基于TMS320C6416的视频跟踪板
我们开发的该款视频跟踪系统中的DSP采用的是TMS320C6416。 TMS320C6416是TI公司推出的高性能定点DSP，时钟频率可达600MHz，处理能力为4800MIPS，软件与C62X完成兼容，采用先进的甚长指令结构（VLIW）的DSP内核有6个ALU（32/40bit），每个时钟周期可以执行8条指令，所有指令都可以条件执行。
TMS320C6416与TI公司C6系列其它DSP相比有一个明显的不同：即处理能力显著提高，是1997年推出的C6201处理能力的3倍，执行1024点复数FFT的时间为10.003μs，比C6201快6倍多。TI公司继推出时钟频率已高达600MHz的TMS320C6416工业级产品之后，又推出了时钟频率已高达800MHz的TMS320C6416工业级产品。
产品照片如下图：
图一 基于TMS320C6416的视频跟踪板
1．主要功能
视频跟踪板可接收两路（电视与红外）视频信号，视频跟踪板根据上位机TV/FLIER控制状态，切换视频信号，完成目标自动跟踪功能，计算出目标跟踪轴相对于瞄准轴的误差，送出含有状态信息的合成视频信号。
2．技术指标
2．1具有自动搜索捕获目标功能。
2．2工作模式：相关跟踪/形心跟踪/校轴
2．3最小可跟踪对比度：目标为5×5像素，目标与背景的最小对比度为5％。
2．4最大跟踪速度：最大跟踪目标速度为1 场/S。
2．5跟踪精度(静态)：对目标跟踪时的跟踪精度±1像素。
2．6跟踪点及电十字丝微调
具有跟踪点和电十字丝微调功能。
2．7电路板外形尺寸：135mm×80mm。
2．8环境适应性
高温工作：+70℃；低温工作：—40℃。
3．通讯方式及信号线
与上位机的通讯方式有两种可供选择：1、采用双端口存储器CY7C131的并行数据通讯方式；2、采用串口通讯器件MAX3160的RS232/RS422串口通讯方式。串口通讯波特率一般为115200；波特率可根据用户需求改动。
为了提高跟踪板的输入输出的视频信号的抗干扰性能，跟踪板可以接收差分视频输入，并提供差分的复合视频输出。
差分视频输入有两路，一路可接CCD图像传感器（可见光摄像机）的差分视频输入，一路可接红外图像传感器的差分视频输入。
提供的差分复合视频输出有两路。
应用参考
附录1：视频跟踪板插头J1上所具备的引线
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名称 |
定义 |
备注 |
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A0~A7 |
八位地址线 |
双端口存储器CY7C131的引脚线 |
|
D0~D7 |
八位数据线 |
双端口存储器CY7C131的引脚线 |
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-RD |
读信号 |
双端口存储器CY7C131的引脚线 |
|
-CS |
片选信号 |
双端口存储器CY7C131的引脚线 |
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-WR |
写信号 |
双端口存储器CY7C131的引脚线 |
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INT |
中断信号 |
TTL电平（供与上位机通讯用） |
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RS232/RS422 |
串口通讯 |
串口通讯器件为MAX3160，RS232和RS422皆可。 |
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视频输入1 |
1V，75Ω (可改为差分输入) |
电视 |
|
视频输入2 |
1V，75Ω (可改为差分输入) |
红外 |
|
复合视频输出1 |
1V，75Ω (可改为差分输出) |
|
|
复合视频输出2 |
1V，75Ω (可改为差分输出) |
|
|
+5V电源 |
|
1A |
|
+12V电源 |
|
0.1 A |
|
-12V电源 |
|
0.1 A |
注:跟踪板向控制板发送数据：在锁定及跟踪方式下，每隔20ms写一组信息，写完信息后，发送中断信号INT，下跳变触发中断。
附录2：串口通讯的信息数据定义
