3D機(jī)器視覺(jué)參考設(shè)計(jì)包含德州儀器的DLP結(jié)構(gòu)光軟件開(kāi)發(fā)工具套件。這種設(shè)計(jì)將結(jié)構(gòu)光解決方案中的TI數(shù)字微鏡器件與攝像機(jī)、傳感器、電機(jī)或其他外設(shè)集成，為開(kāi)發(fā)人員提供了一個(gè)構(gòu)建運(yùn)點(diǎn)的系統(tǒng)框架。
系統(tǒng)框圖：
主要特性和優(yōu)點(diǎn)：
1.快速、可編程的圖像模式速率
(1)實(shí)時(shí)獲取運(yùn)動(dòng)物體的3D掃描數(shù)據(jù)
(2)使用自適應(yīng)模式集，優(yōu)化多個(gè)對(duì)象和環(huán)境的掃描速度和精度
2.使用可靠的MEMS反射微鏡進(jìn)行數(shù)字切換
有效抑制系統(tǒng)對(duì)色彩、距離、運(yùn)動(dòng)和環(huán)境的敏感度，從而不受時(shí)間和溫度的影響，提升系統(tǒng)性能
主要參考器件：
1.DLP4500NIR：數(shù)字微鏡器件 (DMD)
DLP4500NIR 數(shù)字微鏡器件 (DMD) 可當(dāng)作一個(gè)空間光調(diào)制器 (SLM) 來(lái)快速、準(zhǔn)確、高效地操控近紅外 (NIR)光，產(chǎn)生所需圖案。
由于其在緊湊封裝尺寸內(nèi)所特有的高分辨率，DLP4500NIR DMD 經(jīng)常與一個(gè)單元件檢測(cè)器組合在一起，以取代昂貴的 InGaA 陣列檢測(cè)器設(shè)計(jì)，從而獲得高性能、經(jīng)濟(jì)高效的便攜式解決方案。
DLP0.45 WXGA 芯片組結(jié)構(gòu)
詳細(xì)資料：DLP4500NIR 0.45 WXGA 近紅外數(shù)字微鏡器件
2.TMS320DM8168($103.5000)：達(dá)芬奇數(shù)字媒體處理器
DM816x DaVinci? 視頻處理器是高度集成的、可編程平臺(tái)，它利用 TI 的DaVinci?技術(shù)來(lái)滿(mǎn)足下列應(yīng)用的處理需求： 視頻編碼、解碼、轉(zhuǎn)碼和速率轉(zhuǎn)換、視頻安全、視頻會(huì)議、視頻基礎(chǔ)設(shè)施、媒體服務(wù)器、和數(shù)字標(biāo)牌。憑借全集成化混合處理器解決方案所具有的極大靈活性，該器 件使得 OEM 和 ODM 制造商能夠?qū)碛蟹€(wěn)健的操作系統(tǒng)支持、豐富的用戶(hù)界面以及高處理性能的設(shè)備迅速投放市場(chǎng)。 此器件將可編程視頻及音頻處理與1 個(gè)高度集成的外設(shè)集組合在一起。
TMS320DM8168達(dá)芬奇數(shù)字媒體處理器功能框圖
該器件的關(guān)鍵之處在于多達(dá) 3 個(gè)高分辨率視頻和成像協(xié)處理器 (HDVICP2)。 每個(gè)協(xié)處理器能夠執(zhí)行一個(gè)單個(gè) 1080p60 H.264 編碼或解碼、或者多個(gè)較低分辨率或幀速率的編碼和解碼。 另外，也可完成多通道 HD 至 HD 或 HD 至 SD 代碼轉(zhuǎn)換以及多重編碼。 憑借可同時(shí)處理 1080p60 數(shù)據(jù)流的能力，TMS320DM816x 器件成為了一款適合當(dāng)今苛刻的 HD 視頻應(yīng)用要求的強(qiáng)大解決方案。
詳細(xì)資料：TMS320DM816x 達(dá)芬奇數(shù)字媒體處理器
3.DLPC300($21.7490)：0.3 WVGA 數(shù)字控制器
DLPC300 數(shù)字控制器， DLP 0.3 WVGA 芯片組部件，支持 DLP3000($119.0000) DMD 的可靠運(yùn)行。 DLPC300 控制器還在用戶(hù)電子器件和 DMD 間提供一個(gè)便捷的、多功能接口，此接口可實(shí)現(xiàn)高速模式速率(高達(dá) 4kHz 二進(jìn)制數(shù))并提供 LED 控制和用于多重輸入分辨率的數(shù)據(jù)格式。 DLP300($119.0000)還輸出一個(gè)觸發(fā)信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)與一個(gè)相機(jī)、傳感器，或者其它外設(shè)的顯示模式同步。
DLPC300 0.3 WVGA 數(shù)字控制器功能框圖
