[发明专利]一种内窥式智能相机

说明书

技术领域

本发明涉及智能相机技术领域，尤其涉及一种内窥式智能相机装置。

背景技术

智能相机是一种高度集成化的机器视觉系统，它将图像的采集、处理与通信功能集成于单一相机内，从而提供了具有多功能、模块化、高可靠性、易于实现的机器视觉解决方案。但是，由于集成的模块较多，目前的智能相机体积都较大，无法伸入到狭小空间实现内窥拍照。对于狭小空间内窥拍照的场合，目前普遍做法是利用内窥头伸入内窥空间，将内窥空间的图像通过光信号或电信号传输到计算机的采集卡，并在计机上做进一步处理。这种内窥头加计算机的结构，一方面光信号的导出会有衰减，另一方面由于系统集成度较低，无法应用到对功耗、体积等要求较高的嵌入式本地图像处理的场合。

因此，迫切需要研制一种既具备内窥功能，又能本地视频图像嵌入式实时处理的智能相机，填补该工业应用领域的空白。

发明内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种内窥式智能相机，以解决传统智能相机不能用于内窥场合的问题。

(二)技术方案

为了达成上述目的，本发明将成像单元与智能处理单元分开，并通过传输线连接，提供了一种内窥式智能相机装置，包括：

内窥成像单元，其位于装置的最前端，呈细长型，由微型镜头、感光器件、LED光源、接口部件、电路板以及壳体组成。电路板呈T字型，由一块圆形电路板和一块条形电路板焊接而成，光源和感光器件焊接在圆形电路板上，接口以及控制部件焊在条形电路板上，该设计能最大限度减小内窥单元总体直径，有利于伸入狭小空间内。电路板固定在壳体中，微型镜头安装在壳体最前端。

传输线与接口单元，用于连接内窥成像单元和图像处理与控制单元，由多根带屏蔽的导线以及接口组成。内窥成像单元获取的图像通过单向图像传输通道传送给图像处理与控制单元，图像传输通道采用高带宽的LVDS协议接口；图像处理与控制单元的控制命令传输以及成像单元的状态参数传输通过命令传输通道实现，命令传输通道采用双向的IIC总线协议接口。

图像处理与控制单元，位于外部空间，用于图像的智能处理与控制。图像处理与控制单元采用基于FPGA和DSP的嵌入式处理系统，利用FPGA硬件实现计算量较大的底层图像处理，以提高系统实时性，通过DSP软件编程调用FPGA模块，并通过组合以及上层图像处理实现复杂的图像处理算法。图像处理与控制单元具备多个与其他设备的通讯接口，包括以太网接口、RS232串口和RS485串口，可将处理结果传输给其他设备，也可接收其他设备的反馈控制命令。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：

1、本发明提供的内窥式智能相机，将成像单元与智能处理控制单元分开，并通过传输线连接，可以使该智能相机既具备本地智能图像实时处理的能力，又具备内窥功能，可以很好地应用在需要内窥拍照并且需要本地进行图像检测与识别处理的场合。

2、本发明提供的内窥成像单元中的电路板采用T型结构，该结构使得内窥成像单元的直径只略大于成像器件的直径，最大限度地减小内窥单元的直径，满足狭小内窥空间的需求。内窥成像单元与智能处理单元通过分开的图像通道和命令通道分别传输图像和命令，使得该连接方式具备高效的数据传输能力。传输线最长可达8米，满足大部分的内窥深度要求。

3、本发明提供的智能图像处理与控制单元采用基于FPGA和DSP的嵌入处理系统，FPGA和DSP均具备多个独立的内存空间，采用该结构的图像处理系统既具备高实时性，同时具备集成度高、功耗低的优点。图像处理与控制单元提供以太网、RS233、RS485通用的数据接口，方便与其他设备进行数据通讯，可方便集成于其他工业系统中，适应面广，通用性强。

附图说明

图1为本发明内窥智能相机的结构示意图；

图中标号说明：1微型镜头，2感光器件，3LED光源，4T型电路板，5接口部件，6内窥感光单元壳体，7传输线，8图像处理与控制单元壳体，9FPGA模块，10电源模块，11FPGAFLASH，12FPGADDR2内存，13DSP模块，14DSPDDR2内存，15DSPFLASH，16以太网RJ45接口，17RS232/485接口。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

图1出示了本发明提出的内窥式智能相机的结构示意图。参考图1，本发明装置主要包括：