tǒng))公開一種公開了視頻監(jiān)控系統(tǒng)， 包括圖像預(yù)處理單元，用于將來自攝像頭的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為RGB格式的二進制碼流；圖像 壓縮單元，用于將所述RGB格式的二進制碼流進行壓縮編碼；加密單元，用于在所述圖像壓 縮單元壓縮編碼過程中，對圖像數(shù)據(jù)進行加密；中央處理器，用于對整個系統(tǒng)進行整體的調(diào) 度控制。所述圖像壓縮單元采用的壓縮過程為JPEG或JPEG-2000標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)有的視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，存在無法自動根據(jù)目標(biāo)進行視覺跟蹤的問題，更沒有一 種有效的解決實時視覺跟蹤問題同時也能提高遠(yuǎn)程交互性能的有效方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種雙DSP的視覺跟蹤遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，它有效的解決圖象的 采集和處理的實時問題，同時也實現(xiàn)視覺跟蹤跟隨目標(biāo)的自動調(diào)節(jié)功能，為遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng) 提供一種新的實現(xiàn)方案。下面對本發(fā)明方案做進一步描述一種雙DSP的視覺跟蹤遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，包括電動云臺裝置、視頻解碼模塊和DSPl 模塊，電動云臺裝置采集的圖象數(shù)據(jù)經(jīng)由視頻解碼模塊解碼后輸入DSPl模塊，其特征在 于，還具有DSP2模塊、驅(qū)動模塊、CPU模塊和網(wǎng)絡(luò)通訊模塊；DSP2模塊連接驅(qū)動模塊輸出驅(qū)動電信號，驅(qū)動模塊具有三個MC33886芯片和H橋 的驅(qū)動電路以控制電動云臺裝置內(nèi)的圖象采集元器件作上下、左右及前后位移；DSPl模塊與DSP2模塊通過多通道緩沖串口 McBSP端口相連以將電動云臺裝置的
3輸入圖象的形心位置及目標(biāo)的面積與設(shè)定比對所計算出的偏差輸入至DSPl模塊；DSPl模 塊根據(jù)該偏差形成對驅(qū)動模塊的驅(qū)動信號；DSP2模塊通過1 總線及接口將經(jīng)過DSPl模塊的數(shù)字圖象信號輸入CPU模塊； CPU模塊和網(wǎng)絡(luò)通訊模塊相連，并通過網(wǎng)絡(luò)通訊模塊及網(wǎng)絡(luò)接口接入互聯(lián)網(wǎng)，以實現(xiàn)將電動 云臺裝置采集的圖象信號實時傳送至遠(yuǎn)程的服務(wù)器。上所述的DSPl模塊具有TM S320DM 642型DSP芯片；DSP2模塊具有TMS320擬812 型DSP芯片。更進一步，視頻解碼模塊為視頻解碼SAA7115芯片；DSPl模塊與DSP2模塊分別通 過片上EMIF接口連接兩片32MB的同步動態(tài)存儲器SDRAM和1片4MB的FLASH。綜上所述的雙DSP的視覺跟蹤遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，它具有如下顯著的技術(shù)進步(1)、提出一種“CPU+雙DSP”的架構(gòu)，一方面解決視頻信號采集與運動控制快速同 步問題，同時更有利于六幀相鄰圖像差分相乘等復(fù)雜控制算法的實現(xiàn)；(2)、DSPl模塊與DSP2模塊通過多通道緩沖串口 McBSP端口相連，并實現(xiàn)與視頻 通道復(fù)用。(3)、通過網(wǎng)絡(luò)通訊模塊與遠(yuǎn)程服務(wù)器相連，為遠(yuǎn)程監(jiān)控擴展提供了支持。


圖1是本發(fā)明系統(tǒng)架構(gòu)框圖；圖2是本發(fā)明電動驅(qū)動控制框圖之一；圖3是DSPl模塊與DSP2模塊5之間的通訊原理圖。