DLPC300 控制器可將 DLP 0.3 WVGA 芯片組集成至小尺寸封裝以及低成本光定向應(yīng)用。 0.3 WVGA 芯片組的實(shí)例末端設(shè)備包括 3D 掃描或者計(jì)量系統(tǒng)，此系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)化燈光、交互式顯示、化學(xué)分析儀、醫(yī)療器械，和其它要求空間光調(diào)制(或者光定向和光構(gòu)圖)的末端設(shè)備。
詳細(xì)資料：DLP用于DLP3000數(shù)字微鏡器件的數(shù)字控制器
Xilinx用于工業(yè)自動(dòng)化的機(jī)器視覺(jué)解決方案
當(dāng)前工業(yè)工廠(chǎng)自動(dòng)化需要機(jī)器視覺(jué)來(lái)快速準(zhǔn)確檢測(cè)檢查生產(chǎn)線(xiàn)，確保高質(zhì)量控制。這些穩(wěn)定可靠的系統(tǒng)需要從簡(jiǎn)單線(xiàn)路到 10 兆像素傳感器的各種圖像及輸出協(xié)議。Xilinx All Programmable 解決方案與 Zynq?-7000 All Programmable SoC 平臺(tái)支持各種機(jī)器視覺(jué)接口，如 GigEVision、基于 LVDS 的 CameraLink 以及新興 USB3 技術(shù)等。單芯片處理技術(shù)可提供高度靈活的 IO 結(jié)構(gòu)，而雙核 Cortex A9 處理器則支持分析與系統(tǒng)軟件。
Xilinx 智能解決方案不僅包括 All Programmable FPGA 和 SoC，而且還含有一系列可定制的 SmartCORE 和 LogiCORE IP 核，能夠充分滿(mǎn)足您獨(dú)特的市場(chǎng)需求。Xilinx Vivado? Design Suite配合高度集成的開(kāi)發(fā)工具流程，并采用 OpenCV 庫(kù)、Vivado 高層次綜合和 IP Integrator，與 AISC 和 ASSP 解決方案相比，可更加快速靈活地向市場(chǎng)推出最具差異化的產(chǎn)品，同時(shí)降低風(fēng)險(xiǎn)和擁有成本。
下圖主要演示圖像處理、分析、定制 IP 以及高靈活機(jī)器視覺(jué)接口在單芯片上的集成實(shí)例， 其可大幅降低材料清單成本，顯著提高系統(tǒng)性能。
主要特性：
高分辨率 VGA 至500 萬(wàn)像素傳感器
改變分辨率支持 5-120($1.7181) fps
圖像信號(hào)處理
寬動(dòng)態(tài)范圍
智能視頻分析
低資源占用 H.264 編碼
靈活的視頻輸出接口
Xilinx多協(xié)議機(jī)器視覺(jué)攝像機(jī)參考設(shè)計(jì)
可利用 Artix-7 FPGA 和 Xilinx 機(jī)器視覺(jué)合作伙伴 Sensor to Image 的 IP 實(shí)現(xiàn)多標(biāo)準(zhǔn)的可擴(kuò)展攝像機(jī)平臺(tái)，與之前的工業(yè)攝像機(jī)設(shè)計(jì)相比，其具有最佳的功率性能、最低的功耗和更低的總體 BOM 成本。
1.解決方案概述與優(yōu)勢(shì)
MicroBlaze? 32 位處理器作為機(jī)器視覺(jué)攝像機(jī)軟件和通信棧的主機(jī)，可充分支持 GenICam 標(biāo)準(zhǔn)
高速串行收發(fā)器支持 Coaxpress 要求的 6.25G 以上的速度
面向任意機(jī)器視覺(jué)接口標(biāo)準(zhǔn)的可重編程平臺(tái)，借助合作伙伴 Sensor to Image 使用解決方案支持所有協(xié)議
最高性能的低端 FPGA 架構(gòu)
低功耗 28nm 技術(shù)有助于滿(mǎn)足攝像機(jī)功耗預(yù)算和熱約束
提供 10 x 10mm 的小型創(chuàng)新封裝選項(xiàng)，滿(mǎn)足小尺寸攝像機(jī)要求，無(wú)需 PCB 微過(guò)孔即可實(shí)現(xiàn)。
多協(xié)議機(jī)器視覺(jué)攝像機(jī)方案框圖
2.IP 核
機(jī)器視覺(jué)連接 IP (Sensor to Image)
色度重采樣 LogiCORE IP
色彩校正矩陣 LogiCORE IP
色彩濾鏡矩陣 LogiCORE IP
色彩空間轉(zhuǎn)換引擎 LogiCORE IP
解交錯(cuò)掃描 LogiCORE IP
Gamma 校正 LogiCORE IP
Xilinx 視頻與圖像處理包
3.參考設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)板和套件
Xilinx Zynq 視頻與圖像套件
