FIFO芯片与单片机构建的图像采集系统

"FIFO芯片和单片机实现的图像采集系统是通过结合FIFO芯片AL422B与飞思卡尔16位单片机MC9S12DG128来解决图像采集速度和存储空间限制的问题。该系统利用OV7670摄像头芯片获取高速率图像，FIFO芯片实时读取图像数据，然后单片机以较低速率从FIFO中读取并处理图像，完成点光源像素距离的计算，同时准备采集下一幅图像。通过样机测试，该方案能够确保图像完整性，并降低系统成本，替代昂贵的DSP解决方案。" 在单片机应用领域，尤其是涉及到图像处理时，经常面临图像采集速度过快、存储器容量不足的挑战。例如，以30帧每秒（fps）的速度采集640×480像素的图像，对单片机的存储和处理能力提出了极高的要求。传统的16位单片机如MC9S12DG128，在高频运行状态下也只能处理每行320个像素，导致图像信息的丢失。 本文提出了一种创新的解决方案，即引入FIFO（First In First Out，先进先出）芯片AL422B。FIFO芯片作为一种缓冲存储器，可以暂时保存高速率的图像数据，使得单片机能够在较低的速率下从容地读取和处理这些数据。这样，即使单片机处理速度较慢，也能确保图像数据的完整性和连续性，而不至于丢失关键信息。 点光源测距原理是该系统的一个重要应用场景。在野外作业中，通过设置等间距的红外点光源标杆，可以利用单帧静态图像的小孔成像原理进行距离测量。摄像头捕获的图像中，点光源的位置对应于实际距离，通过计算点光源在图像中的像素位置，结合摄像头的焦距和已知的物理距离，可以计算出与标杆的距离。这种方法既减少了图像处理的复杂性，又提高了测量的实时性和适应各种环境条件的能力。 如图1所示，当点光源标杆全部在摄像头视野内时，适用于远距离测距；而图2所示的情况，当部分点光源标杆位于视野内，则适用于近距离测距。通过这种机制，系统能够灵活应对不同距离的测量需求，实现了高效、低成本的图像采集与处理。 FIFO芯片和单片机实现的图像采集系统成功克服了单片机处理速度与图像采集速率不匹配的难题，同时也降低了图像处理系统的成本，对于需要实时图像处理和点光源测距的应用场景具有很高的实用价值。