具體實施例方式實施例一參考圖1，雙DSP的視覺跟蹤遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，由電動云臺裝置1、視頻解碼模塊2、 DSPl模塊3，驅(qū)動模塊4、DSP2模塊5、CPU模塊6和網(wǎng)絡(luò)通訊模塊7組成。其中電動云臺裝置1采集的圖象數(shù)據(jù)經(jīng)由視頻解碼模塊2解碼后輸入DSPl模塊 3 ；DSP2模塊5連接驅(qū)動模塊4輸出驅(qū)動電信號，驅(qū)動模塊4具有三個MC33886芯片和H橋 的驅(qū)動電路以控制電動云臺裝置1內(nèi)的圖象采集元器件作上下、左右及前后位移；DSPl模 塊3與DSP2模塊5通過多通道緩沖串口 McBSP端口相連以將電動云臺裝置1的輸入圖象 的形心位置及目標(biāo)的面積與設(shè)定比對所計算出的偏差輸入至DSPl模塊3 ；DSPl模塊3根據(jù) 該偏差形成對驅(qū)動模塊4的驅(qū)動信號；DSP2模塊5通過1 總線及接口將經(jīng)過DSPl模塊的 數(shù)字圖象信號輸入CPU模塊6 ；CPU模塊6和網(wǎng)絡(luò)通訊模塊7相連，并通過網(wǎng)絡(luò)通訊模塊7 及網(wǎng)絡(luò)接口接入互聯(lián)網(wǎng)，以實現(xiàn)將電動云臺裝置(1)采集的圖象信號實時傳送至遠(yuǎn)程的服 務(wù)器。如圖1所示，作為視頻解碼核心模塊，DSPl模塊3將電動云臺裝置1的模擬視頻轉(zhuǎn) 換成TM S320DM 642型DSP芯片(簡稱DM 642)所識別的數(shù)字圖像，完成圖像的采集。通過 視頻解碼模塊2采用9位視頻解碼SM7115芯片來實現(xiàn)轉(zhuǎn)換功能，同時TM S320DM 642型 DSP芯片也可通過I2C總線對SAA7115芯片進行編程配置。另外DSPl模塊3將TM S320DM 642型DSP芯片處理過的數(shù)字圖像以及通過I2C傳輸?shù)臄?shù)字視頻輸出至CPU模塊6，并經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)通訊模塊7與互聯(lián)網(wǎng)上的遠(yuǎn)程服務(wù)器實現(xiàn)圖象同步遠(yuǎn)程顯示。輸入CPU模塊6的圖象 模式可以通過I2C總線進行編程配置。數(shù)字圖像處理 數(shù)字圖像處理以TMS320DM 642型DSP芯片為核心，其運行頻率為600MHz，極大地 提高了運行處理的能力與速度。通過片上64bit的EM IF接口擴展2片32MB的同步動態(tài) 存儲器(SDRAM)，用于存儲視頻圖像和中間結(jié)果，每片SDRAM可存儲多達(dá)32幀的圖像，無疑 為6幀相鄰圖像差分相乘的處理方法奠定了基礎(chǔ)；還擴展了 1片4MB的FLASH，可以燒寫大 量的程序，且具備自啟動功能。DSPl模塊通過EMIF接口實現(xiàn)與FLASH和SDRAM的通訊，通 過I2C總線接口實現(xiàn)與視頻編碼器，通過McBSP實現(xiàn)與DSP2模塊的TM S320F2812型DSP芯 片(簡稱F2812)通訊，通過視頻解碼器端口實現(xiàn)數(shù)字圖像的捕獲，通過視頻編碼器端口實 現(xiàn)處理后的數(shù)字圖像的輸出至CPU模塊6。由于是動態(tài)背景下的運動目標(biāo)跟蹤，因此正套系 統(tǒng)可以采用六幀相鄰圖像差分相乘的方法來確定運動目標(biāo)的邊緣輪廓，通過輪廓邊緣計算 出運動目標(biāo)的形心位置以及目標(biāo)的顯示面積，并將解碼后的數(shù)字圖像與處理后的二值化圖 像復(fù)合后通過視頻編碼技術(shù)輸出CPU模塊(6)。與此同時，也將形心位置以及目標(biāo)的面積與 設(shè)定比對計算出偏差，并將偏差通過多通道緩沖串口輸出至DSP2模塊。DSP2模塊從McBSP 讀取偏差，確定對電動云臺裝置(1)各個直流電機的調(diào)節(jié)。運動控制運動控制以DSP2模塊5的TM S320F2812型DSP芯片核心，其運行頻率為150MHz。 通過片上EMIF接口擴展一片64K16bit靜態(tài)存儲器SDRAM，用于存儲從A/D轉(zhuǎn)換模塊采集來 的數(shù)據(jù)；還擴展了一片512K16bit的FLASH，用于燒寫運動控制程序。DSP2模塊5通過EMIF 接口實現(xiàn)與FLASH和SDRAM的通訊；通過McBSP實現(xiàn)與DSPl模塊的通訊；通過A/D接口實 現(xiàn)對直流電機電流的采集；通過使能正交編碼脈沖(QEP)電路，使其對固定在電機軸上的 光電電編碼器產(chǎn)生的兩路正交編碼脈沖進行譯碼和計數(shù)，從而獲得直流電機的位置和速度 等信息；通過PWM輸出管腳輸出的PWM信號來控制電動云臺裝置1的各直流電機。DSPl模塊與DSP2模塊5之間的通訊不同型號DSP間的通訊，一般采用RS-232的通訊方式，但此通訊方式操作復(fù)雜，抗 干擾性能差，且實時性不好。為了克服上述缺點，提高系統(tǒng)的實時性，系統(tǒng)采用McBSP來實 現(xiàn)DSP間的高速通訊，如圖3所示，將DSPl模塊3的TM S320DM 642型DSP芯片設(shè)置成主片， DSP2模塊5的TM S320F2812型DSP芯片設(shè)置成從片。經(jīng)過TM S320DM 642型DSP芯片處 理后得到的結(jié)果及時地通過McBSP傳送給DSP2模塊5，TM S320F2812型DSP芯片設(shè)置查詢 模式，查詢結(jié)果是否更新，從而做出相應(yīng)的控制輸出。