基礎介紹與硬體架構
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- 1. OpenMV介紹
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- 1.1 什麼是OpenMV
- 1.2 OpenMV與OpenCV
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- 2. 硬體架構
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- 2.1 OpenMV-H7
- 2.2 STM32H743
- 2.3 原理圖
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1. OpenMV介紹
1.1 什麼是OpenMV
OpenMV是由美國克裡斯團隊基于MicroPython發起的開源機器視覺項目，目的是建立低成本，可擴充，使用python驅動的機器視覺子產品。OpenMV搭載了MicroPython解釋器，使其可以在嵌入式端進行python開發，關于MicroPython可以參照我之前的部落格專欄：MicroPython. OpenMV基于32位，ARM Cortex-M7核心的OpenMV-H7, 并結合各種攝像頭，可以進行多種機器視覺應用的實作，比如人臉檢測，物體分類等。
1.2 OpenMV與OpenCV
OpenMV的全稱是open machine vision, 是開源的機器視覺架構，而OpenCV是open computer vision，是一種開源計算機視覺庫，可以運作在Linux、Windows、Android和Mac OS作業系統上。二者之間的相同點在于它們都是實作視覺應用的工具，不同點在于OpenMV可以運作在MCU上，比如ARM的M系列晶片，而OpenCV可以運作在多種架構的CPU上。OpenMV的優勢在于輕量化，可以運作在MCU上，但是處理高複雜度圖像資訊與高速圖像資訊的時候，能力明顯弱于OpenCV. 二者對應這不同的應用場景，對于需要高速處理複雜圖像資訊的場合，OpenCV可以勝任，而對于産品體積，成本要求比較高并且處理圖像資訊比較簡單時，OpenMV是一個非常有優勢的參考方案。
2. 硬體架構
2.1 OpenMV-H7
OpenMV-H7是低功耗的Python3可程式設計機器視覺硬體，結合攝像頭可以支援一系列廣泛的圖像處理功能和神經網絡。OpenMV-H7使用跨平台 IDE 進行程式設計，該 IDE 允許檢視錄影機的幀緩沖器、通路傳感器控件、通過 USB 串行（或 WiFi/BLE（如果可用）将腳本上傳到錄影機。OpenMV-H7 基闆基于在 400MHz 下運作的STM32H743 MCU，具有 1MB SRAM、2MB 閃存、FPU、DSP 和硬體 JPEG 編碼器。基闆采用子產品化傳感器設計，将傳感器與錄影機分離。子產品化傳感器設計使錄影機能夠支援多個傳感器，包括 OV7725、MT9V03x 全球快門傳感器和 FLIR Lepton 1、2 和 3 熱傳感器。圖1所示就是OpenMV-H7的實物圖：
圖1. OpenMV-H7基闆
OpenMV-H7可以應用在多個領域比如：智能家居，機器人導航，物體檢測與追蹤等工業應用。
2.2 STM32H743
STM32H743是OpenMV-H7基闆的MCU，其是一款32位的，Cortex-M7核心的晶片，該核心具有雙精度浮點處理單元FPU，最高頻率達到400MHz，并且内置1M RAM, 2M Flash。圖2所示是STM32H743晶片的架構。
圖2. STM32H743架構
2.3 原理圖
OpenMV-H7基闆的原理圖如圖3所示，可以看出，原理圖還是比較簡單的，核心部分就是STM32H743的最小系統，外圍加上電源子產品以及攝像頭接口就可以做最基本的應用了。OpenMV-H7基闆除此之外增加了USB, I/O接口的引出，SD卡，RGB的LED，以及Debug接口。在具體的項目應用中，我們可以合理設計自己的OpenMV基闆，進而減少電路闆體積與成本。
圖3. OpenMV原理圖