智能科学系-飞翔机器人足球队培训教程视觉子系统传统的足球机器人视觉系统的硬件由模拟摄像头，镜头，数据传输线和图像采集卡组成。随着足球机器人技术的发展，对摄像头的要求越来越高，摄像头的选择逐渐有模拟转向了数字。同时，摄像头的变化，对镜头的要求也趋提高。在本系统中，使用了德国BASLERA312fc数字摄像头及相配套的镜头，数据传输线和1394适配卡。1．系统结构集控式足球机器人视觉子系统主要有3个模块，图像获取、预处理和图像处理，如图1.1所示。1.1图像获取由于采用模拟摄像头加图像采集卡获取图像的方式存在种种弊端，本课题研究的视觉系统决定选择数字摄像头来代替传统的模拟摄像头加图像采集卡。所谓数字摄像头是一种数字视频的输入设备，利用光电技术采集影像，通过内部的电路把这些代表像素的“点电流”转换成为能够被计算机所处理的数字信号的0和1，而不像视频采集卡那样首先用模拟的采集工具采集影像，再通过专用的模数转换组件完成影像的输入，数字摄像头在这个方面显得集成度更高,数字摄像头将摄像头和视频捕捉单元做在一起。本课题选用的硬件是德国BASLERA312fc1394数字摄像头，该款摄像头主要用于工业生产监控、机器视觉、显微图像分析、生物及医学等领域，具有以下主要特点：●优越的图像质量可以改善图像处理结果。●外形紧凑，易于安装。●支持AOI（AreaofInterest）扫描●多种分辨率选择，更加适应不同系统的需要。●电子控制曝光时间具有极大的适应性。●图像传输采用1394总线传输图1－1视觉系统结构图预处理图像分割图像获取结果输出人机交互视觉主流程；数据流程；命令流程目标识别比赛场地图像处理性能参数如下表：表1-1A312fc性能参数表靶面尺寸（宽×高）像素780×580传感器类型逐行扫描CCD像素尺寸8.3um×8.3um全分辨率时最高帧速53fps彩色/黑白彩色视频输出类型IEEE1394视频输出格式8bits同步外同步或1394总线曝光控制通过1394总线可编程控制红外滤光标准供电8-36DVC(建议使用12DVC)耗电不大于3.0W镜头接口C口外形尺寸40.8mm×62mm×62mm重量240gBASLERA312fc1394数字摄像头采用IEEE1394总线进行图像传输。IEEE1394又称火线(firewire)、i.link和Lynx,是一种高速串行总线标准。早在1985年,苹果公司(Apple)开发了名为火线的串行总线,开始在其Mac机上应用。德州仪器(TI)与索尼公司对该技术给予了支持,为其研制了通信芯片,用于数码相机等影像设备的数字接口。1995年,电气与电子工程师协会(IEEE)以火线为蓝本正式制订了IEEE1394标准。然而,由于当时对数据传输速度的要求不高,加之该技术由苹果公司主导,因而在以“标准为王”的IT业竞争中受到了Intel等主流PC厂商的冷落,长期得不到重视和普及。随着计算机高速外围设备和信息家电(IA)的迅速发展,人们迫切需要一种在高速数字设备之间实现灵活通信的串行总线。Intel的USB1.0总线的最大传输速率仅有12Mb/s,远不能满足此类需求,而USB2.0和串行ATA1.0等新规范又缺乏软硬件支持,此时,性能出色、传输速度高达400Mb/s且技术成熟的1394总线开始显露锋芒,成为应用热点。进入21世纪,IT业的标准之争更加激烈。出于与Intel竞争的需要,台湾的威盛公司(VIA)全力倡导1394架构,并为此开发了一体化的新型接口芯片,而Intel也改变了从前的冷淡态度,参与了1394贸易协会的工作并力求成为新标准的主导者。在这种背景下,1394总线在最近的1、2年中得到了迅速发展和广泛应用,极有可能成为IT和IA领域的基本总线标准。IEEE1394传输总线保证能够为BASLERA312fc数字摄像头的图像传输提供一个恒定的带宽，在传输速度上完全能够满足需要，同时支持热插拔和即插即用，使得设备在使用和移除时十分方便。为了配合1394数字摄像头的使用，还需选择一块1394数字接口卡用来传输数字视频流。此外，在机器视觉系统中，光学镜头相当于人眼的晶状体。好的光学镜头具有良好的均匀度，无论是望远还是摄近，镜头中心的聚焦跟边缘的聚焦基本相同。而品质不好的产品，可以清楚看到聚焦后，边缘不实感非常明显，这将严重影响使用效果.而且如果所选择的镜头品质级别不够，图像轮廓就会产生梯形失真。因此光学镜头的选择也很重要。1.2图像预处理在视觉系统...