基于图像识别的微型倾斜传感器

文章摘要： 系统功能模块及硬件设计 功能模块结构在PC机上验证之后,接下来的是设计专门的电路板,实现小型化的要求。根据实际需要,设计电路板的功能模块,其硬件结构如图6所示。 功能模块主要包括了4个部分: ①CCD传感器,用于采集水准泡图像。②DSP处理器,用于读取CCD传感器数据并处理读取数据,完成图像边缘识别及倾斜角度计算功能。另外,还需输出数据,显示到屏幕上和发送到RF芯片。③RF模块,用于发送传感器的输出数据。当传感器的安装位置比较特殊时,采用无线方式将减少线缆的麻烦,提高应用的灵活性。④LCD模块,主要用于显示数据,根据需要,设计成可选模块。 电路板设计根据上面的系统模块结构要求,选择元件绘制

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  系统功能模块及硬件设计   功能模块结构 　　在PC机上验证之后,接下来的是设计专门的电路板,实现小型化的要求。根据实际需要,设计电路板的功能模块,其硬件结构如图6所示。     　　功能模块主要包括了4个部分: ①CCD传感器,用于采集水准泡图像。②DSP处理器,用于读取CCD传感器数据并处理读取数据,完成图像边缘识别及倾斜角度计算功能。另外,还需输出数据,显示到屏幕上和发送到RF芯片。③RF模块,用于发送传感器的输出数据。当传感器的安装位置比较特殊时,采用无线方式将减少线缆的麻烦,提高应用的灵活性。④LCD模块,主要用于显示数据,根据需要,设计成可选模块。   电路板设计 　　根据上面的系统模块结构要求,选择元件绘制原理图并生成电路板PCB图。在电路板的布局上,注意以下几点:   ① 电路板的大小和水准器圆盘的相互匹配。   ② 核心元件CCD传感器芯片和DSP处理芯片布局。将其中的CCD芯片布置在电路板的中心,同时在CCD芯片四周留出钻孔位置,方便安装镜头。为减少电路板的面积,将DSP芯片放置在反面中间位置。再在四周布置必要的分立元件及用于连接RF发送模块的接插件,显示单元也做成模块式,方便显示单元的拆装。   嵌入式系统的软件设计   核心算法的代码移植 　　由于在前面的方案验证中,采用的是Matlab高级语言编制的边缘检测算法,因此需要将其转化为DSP开发工具环境支持的C语言,利用Matlab 中的MCC编译工具将M函数转换为C语言。   代码集成 　　将边缘检测算法转化为开发工具所支持的语言之后,将编制的CCD芯片的读写操作函数,数据处理结果输出函数集成起来,通过调试排除基本的语法及逻辑错误,实现编译通过,生成机器代码。   在线调试 　　完成上面的代码集成之后,通过联机调试实现系统的功能。   ① 监视程序中的变量,按照数据的流向,从数据源(即从CCD中读取的数据)开始检查排除错误一直到最后输出结果。   ② 在输出结果基本正确之后,通过测量出的实际的倾斜数值和系统输出数值的比较,修正校验直到达到满意结果。   结束语   　　微型倾斜传感器的设计,目前还存在以下几个方面问题需要继续研究:   ① 系统的精度:由于高的系统精度需要CCD有较高的分辨率,同时要求水准器需要有足够的面积,但这会和系统的成本和体积相矛盾。   ② 系统的响应时间:由于采用了水准泡,而液体有一定的粘度,从而影响了水泡的流动速度,降低了系统的响应时间。

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