Xilinx Zynq?-7000 All Programmable SoC 視頻和影像套件建立在 ZC702 評(píng)估套件的基礎(chǔ)之上，包含開(kāi)發(fā)定制視頻應(yīng)用所必須的硬件、軟件以及 IP 核。 視頻 I/O FMC 卡(支持 HDMI 和圖像傳感器輸入)和視頻目標(biāo)參考設(shè)計(jì)使開(kāi)發(fā)人員可以立即啟動(dòng)軟件、固件和硬件開(kāi)發(fā)工作。
主要性能和優(yōu)勢(shì)：
使用 Zynq-7000 SoC 對(duì)嵌入式應(yīng)用進(jìn)行快速原型設(shè)計(jì)以實(shí)現(xiàn)優(yōu)化
硬件、設(shè)計(jì)工具、 IP、以及預(yù)驗(yàn)證參考設(shè)計(jì)
演示嵌入式設(shè)計(jì)，面向視頻通道
與 1GB DDR3 元件存儲(chǔ)連接的高級(jí)存儲(chǔ)接口
實(shí)現(xiàn) USB OTG、 UART、 IIC、 和 CAN 總線(xiàn)的串行連接
支持包含 Dual ARM Cortex-A9 核處理器的嵌入式處理
使用 10-100-1000 Mbps Ethernet (GMII、 RGMII 和 SGMII?) 的開(kāi)發(fā)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用
使用 HDMI 輸出實(shí)現(xiàn)視頻顯示應(yīng)用
擴(kuò)展 I/O， 包含 FPGA Mezzanine Card (FMC) 接口
Zynq-7000 AP SoC 智能驅(qū)動(dòng)平臺(tái)
詳細(xì)資料：Zynq-7000 AP SoC 智能驅(qū)動(dòng)平臺(tái)
Lattice USB 3.0 視頻橋接解決方案
Lattice USB 3.0視頻橋接開(kāi)發(fā)套件是由Mikroprojekt設(shè)計(jì)，采用了Lattice ECP3TMFPGA系列，是一款可立即投產(chǎn)的高清視頻捕捉和轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。結(jié)合Lattice的“視頻-USB3”橋接參考設(shè)計(jì)以及 Mikroprojekt的USB 3.0 UVC視頻類(lèi)固件，該套件開(kāi)箱即用，可方便地在帶有USB 3.0的Windows、MacOS或Linux操作系統(tǒng)上進(jìn)行演示。開(kāi)發(fā)板可作為標(biāo)準(zhǔn)的視頻捕捉設(shè)備與任何商業(yè)或開(kāi)源的軟件一起使用。
該解決方案基于Lattice ECP3，支持高速接收視頻與音頻數(shù)據(jù)，并打包成USB 3.0 UVC和UAC數(shù)據(jù)幀，無(wú)需使用外部存儲(chǔ)器緩存。Cypress EZ-USB FX3 USB 3.0接口提供5GB的視頻流連接至主機(jī)USB端口。Analog Devices ADV7611($8.6160)提供HDMI 1.4a捕捉功能(帶有可選的HDCP解碼)，Lattice三速SDI PHY可通過(guò)LatticeECP3 SERDES接口接收專(zhuān)業(yè)音頻和視頻信號(hào)。擴(kuò)展連接器允許攝像機(jī)或傳感器通過(guò)MIPI CSI-2或SubLVDS差分線(xiàn)路互連，迅速將開(kāi)發(fā)板轉(zhuǎn)換成適用于工業(yè)視覺(jué)應(yīng)用的USB 3.0高清攝像機(jī)。
該套件向?qū)I(yè)視頻設(shè)備制造商提供了可立即投產(chǎn)的USB 3.0視頻捕捉和轉(zhuǎn)換系統(tǒng)解決方案，可快速進(jìn)行評(píng)估和樣機(jī)開(kāi)發(fā)。套件內(nèi)包含用戶(hù)可用的原理圖和布局文件，可實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的定制。
重要特性和優(yōu)勢(shì)：
1.可立即投產(chǎn)的USB 3.0視頻橋接參考設(shè)計(jì)
2.通過(guò)USB 3.0傳送1080p 60 fps視頻流
3.HDMI 1.4a音頻和視頻捕捉
4.SD-、HD-、3G-SDI音頻和視頻捕捉
5.支持通過(guò)外部MIPI CSI-2、SubLVDS或并行傳感器捕捉視頻
6.參考設(shè)計(jì)提供快速的USB 3.0 UVC和UAC數(shù)據(jù)打包可在多種標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)(Windows、MacOS、Linux)上即
7.插即用的視頻捕捉設(shè)備可用的完整參考設(shè)計(jì)、原理圖和相關(guān)文檔
