3D機(jī)器視覺參考設(shè)計(jì)包含德州儀器的DLP結(jié)構(gòu)光軟件開發(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)來滿足下列應(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)器視覺解決方案

當(dāng)前工業(yè)工廠自動(dòng)化需要機(jī)器視覺來快速準(zhǔn)確檢測(cè)檢查生產(chǎn)線，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，能夠充分滿足您獨(dú)特的市場(chǎng)需求。Xilinx Vivado? Design Suite配合高度集成的開發(fā)工具流程，并采用 OpenCV 庫、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)器視覺攝像機(jī)參考設(shè)計(jì)

可利用 Artix-7 FPGA 和 Xilinx 機(jī)器視覺合作伙伴 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)，滿足小尺寸攝像機(jī)要求，無需 PCB 微過孔即可實(shí)現(xiàn)。

多協(xié)議機(jī)器視覺攝像機(jī)方案框圖

2.IP 核

機(jī)器視覺連接 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)使開發(fā)人員可以立即啟動(dòng)軟件、固件和硬件開發(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視頻類固件，該套件開箱即用，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LatticeECP3 SERDES接口接收專業(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MIPI CSI-2或SubLVDS差分線路互連，迅速將開發(fā)板轉(zhuǎn)換成適用于工業(yè)視覺應(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)開發(fā)。套件內(nèi)包含用戶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

USB 3.0攝像機(jī)

飛思卡爾機(jī)器視覺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)域中正變得越來越普及。裝配生產(chǎn)線可以使用攝像頭來控制機(jī)械手和機(jī)械，檢驗(yàn)半導(dǎo)體芯片、汽車和藥材等復(fù)雜產(chǎn)品;零售業(yè)可??以使用攝像頭來監(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。機(jī)器視覺解決方案需要針對(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)器視覺和智能攝像頭圖像處理的難題。

機(jī)器視覺與智能攝像頭發(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