系統(tǒng)硬件設計

　　本文選取ICETEK-OMAP3530-Mini開發(fā)板為實驗平臺，該開發(fā)板是由北京瑞泰創(chuàng)新科技有限責任公司與美國德州儀器公司合作推出，是一個開放的OMAP3530的硬件平臺，它是以TI最新的、高性能的ARM CortexA8處理器OMAP3530為核心，以DSP64x+內核作為強勁的輔助圖像處理，優(yōu)化硬件2D/3D加速器，形成一個精簡完備的計算機系統(tǒng)。

　　選用CMOS攝像頭OV7670.OV7670是Omnivision公司生產(chǎn)的一款30萬像素的彩色圖像傳感器芯片，體積小、工作電壓低，提供單片VGA攝像頭和影像處理器的所有功能。其特點有：靈敏度高，適合低亮度下使用;標準串行攝像頭控制總線(SCCB)，兼容IIC接口;自動曝光控制;自動增益控制;自動白平衡;自動消除燈光條紋;自動黑電平校準;圖像格式可以是原始RGB、RGB(4：2：2)、RGB565/555/444、YUV(4：2：2)、YCbCr(4：2：2)。OV7670與ICETEK-OMAP3530-Mini板通過USB接口連接在一起。

　　系統(tǒng)軟件設計

　　OMAP3530是一款雙核微處理器，由ARM核和DSP核兩部分組成，二者之間軟件的編程和運行都是相互獨立的，通過DSP/BIOS Link完成雙核之間的通信。ARM端采用嵌入式Linux操作系統(tǒng)，動態(tài)創(chuàng)建、控制和刪除DSP節(jié)點，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效傳輸。DSP端采用DSP/BIOS實時操作系統(tǒng)，支持eXPressDSP實時軟件技術，由DSP/BIOS實時內核、可重構的DSP算法和第三方軟件模塊組成。

　　由系統(tǒng)結構可見，軟件設計主要包括：ARM端引導程序和Linux系統(tǒng)的移植;捕獲道路圖像程序。

　　ARM端引導程序和Linux系統(tǒng)的移植

　　為便于項目的開發(fā)和調試，ICETEK-OMAP3530-Mini板采用SD卡啟動，本系統(tǒng)中使用的X-Loader的版本是x-loader1.4.2，U-boot的版本是Uboot-2009.01，Linux內核的版本是Linux-2.6.28，Busybox的版本是busybox-1.12.2，該過程的主要步驟如下：

　　(1)在開發(fā)主機Linux PC里安裝交叉編譯工具;

　　(2)交叉編譯X-Loader，生成鏡像文件x-load.bin.ift，然后轉化為SD卡啟動用程序MLO;

　　(3)交叉編譯U-boot，生成u-boot.bin和mkimage工具;

　　(4)驅動配置并交叉編譯內核，生成內核鏡像文件uImage;

　　(5)利用Busybox制作文件系統(tǒng);

　　(6)將上述生成的二進制文件復制到SD.

　　捕獲道路圖像

　　Linux系統(tǒng)對視頻設備的操作提供了兩套API，分別是Video 4 Linux(簡稱V4L)和Video 4 Linux 2(簡稱V4L2)。早期開發(fā)的V4L存在很多缺陷，Bill Dirks等人對其進行了重新設計，更名為V4L2，相比于V4L有很好的擴展性和靈活性，并且支持更多的硬件設備。這兩套API不兼容，本文采用V4L2進行USB攝像頭視頻編程。

　　利用V4L2提供的接口，我們可以編寫出具有視頻采集功能的測試代碼。下面就主要的環(huán)節(jié)做一些說明。

　　(1)打開視頻設備

　　cameraFd=open(“/dev/video0”， O_RDWR， O);

　　(2)查詢設備屬性

　　通過調用ioctl函數(shù)和接口命令VIDIOC_QUERYCAP，查詢攝像頭的信息，見程序段1.

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　　if (ioctl(fd， VIDIOC_QUERYCAP， == -1) {

　　…

　　} else {…

　　if ((cap.capabilities V4L2_CAP_VIDEO_CAPTURE) == V4L2_CAP_VIDEO_ CAPTURE) {

　　…}

　　if ((cap.capabilities V4L2_CAP_STREAMING) == V4L2_CAP_STREAMING) {

　　…} }

　　while(ioctl(fd，VIDIOC_ENUM_FMT， {…}

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　　程序段1查詢攝像頭屬性

　　(3)設置像素格式

　　一般的USB攝像頭都會支持YUV，可能還會支持其他更多的格式。通過上一步對攝像頭所支持像素格式的查詢，下面利用ioctl函數(shù)對格式進行設置，見程序段2.———————————————————————

　　fmt.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;

　　fmt.fmt.pix.pixelformat = V4L2_PIX_FMT_YUYV;

　　fmt.fmt.pix.height = IMAGEHEIGHT;

　　fmt.fmt.pix.width = IMAGEWIDTH;

　　fmt.fmt.pix.field = V4L2_FIELD_INTERLACED;

　　ioctl(fd， VIDIOC_S_FMT，

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