1、视频跟踪板向控制板发送的数据包
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信 息 类 型 |
相对地址 |
字节长度 |
注 释 |
|
数据包帧头 |
0x00 |
1 |
0xFF |
|
目标坐标X[注1] |
0x01高位0x02低位 |
2 |
屏幕中心为原点，向右为正（-256∽255），1LSB=1个像素 |
|
目标坐标Y[注1] |
0x03高位0x04低位 |
2 |
屏幕中心为原点，向上为正（-128∽127），1LSB=1个像素 |
|
目标丢失信息 |
0x05 |
1 |
目标丢失为0x01 |
|
自检结果 |
0x06 |
1 |
0正常；1故障 |
|
校验字节 |
0x07 |
2 |
前面发送的6个字节(从0x01单元~0x06单元)依次相加的结果 |
|
数据包帧尾 |
0x07 |
|
0xFE |
2、控制板向视频跟踪板发送的数据包
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信 息 类 型 |
相对地址 |
字节长度 |
注 释 |
|
数据包帧头 |
0x00 |
1 |
0xFF |
|
工作模式 |
0x01 |
1 |
相关跟踪（自动搜索）：0x01。形心跟踪（自动搜索）：0x02。校轴：0x03。其他为解锁。 |
|
电视/热像 |
0x02 |
1 |
电视：0x00，热像：0x01 |
|
跟踪波门X方向微调 |
0x03 |
1 |
向下为负（0xff），向上为正(0x01)，不动为0x00。每次校正一个像素。 |
|
跟踪波门Y方向微调 |
0x04 |
1 |
向下为负（0xff），向上为正(0x01)，不动为0x00。每次校正一个像素。 |
|
校轴X |
0x05 |
1 |
向左为负（0xff），向右为正(0x01)，不动为0x00。每次校正一个像素。 |
|
校轴Y |
0x06 |
1 |
向下为负（0xff），向上为正(0x01)，不动为0x00。每次校正一个像素。 |
|
校验字节 |
0x07 高位 0x08 低位 |
2 |
前面发送的5个字节(从0x01单元~0x5单元)依次相加的结果 |
|
数据包帧尾 |
0x09 |
1 |
0xFE |
注：视频跟踪板串口通讯器件为MAX3160。视频板与控制板通讯采用RS422串口通讯方式。波特率为115200。数据格式：一个起始位，8个数据位，一个停止位；一个数据串为十位。
附录3：采用双端口存储器的信息数据定义
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控制板－－－视频跟踪板 |
|||
|
信 息 类 型 |
相对地址 |
字节 长度 |
注 释 |
|
工作模式 |
0x00 |
1 |
相关跟踪（自动搜索）：0x01。形心跟踪（自动搜索）：0x02。校轴：0x03。其他为解锁。 |
|
电视/热像 |
0x01 |
1 |
电视：0x00 热像：0x01 |
|
跟踪波门 X方向微调 |
0x02 |
1 |
向左为负（0xff），向右为正(0x01)，不动为0x00。每次校正一个像素； 跟踪板使用该信息后，将其改写为“0x 00”。 |
|
跟踪波门 Y方向微调 |
0x03 |
1 |
向下为负（0xff），向上为正(0x01)，不动为0x00。每次校正一个像素； 跟踪板使用该信息后，将其改写为“0x 00”。 |
|
校轴X |
0x04 |
1 |
向左为负（0xff），向右为正(0x01)，不动为0x00。每次校正一个像素； 跟踪板使用该信息后，将其改写为“0x 00”。 |
|
校轴Y |
0x05 |
1 |
向下为负（0xff），向上为正(0x01)，不动为0x00。每次校正一个像素； 跟踪板使用该信息后，将其改写为“0x 00”。 |
|
|
|||
|
视频跟踪板－－－控制板 |
|||
|
目标坐标X |
0x40 0x41 |
2 |
跟踪轴为基准，向右为正，1LSB=1个像素 0x40为高位。 |
|
目标坐标Y |
0x42 0x43 |
2 |
跟踪轴为基准，向上为正，1LSB=1个像素 0x42为高位。 |
|
目标丢失 信息 |
0x44 |
1 |
正常跟踪为：0x00 目标丢失为：0x01 |
注：视频跟踪板上的双端口存储器为CY7C131。
联系人：刘先志。联系信箱：liuxianzhii@yahoo.com.cn