Mise en oeuvre d’une camera numérique auto- adaptative

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Mise en oeuvre d’une camera numérique

auto-adaptative

Projet de fin d’étude – Département Informatique -

Laurent AUGEAI & Victorien SILVESTRO

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Introduction

Description du Hardware

Fonctionnalités

Travail à réaliser

Description technique


Plan de la présentation

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Objectif : Détection de mouvement avec caméra embarquée

Contexte : Caméra utilisée en robotique Solution existante par port série


Introduction

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Idée de base : Caméra directement connecté à la carte Gain en rapidité

=> Augmentation de la performance globale du système


Introduction

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Schéma d’organisation:


Description du Hardware

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Capture des images

Compression JPEG

Détection de mouvement

Transmission réseau

Mise à disposition des images


Fonctionnalités

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Le driver de la caméra pour ce Hardware

Logiciel applicatif embarqué

Logiciel applicatif sur le poste distant


Travail à réaliser

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Langage C

Environnement Linux (embarqué et poste de développement)

Cross compilation des binaires depuis un poste distant

Connexion Ethernet et Série


Environnement de travail

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Embarqués :

Driver de récupération des informations (Pixels) provenant de la caméra.

Configuration de la caméra Détection de mouvement Construction de l’image Transmission réseau


Modules

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Poste Extérieur :

Interface graphique Affichage du flux Stockage des enregistrements après détection


Modules

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Driver Caméra : Pixels récupérés sous le format YUV.

Pb de rapidité entre le déclenchement de l’interruption et le traitant d’interruption.

Choix du pooling pour récupérer les pixels en fonction du registre d’état des signaux de l’imageur.

Utilisation des interfaces standards des drivers Linux (ioctl, read, write).



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Observations a l’oscilloscope



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Solution de Capture

1 – Déclencher sur signal d’interruption VSYNC (début d’image)

2 – Attendre par pooling le signal HREF (début de ligne)

3 – Capturer en boucle toutes les informations (validation des pixels et valeur du pixel) pendant la durée d’une ligne de l’image

4 – si toutes les lignes ont été reçues, aller en 5, sinon en 2

5 – examiner les valeurs obtenues dans le registre de validation et en déduire les données pixels valides.



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Configuration de la caméra :

Utilisation du driver I2C fourni

Ecriture des registres de la caméra pour réglage : Fréquence d’horloge Fenêtrage Format de données Luminosité Gain



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Construction de l’image :

Espace utilisateur Utilisation de la librairie « libjpeg » Mode Noir et Blanc Différent taux de compression disponible



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Détection de mouvement :

Par comparaison de deux images successives. Les images successives ne sont pas conservées. Utilisation de l’indice de comparaison : Ecart-type. Ecart-type : observation de la fluctuation des valeurs sur

des images fixes.



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Transmission réseau :

Socket Unix Protocole UDP non connecté pour le streaming Envoi des données brutes encadrées avec des balises

pour reconstitution des images. Un port vidéo (flux streaming) Un port de commande



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Réception réseau : Un entête qui signale le début d’une nouvelle image (premier

paquet) Un entête qui signale la fin d’une image (dernier paquet) Un entête avec indicateur de position dans le flux

Le serveur adapte son comportement : signal d’une nouvelle image = initialise la création nouvelle

image, jette image précédente si non terminée. Indicateur de flux = informe de la cohérence Inclusion des informations mouvements dans le premier entête



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Affichage du flux :

Utilisation de GTK+ version 2.0 Deux mode d’affichage : streaming & Mouvement-

uniquement Poste client -> récupère les données du réseau et les

affiche



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Câble Ethernet non détecté

Connexion Série inactives

Position des jumpers

Réglage manuel de la netteté


Problèmes Matériels

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Temps de latence entre l’interruption et le Handler

Recompilation de la libjpeg

Adresse des pixels erronée

Mémoire disponible dans le noyau

Paquets Réseau non ordonnés


Problèmes de Design

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Système complètement autonome

Performances réduites dues au système de récupération des images

1 image/seconde Résolution 240x220 Images noir&blanc Détection de mouvements

(basée sur la luminosité) Transmission streaming

Gain en fréquence d’images par rapport au précédent système


Perfomance générale du système

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Une expérience significative dans le monde de l’embarqué

Prise en compte de la réelle difficulté des systèmes embarqués

Interface hardware (drivers) Debug avec l’oscilloscope à sonde Cross-compilation Contraintes d’espace mémoire et de temps d’éxécution


Conclusion

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