一种基于双目视觉的手势识别采集系统的制作方法

本实用新型涉及人机交互技术领域，尤其是指一种基于双目视觉的手势识别采集系统。

背景技术：

人类在平时的交流过程中,除了使用语言、文字沟通之外,由于人类手势包含大量的符合人类认知方式的交互信息,更易被用户接受和使用；因此常常借助手势来完成交流任务。由于人手的连续运动,还存在三维空间位置信息，双目视觉可以获得三维空间，因此完全可以将人手位置和手势结合起来,作为一个不可分割的整体进行研究，这样有助于把手势从复杂背景分割出来，从而通过位置信息可以减少复杂场景对手势识别准确性的影响。目前手势识别主要基于PC机平台研究各种算法，而为了便于携带并应用更广泛的领域，需要采用一种低成本、低功耗和便于携带的嵌入式平台实现基于双目视觉的手势识别采集系统。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足与缺点，提供一种基于双目视觉的手势识别采集系统，并提供相应的通信接口可以与主控板进行通信，能把处理后的手势识别结果传送给主系统板。本实用新型具有便携性、可靠性高、低功耗、造价低、智能化程度高、制造维护方便、能够与其他设备通信等优点。

为实现上述目的，本实用新型所提供的技术方案为：一种基于双目视觉的手势识别采集系统，包括：

直流电源模块，用于提供稳定直流电压；

按钮输入模块，用于对摄像头参数进行配置；

LED灯输出显示模块，用于对系统的状态进行显示；

主控制芯片模块，用于处理双目视觉算法，该模块包括用于向运行程序提 供内存的DDR2SDARM内存电路及用于存储程序的NAND FLASH存储器电路；

CMOS摄像头接口模块，用于连接CMOS接口摄像头；

USB摄像头接口模块，用于连接USB接口摄像头；

串口调试模块，用于连接外部电脑通过超级终端进行配置和调试；

其中，所述主控制芯片模块采用的芯片型号为S3C2440，此芯片具有SDRAM和NAND FLASH接口，并具有内存管理单元MMU，能够运行Linux操作系统，从而为视觉算法提供运行平台；同时，S3C2440芯片具有CMOS接口和USB接口，能够连接CMOS接口摄像头和USB接口摄像头；所述直流电源模块采用MAX8860产生出1.25V电压，通过稳压芯片LM1117分别产生出3.3V和5.0V来满足芯片不同的电压需求，并通过RT9011双路稳压芯片产生CMOS接口摄像头1.8V和2.8V两路电压；所述CMOS摄像头接口模块直接通过主控制芯片S3C2440的CMOS接口引出；所述USB摄像头接口模块直接通过主控制芯片S3C2440的USB接口引出；所述串口调试模块和主控制芯片的串行口通过MAX232电平转换芯片满足RS232标准，从而能够直接和电脑连接并具有调试功能；所述按钮输入模块设计有2路按钮电路，通过按钮和上拉电阻串联，在改变按钮状态时从而产生出高低电平；所述LED灯输出显示模块设计有2路LED电路，通过连接限流电阻芯片直接产生高低电平驱动LED灯亮灭。

所述双目视觉系统采用USB和CMOS接口双通道图像采集模式，而不是单一仅仅依靠某一种接口。

所述CMOS摄像头接口模块通过S3C2440芯片的CAMRESET/GPJ12、CAMCLKOUT/GPJ11、CAMHREF/GPJ10、CAMVSYNC/GPJ9、CAMPCLK/GPJ8、CAMDATA0/GPJ0-CAMDATA7/GPJ7分别与CMOS接口摄像头的CAMRST、CAMCLK、HREF、VSYNC、CAMPCLK、CAMDATA7-CAMDATA0一一对应 连接；S3C2440芯片的I²C接口IICSDA/GPE15、IICSCL/GPE14分别与CMOS接口摄像头的CAMSDA、CAMSCL一一对应连接；S3C2440芯片的EINT20/GPG12于CMOS接口摄像头的CAMCLKOUT连接。

所述USB摄像头接口模块通过S3C2440芯片的DN0、DP0分别与摄像头USB接口的D-、D+连接；所述USB接口摄像头的VBUS连接供电电源5V，GND连接地。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：

1、本系统针对双目视觉系统采用USB和CMOS接口双通道图像采集模式，而不是单一仅仅依靠某一种接口，所以本设计充分利用当前硬件资源，提高图像采集和处理的效率。

2、本系统具有较灵活的设置功能，在系统开始启动时通过按钮可以进入到配置工作模式，并通过串口终端可以对摄像头的校正参数和颜色表进行配置，从而方便在不同场景下对摄像头参数实现快速配置。

3、本系统具有较好的扩展接口，可以和其他主控平台连接，专门作为一个手势识别的模块，可以适用于各种需要手势交互的应用平台当中。

附图说明

图1为本实用新型的结构简图。

图2为本实用新型的双摄像头连接图。

图3为本实用新型的串口调试电路连接图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，本实施例所述的基于双目视觉的手势识别采集系统，包括：