由于TM S320DM 642型DSP芯片與視 頻通道復(fù)用，即McBSPO與視頻通道Video PortO (VPO)復(fù)用，McBSPl與視頻通道VideoPort 1 (VPl)復(fù)用因此系統(tǒng)將McBSPOEN置1 ；McBSPlEN置0，表示將視頻通道VPO設(shè)置成多通道 緩沖串口(McBSP)，而視頻通道VPl依然用于捕獲數(shù)字圖像。電動云臺裝置1的直流電機控制 參考圖2，由于DSP2模塊5的TM S320F2812型DSP芯片產(chǎn)生的PWM信號無法直接 驅(qū)動直流電機，因此就需要采用直流電機驅(qū)動模塊來將PWM信號轉(zhuǎn)換成可驅(qū)動直流電機的 信號。驅(qū)動模塊4以3片MC33886芯片為核心，同時采用了 H橋的驅(qū)動電路。單個芯片的 直流電機驅(qū)動控制框圖如圖2所示。
權(quán)利要求
1.一種雙DSP的視覺跟蹤遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，包括電動云臺裝置(1)、視頻解碼模塊(2)和 DSPl模塊(3)，電動云臺裝置(1)采集的圖象數(shù)據(jù)經(jīng)由視頻解碼模塊(2)解碼后輸入DSPl 模塊(3)，其特征在于，還具有DSP2模塊(5)、驅(qū)動模塊(4)、CPU模塊(6)和網(wǎng)絡(luò)通訊模塊 (7)；DSP2模塊(5)連接驅(qū)動模塊(4)輸出驅(qū)動電信號，驅(qū)動模塊(4)具有三個MC33886芯 片和H橋的驅(qū)動電路以控制電動云臺裝置(1)內(nèi)的圖象采集元器件作上下、左右及前后位 移；DSPl模塊(3)與DSP2模塊(5)通過多通道緩沖串口 McBSP端口相連以將電動云臺裝 置(1)的輸入圖象的形心位置及目標(biāo)的面積與設(shè)定比對所計算出的偏差輸入至DSPl模塊 (3) ；DSPl模塊(3)根據(jù)該偏差形成對驅(qū)動模塊⑷的驅(qū)動信號；DSP2模塊(5)通過I2C總線及接口將經(jīng)過DSPl模塊的數(shù)字圖象信號輸入CPU模塊(6)； CPU模塊(6)和網(wǎng)絡(luò)通訊模塊(7)相連，并通過網(wǎng)絡(luò)通訊模塊(7)及網(wǎng)絡(luò)接口接入互聯(lián)網(wǎng)， 以實現(xiàn)將電動云臺裝置(1)采集的圖象信號實時傳送至遠(yuǎn)程的服務(wù)器。
2.如權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述的DSPl模塊(3)具有TM S320DM 642 型 DSP 芯片，DSP2 模塊(5)具有 TM S320F2812 型 DSP 芯片。
3.如權(quán)利要求2所述的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述的視頻解碼模塊(2)為視頻解 碼SAA7115芯片。
4.如權(quán)利要求3所述的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述的DSPl模塊(3)與DSP2模塊 (5)分別通過片上EMIF接口連接兩片32MB的同步動態(tài)存儲器SDRAM和1片4MB的FLASH。
全文摘要
本發(fā)明涉及安全監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，提出一種雙DSP的視覺跟蹤遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，包括電動云臺裝置(1)、視頻解碼模塊(2)和DSP1模塊(3)，電動云臺裝置(1)采集的圖象數(shù)據(jù)經(jīng)由視頻解碼模塊(2)解碼后輸入DSP1模塊(3)，其特征在于，還具有DSP2模塊(5)、驅(qū)動模塊(4)、CPU模塊(6)和網(wǎng)絡(luò)通訊模塊(7)；DSP2模塊(5)連接驅(qū)動模塊(4)輸出驅(qū)動電信號，驅(qū)動模塊(4)具有三個MC33886芯片和H橋的驅(qū)動電路以控制電動云臺裝置(1)內(nèi)的圖象采集元器件作上下、左右及前后位移；DSP1模塊(3)與DSP2模塊(5)通過多通道緩沖串口McBSP端口相連；CPU模塊(6)和網(wǎng)絡(luò)通訊模塊(7)相連，并通過網(wǎng)絡(luò)通訊模塊(7)及網(wǎng)絡(luò)接口接入互聯(lián)網(wǎng)，以實現(xiàn)將電動云臺裝置(1)采集的圖象信號實時傳送至遠(yuǎn)程的服務(wù)器。
文檔編號H04N7/18GK102148962SQ201110065460
公開日2011年8月10日 申請日期2011年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月16日
發(fā)明者盧林發(fā), 葉燦才, 李越 申請人:中山愛科數(shù)字科技有限公司