[实用新型]机器人视觉图像预处理系统及机器人

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种机器人视觉图像预处理系统及机器人。

背景技术

目前，机器人没有统一的体系结构,其功能构件的模块化与标准化缺乏相应的标准体系与接口规范,在研发中存在大量低水平的简单重复工作,不能实现各种功能构件之间的可重用与置换,因此没有形成专业化的配套与产业链分工,不能实现工业化级别的生产,致使制造成本高昂,制约了其产业的形成和发展。

机器人模块化体系结构是指对机器人的各功能构件进行模块化、标准化分解,实现软硬件分离与功能独立化,在面向不同应用时，可通过重构的方式实现机器人的系统设计。

视觉作为机器人重要的感知方式，需要完成环境图像信息的采集、处理、提取机器人所需要的信息等功能,是机器人一个典型的功能构件。研究通用的视觉模块可以减少很多重复的研发工作；此外,由于大量的图像处理运算在独立于上位机的模块内运行，因此可以极大程度地减轻上位机的负担,使其更好地对全局进行控制。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种机器人视觉图像预处理系统，以解决传统的图像处理系统接口单一、运算速度不理想的技术问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种机器人视觉图像预处理系统，包括：光学组件、图像处理器单元；所述光学组件通过CCD图像传感器及AD转换模块将采集的图像信息发送至图像处理器单元；其中所述图像处理器单元适于采用嵌入ARM硬核的FPGA处理器，其包括：可编程逻辑PL端，且该可 编程逻辑PL端包括：图像输入连接端、图像输出连接端；所述CCD图像传感器的输出端与图像处理器单元的图像输入连接端相连；所述图像处理器单元的图像输出连接端与外部显示模块相连；以及所述图像处理器单元通过内置的DDR存储控制器与片外存储器的通信，以存储图像数据流。

进一步，所述图像处理器单元还包括PS端，且PS端与可编程逻辑PL端通过AXI总线进行互联。

进一步，所述PS端设有相应外设接口，即SD卡接口、以太网接口、USB接口和CAN通讯接口。

又一方面，本实用新型还提供了一种机器人，以解决机器人视觉处理的技术问题。

为了解决上述技术问题，本机器人包括：将所述机器人视觉图像预处理系统作为机器人的视觉系统。

进一步，所述机器人包括：主处理器，所述主处理器通过CAN总线与图像处理器单元相连，以获得机器人视觉图像预处理系统采集的视频数据，并在视频数据中识别目标，并根据目标控制机械手实现相应动作。

本实用新型的有益效果是，本实用新型的机器人视觉图像预处理系统及机器人将ARM的强大计算功能和FPGA的拓展功能进行结合，具有很强的拓展性，能够提供多种接口满足不同场合需要，并且具有较强的图像预处理功能，并且通过以太网接口接受远程控制并远程传输对运动目标的检测和跟踪结果。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的机器人视觉图像预处理系统的原理框图；

图2是本实用新型的图像处理器单元的原理框图。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

实施例1

如图1所示，本实施例1提供了一种机器人视觉图像预处理系统，包括：光学组件、图像处理器单元；所述光学组件通过CCD图像传感器及AD转换模块将采集的图像信息发送至图像处理器单元；其中所述图像处理器单元适于采用嵌入ARM硬核的FPGA处理器，其包括：可编程逻辑PL端，且该可编程逻辑PL端包括：图像输入连接端、图像输出连接端；所述CCD图像传感器的输出端与图像处理器单元的图像输入连接端相连；所述图像处理器单元的图像输出连接端与外部显示模块相连；以及所述图像处理器单元通过内置的DDR存储控制器与片外存储器的通信，以存储图像数据流。

所述图像处理器单元还包括PS端，且PS端与可编程逻辑PL端通过AXI总线进行互联。

具体的，本图像处理器单元例如但不限于采用Xilinx公司的Zynq-7020处理器，所述Zynq-7020处理器为嵌入ARM硬核的FPGA处理器，且集成了双核ARM Cortex-A9处理器的PS端和可编程逻辑PL端。其中PL端通过内部多组的AXI总线互连挂载在PS端实现控制；并且PS端还包括但不限于片上存储器和若干外部存储器接口。