直流电源模块1，用于提供稳定直流电压；

按钮输入模块2，用于对摄像头参数进行配置；

LED灯输出显示模块3，用于对系统的状态进行显示；

主控制芯片模块4，用于处理双目视觉算法，该模块包括用于向运行程序提供内存的DDR2SDARM内存电路及用于存储程序的NAND FLASH存储器电路；

CMOS摄像头接口模块5，用于连接CMOS接口摄像头8；

USB摄像头接口模块6，用于连接USB接口摄像头9；

串口调试模块7，用于连接外部电脑通过超级终端进行配置和调试。

其中，所述主控制芯片模块4采用三星公司的S3C2440芯片，此芯片具有SDRAM和NAND FLASH接口，并具有内存管理单元(MMU)，因此可以运行Linux操作系统，从而可以为视觉算法提供运行平台；同时S3C2440芯片具有CMOS接口和USB接口，因此可以连接CMOS接口摄像头8和USB接口摄像头9。

直流电源模块1采用MAX8860产生出1.25V电压，通过稳压芯片LM1117分别产生出3.3V和5.0V来满足芯片不同的电压需求，并通过RT9011双路稳压芯片产生CMOS接口摄像头1.8V和2.8V两路电压。

按钮输入模块2，设计有2路按钮电路，通过按钮和上拉电阻串联，当改变按钮状态时从而产生出高低电平。

LED灯输出显示模块3，设计有2路LED电路，通过连接限流电阻芯片直接产生高低电平驱动LED灯亮灭。

如图2所示，CMOS摄像头接口模块5直接通过S3C2440芯片的CMOS接口引出并直接连接到CMOS接口摄像头8，其中大多数CMOS接口摄像头8的接口包括：

CAMSDA(1号管脚)、CAMSCL(2号管脚)分别是I²C总线的数据和时 钟口，用于S3C2440芯片对CMOS接口摄像头的白平衡等参数进行配置，连接到S3C2440芯片I²C接口IICSDA/GPE15(M9号管脚)和IICSCL/GPE14(U8号管脚)，从而可以实现主芯片对摄像头的配置，其中电阻R1和R2是I²C总线的上拉电阻。

CAMCLKOUT(3号管脚)是CMOS接口摄像头的时钟输出，连接到S3C2440芯片的EINT20/GPG12(M10号管脚)，用于检测CMOS接口摄像头时钟是否正常启动。

CAMRST(4号管脚)是CMOS接口摄像头RESET输入，用于对摄像头数据进行重置，连接到S3C2440芯片的CAMRESET/GPJ12(J4号管脚)。

CAMCLK(5号管脚)是CMOS接口摄像头输入时钟，可以通过外部设备提供时钟，连接到S3C2440芯片的CAMCLKOUT/GPJ11(J3号管脚)。

HREF(6号管脚)是CMOS接口摄像头行同步信号，即摄像头数据传送完一行数据后，触发此信号一次，连接到S3C2440芯片的CAMHREF/GPJ10(G2号管脚)。

VSYNC(7号管脚)是CMOS接口摄像头场同步信号，即摄像头数据传送完一帧数据后，触发此信号一次，连接到S3C2440芯片的CAMVSYNC/GPJ9(G7号管脚)。

CAMPCLK(8号管脚)是CMOS接口摄像头像素时钟信号，即摄像头每传一个像素数据，触发此信号一次，连接到S3C2440芯片的CAMPCLK/GPJ8(G5号管脚)。

CAMDATA7-CAMDATA0(9-16号管脚)8根数据线，用于传送采集到图片数据(RGB或YUV格式数据)，连接到S3C2440芯片的 CAMDATA0/GPJ0-CAMDATA7/GPJ7(H2、J8、H7、H3、H4、H5、G3和H6号管脚)。

CMOS接口摄像头需要多种供电电压，通过VDD33V(17号管脚)、VDD_CAM(18号管脚)、VDD18V(19号管脚)连接3.3V、2.8V和1.8V电源输入；COMS摄像头GND(20号管脚)连接地。

如图2所示，USB接口摄像头9包括VBUS(1号管脚)、D-(2号管脚)、D+(3号管脚)和GND(4号管脚)4个接口，其中D-(2号管脚)连接S3C2440芯片主USB端口DN0接口；D+(3号管脚)连接S3C2440芯片的USB端口DP0接口；VBUS(1号管脚)接口连接5V电源；GND(4号管脚)接口连接地；其中电阻R3和R4主要起阻抗匹配作用，R5和R6作为下拉电阻。

如图3所示，S3C2440芯片引出的TXD0/GPH2(K13号管脚)和RXD0/GPH3(K14号管脚)通过MAX3232芯片转换为RS232协议标准电平，其中S3C2440芯片TXD0/GPH2(K13号管脚)和MAX3232芯片T1IN(11号管脚)连接，S3C2440芯片RXD0/GPH3(K14号管脚)和MAX3232芯片ROUT1(12号管脚)连接；MAX3232芯片的T1out(14号管脚)和RIN1(13号管脚)分别和COM端口的2脚和3脚连接，COM端口的5脚接地；MAX3232芯片C1+(1号管脚)和C1-(3号管脚)之间连接电容C2；C2+(4号管脚)和C2-(5号管脚)之间连接C5；V+(2号管脚)连接电容C3到地；V-(6号管脚)连接电容C4到地；VDD(16号管脚)连接电源3.3V，并连接滤波电容C1到地；VSS(15号管脚)连接到地。

以上所述之实施例子只为本实用新型之较佳实施例，并非以此限制本实用新型的实施范围，故凡依本实用新型之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本实用新型的保护范围内。