硬件特性如下圖：
Lattice ECP3的FPGA解決方案框圖：
目標(biāo)應(yīng)用：
圖像采集卡
DVR、轉(zhuǎn)碼系統(tǒng)
視頻編輯系統(tǒng)
監(jiān)控
工業(yè)視頻系統(tǒng)
機(jī)器視覺(jué)
USB 3.0攝像機(jī)
飛思卡爾機(jī)器視覺(jué)與智能攝像頭解決方案
高分辨率數(shù)字?jǐn)z像頭在許多現(xiàn)代工業(yè)和商業(yè)領(lǐng)域中正變得越來(lái)越普及。裝配生產(chǎn)線(xiàn)可以使用攝像頭來(lái)控制機(jī)械手和機(jī)械，檢驗(yàn)半導(dǎo)體芯片、汽車(chē)和藥材等復(fù)雜產(chǎn)品;零售業(yè)可??以使用攝像頭來(lái)監(jiān)控入口及收集智能數(shù)據(jù)。
隨著攝像頭生產(chǎn)技術(shù)、產(chǎn)品復(fù)雜性和分辨率的提高，這些應(yīng)用的要求也不斷增長(zhǎng)。機(jī)器視覺(jué)解決方案需要針對(duì)日益龐大的數(shù)據(jù)上運(yùn)行復(fù)雜的圖像處理算法，同時(shí)滿(mǎn)足嚴(yán)格的實(shí)時(shí)處理限制。
飛思卡爾高性能多核DSP處理器憑借其行業(yè)領(lǐng)先的DSP內(nèi)核、高帶寬I/O選項(xiàng)和可擴(kuò)展解決方案選項(xiàng)，解決了機(jī)器視覺(jué)和智能攝像頭圖像處理的難題。
機(jī)器視覺(jué)與智能攝像頭發(fā)方案框圖
推薦解決方案
1.數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)
MSC8256($175.8600)： 高性能六核DSP
MSC8256采用業(yè)內(nèi)性能最高、基于StarCore技術(shù)的DSP內(nèi)核，旨在支持當(dāng)今醫(yī)療成像、航空國(guó)防和高級(jí)測(cè)試與測(cè)量市場(chǎng)中高性能行業(yè)應(yīng)用的高級(jí)處理要求和功能。它提供了行業(yè)領(lǐng)先的性能和節(jié)能，在高度集成式片上系統(tǒng)(SoC)中采用45 nm工藝技術(shù)，達(dá)到與6 GHz單核器件同等的性能。MSC8256可幫助設(shè)備制造商創(chuàng)造出在更小尺寸的硬件內(nèi)集成更多功能的最終產(chǎn)品和服務(wù)。
MSC8256 DSP具有較高的性能和集成度，整合了6個(gè)完全可編程的增強(qiáng)型SC3850內(nèi)核，每個(gè)內(nèi)核的運(yùn)行頻率高達(dá)1 GHz。根據(jù)獨(dú)立評(píng)估，SC3850 DSP內(nèi)核每MHz的處理能力比最接近的DSP競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品高40%?；诟咝阅軆?nèi)部RISC的QUICC Engine子系統(tǒng)支持多種聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，從而保證在分組網(wǎng)絡(luò)上可靠地傳輸數(shù)據(jù)，同時(shí)大幅減輕DSP內(nèi)核的處理負(fù)載。
MSC8256結(jié)構(gòu)框圖
2.處理器(MPU)
P1010($32.2650)： 帶有可信架構(gòu)的QorIQ P1010/14低功耗通信處理器
P1010和P1014($0.2750)通信處理器讓成本和功耗敏感的應(yīng)用也獲得QorIQ的性能。這款處理器采用45納米低功耗技術(shù)，運(yùn)行頻率高達(dá)800 MHz，功耗低至1.1W，具有強(qiáng)大的集成能力并配有豐富的接口，適用于對(duì)成本敏感的端點(diǎn)應(yīng)用，如NAS、DVR、SOHO路由器和聯(lián)網(wǎng)工廠(chǎng)自動(dòng)化等。
P1010處理器采用可信架構(gòu)平臺(tái)，具有先進(jìn)的端到端代碼簽名和入侵防御功能，有助于防止軟件入侵和軟件克隆攻擊。P1010處理器還集成多個(gè)FlexCAN控制器，可在各種工廠(chǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)中配置工業(yè)協(xié)議。
QorIQ P1010/14低功耗通信處理器結(jié)構(gòu)框圖
詳細(xì)資料：P1010： 帶有可信架構(gòu)的QorIQ P1010/14低功耗通信處理器
3.電機(jī)驅(qū)動(dòng)器
4.電源管理