机器人视觉识别系统研究

西南科技大学城市学院

毕业论文（设计）

论文题目： 机器人视觉识别系统研究

系 别： 机电工程系 专 业： 自动化 班 级： 0701 学 号： 200740128 学生姓名： 蒋伟 指导教师： 王媛

西南科技大学城市学院本科生毕业论文

机器人视觉识别系统研究

摘 要

现实生活和工业生产中，具有视觉识别系统的机器人的应用越来越多，本文

目标是设计出一个基于嵌入式微处理器ARM（S3C2440）与CMOS构建的图像数据采集系统，完成高质量的图像数据采集功能及星形图形的识别。

论文重点对图像数据采集系统总体方案进行了探索和设计，构造了一种基于ARM＋OV7725的图像采集系统方案，通过ARM处理器、OV7725图像传感器、及LCD显示器构成整个图像采集系统的硬件部分，并通过相应的软件设计完成对整个系统的控制，最终实现图像数据采集和识别功能。

关键词: 图像采集 识别 ARM处理器 OV7725

西南科技大学城市学院本科生毕业论文II

Robot Vision Recognition System

Abstract

In real life, and industrial production, a robot with a visual identification system used more and more and more, this goal is to design a microprocessor-based embedded ARM (S3C2440) and CMOS image data acquisition system built to complete the high-quality The image data acquisition and star identification graphics.

Paper focuses on the general scheme of image data acquisition system are explored and the design, construction which is based on ARM + OV7725 image acquisition system, through the ARM processor, OV7725 image sensor, and LCD monitor system constitutes the entire image acquisition hardware, and through Completion of the appropriate software to control the whole system, and ultimately the image data acquisition and recognition.

Keywords: ARM processor OV7725 image acquisition Recognition

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目录

第一章 绪论 ................................................................................................................................1

1.1背景 .....................................................................................................................................1 1.2 意义 ..................................................................................................................................2 1.3 总结 ....................................................................................................................................3 第二章 系统方案设计 ................................................................................................................4

2.1系统处理器选择 .................................................................................................................4 2.2图像传感器的选择..............................................................................................................5 2.3系统方案 .............................................................................................................................6 第三章 硬件设计 ............................................................................................................................8

3.1 S3C2440处理器................................................................................................................8 3.2 ARM处理器与OV7725图像传感器接口设计 ................................................................10 3.3 ARM处理器与液晶屏接口 .............................................................................................. 11 3.4 本章小节 ........................................................................................................................12 第四章 软件设计 ..........................................................................................................................13

4.1 图像数据采集系统软件总体设计 .................................................................................13 4.2 相机程序 ..........................................................................................................................14 4.3 相机接口程序设计.........................................................................................................19 4.4 OV7725图像传感器模块 ................................................................................................23 4.5 LCD显示模块 .................................................................................................................29 4.6源代码文件说明 ...............................................................................................................32 4.7 图形识别的算法 ..............................................................................................................33 4.8本章小节 ............................................................................................................................34 第五章 系统调试优化 ..................................................................................................................35

5.1 优缺点 ...............................................................................................................................35 5.2 实物图 ...............................................................................................................................35 致谢 ..................................................................................................................................................37 参考文献 ..........................................................................................................................................38

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第一章 绪论

1.1背景

进入21世纪以来，机器人的研究取得了长足的发展，从论文发表和成

果报道来看，视觉识别机器人已成为机器人领域目前最引人注目的拘束热点。从2000年起，IEEE每年召开视觉识别机器人专题的学术会议（Int.conf.on Humanoid Robots），学术期刊Int.J.ofhumanoid Robotics也于2004年创刊。视觉识别机器人的研究论文也频见于机器人相关领域其它学术刊物，这些都表明视觉识别机器人座位机器人学的一个重要分支，已经受到学界的充分重视

目前世界各国都在发展，日本的视觉识别机器人研究在企业界的大力支持下发展较快，无论从羡慕数量或是研究成果看，都占据着明显的领先地位，此外，美英德韩也都在开展相关研究。.

机器人视觉对于智能机器人就相当于眼睛和人的关系一样，为了使机器人实现智能化，则必须让机器人具有感知功能，是机器人能够―看到‖周围世界，第一代工业机器人由于没有视觉系统，只能按照预先规定的动作往返操作，一旦工作环境变化，机器就不能胜任工作，因为无法感知周围环境和工作对象的情况，因此对于机器人来说，视觉系统是必不可少的，所以对于图像采集的研究和探索那是绝对不可少的。

且随着科学技术的发展，更高速，更可靠，更低成本成为各种技术开发的要求。图像采集与处理技术的应用越来越广泛，技术要求也越来越高，设计能实现图像采集与图像处理一体化，结构紧凑，并能有效降低成本的专用图像处理系统，将具有很大的市场应用前景，这种系统具有安装方便、配置灵活，便于携带等突出优点。

计算机技术已经进入嵌入式产品时代，嵌入式产品将逐渐成为行业发展的主流，而作为这个时代的代表行产物——ARM嵌入式微处理器的应用将更加广泛，ARM实业界领先的16/32位嵌入式RISC处理器技术供应商，占领了大约75%的市场。它可为一个完整系统的开发提供全面的技术支持，具有性能高，低成本和能耗省等特点，ARM嵌入式处理器采用PCA架构，支持大容量Fllash和ARM存储器，支持实时操作系统，ARM的微处理器核心正迅速地在便携通信设备、手持设备、工业控制仪器仪表，信息家电及消费类电子等各个领域得到广泛的应

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