Utilisation d'une caméra avec un microcontrôleur
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Les différentes caméras
Caméra à sortie vidéo
Il s'agit de caméra dont la sortie est un signal vidéo (NTSC, SECAM) que l'on peut directement connecter à un écran, un magnétoscope ou tout autre équipement disposant de ce type d'entrée.
Ce sont les caméras les moins onéreuses puisqu'on en trouve à moins de 10€ sur ebay. Voici, par exemple, celle que j'utilise :
<<photo à joindre>>
Le signal vidéo en sortie de ces caméras a la forme suivante :
<<A compléter.>>
La mise en oeuvre d'une telle caméra avec un microcontrôleur nécessite :
- l'extraction des signaux de début de ligne, début d'image ;
- une conversion analogique numérique suffisamment rapide (elle déterminera la résolution)
- un espace mémorie suffisamment grand pour stocker une image.
L'extraction des signaux de synchronisation peut se faire facilement grace au circuit LM<<à completer>> qui fournit, à partir du signal vidéao, deux signaux correspondant au début d'une ligne et au début d'une image.
Ces signaux peuvent alors être utilisés par le microcontrôleur pour démarrer une séquence d'échantillonnage. Voir la sectino concernant la connection de ce type de caméra sur un Atmega32 pour plus d'iformations.
Caméra à sortie numérique
Il s'agit de caméra dont la sortie est une image codée sous forme numérique. On trouve de telles caméras pour une dizaine d'euros. Voici, par exemple, celle que j'utilise (composant OV7620 d'Omnivision placé sur une break-out board).
Cette caméra dispose propose un nombre important de fonctions accessible via un bus I2C. L'image, quant à elle, n'est pas accessible sur le port I2C : elle est transmise de façon autonome sur un bus parallèle rapide auquel il conviendra de connecter soit un microprocessuer suffisamment rapide pour acquérir les données, soit une mémoire intermédiaire.
C'est cette dernière solution que nous allons mettre en oeuvre. La mémoire intermédiaire est une mémoire FIFO rapide à deux ports de 3Mbits.
Dans cette configuration, la séquence d'opération est la suivante :
- le microconrtôleur demande une acquisition à la caméra par le biais du bus I2C ;
- la caméra effectue l'acqusition et transmet l'image dans la FIFO ;
- le microcontrôleur attend la fin de la transmission (au moyen du bus I2C) :
- le microcontrôleur récupère l'image dans la FIFO.
Expérimentations
Connexion d'une caméra analogique à un ATMEGA / PIC
Le principe général est le suivant :
- L'extraction des signaux de synchronisation est réalisé par le composant LM<<A compléter>>.
- Les signaux de synchronisation sont délivrés au microcontrôleur qui les utilise pour démarrer une séquence de conversions analogique vers numérique
- Le délai minimum entre deux échantillonnages détermine la résolution de la caméra. Dans le cas où ce délai est trop important, on peut jouer sur le décalage initial entre l'occurrence de l'événement "début de ligne" et le premier échantillon pour améliorer la résolution spatiale. Ceci se fait naturellement aux dépens de la résolution temporelle puisqu'il faudra échantillonner plusieurs fois une même ligne n pour obtenir une résolution suffisante sur cette ligne.
Connexion d'une caméra numérique à un Cortex M3
<<A compléter>>
La caméra utilisée est un modèle OV7620 d'Omnivision. La FIFO est un modèle d'Avermedia. (On aurait probablement pu utiliser une mémoire plus classique, type SDRAM, mais je ne sais aps encore les utiliser !).
Connexion d'une WebCam à un Cortex M3
<<A compléter>>
En cours d'investigation : ceci requiert la présence d'un host USB, ce qui nécessite une prise en compte matérielle.
