遵循仿生设计原则，机器鼠视觉感知系统应具有与实验鼠视觉相似的形态和功能，因此选择使用双目立体视觉感知的方式。在视觉感知系统的搭建过程中，首先需要选择合适的微型双目相机，并对机器鼠头部做出改进，将双目相机集成到机器鼠的头部。同时，由于视频数据难以直接在电路板上处理，需要设计无线图传模块将数据传送到上位机进行处理。
一、微型相机选型
微型相机应该安装在机器鼠头部，受限于机器鼠头部狭窄的空间，摄像头的尺寸是相机选型中首先需要考虑的因素，符合要求的微型相机应满足直径小于4.5mm，长度约10 mm的条件。由于数字相机尺寸普遍偏大，并且引脚过多，无法满足需求，而模拟相机存在尺寸较小的型号，便于集成，因此选择小体积的模拟相机组成机器鼠的视觉感知系统。双目视觉系统能够测量的深度与基线长度成正比，由于机器鼠头部的尺寸限制，两个相机之间的基线长度较短，只能测量较近的距离，也恰好符合实验鼠的视觉特点。此外，相机的帧率需要满足30 f/s（帧/s）以上，FOV需要在60°以上。由于摄像头通过控制电路板的端口供电，摄像头的工作电压不能过高，选择在5 V左右较为合适。摄像头体积过小会导致其分辨率较低，不过由于实验鼠的视觉分辨能力本身并不高，选择分辨率稍低的相机刚好符合实验鼠的视觉感知特性，并且较低的分辨率可以提高视频传输的实时性。因此，本章提出的视觉感知系统不对相机的分辨率有特殊的要求。
综合考虑以上因素，选择两个尺寸为φ4 mm×12 mm，分辨率为320×240像素的微型模拟相机作为机器鼠的“双目”，相机的具体参数如表4-1所示，微型相机实物图如图4-3所示。
表4-1 微型相机的具体参数
图4-3 微型相机实物图
二、硬件集成
考虑到实验鼠两只眼睛之间的位置关系，双目相机的安装方式有以下两种方案。一种是模拟实验鼠两只眼睛的相对位置进行安装。实验鼠的双目位于头部的两侧，这样的位置使得实验鼠在任何时刻都具有更大的视野。但是，双目重叠部分较小，将两个相机安装在机器鼠头部的两侧，这样可以获得较大的视场范围。但是，双目重叠的部分较少，难以进行立体视觉的计算。另一种方案是两个相机平行安装在头部的前方，这样的安装方式可以获得较大的视场重叠部分，方便双目立体深度的计算，但这种安装方式的弊端为相机的视场狭窄（可以通过控制机器鼠头部摆动来克服）。综合考虑，选择第二种方案，即双目相机平行安装在头部的前方的安装方式。
三、无线图传模块选型(www.xing528.com)
无线图传模块的频率分为2.4 GHz和5.8 GHz两个ISM频段，其中采用5.8 GHz频段进行图像传输具有更快的传输速度，但是穿透能力更弱，传输距离较近。由于本研究中，实际应用场景不需要较远的传输距离，因此结合实际测试我们最终选择5.8 GHz模拟图传模块作为本系统的无线传输模块。
本系统采用的无线发射模块型号为VT5804pro，发射功率可三挡切换，输出功率稳定，传输距离远，具有48个输出频点，工作频率为5.300～5.900 GHz，输入电压7～24 V，可以通过机器鼠的主控电路板供电，输出电压5V，可以给摄像头供电，无线发射模块体积小巧，可以安装在机器鼠腰部两侧，不影响机器鼠运动。无线接收模块型号为RX600，工作频率为5.685～5.905 GHz，无线接收模块的天线选择全向蘑菇头天线，以提高信号强度，增加稳定性。无线收发模块技术参数如表4-2所示。
表4-2 无线收发模块技术参数
为了防止干扰，两套无线发送模块和接收模块分别选择不同的工作频率，分别为5.685 GHz和5.905 GHz。USB视频采集卡与无线接收模块相连并为其供电，将接收到的AV信号传给主控计算机进行相应的图像处理，无线收发模块与USB视频采集卡如图4-4所示。
图4-4 无线收发模块与USB视频采集卡
（a）无线收发模块；（b）USB视频采集卡
整个系统的通讯流程如图4-5所示。双目相机采集到AV信号首先传给无线发射模块，然后通过5.8 GHz无线图传模块传送到接收模块，接收模块通过USB视频采集卡连接到主控计算机读取AV信号，主控计算机进行处理后将控制信号通过蓝牙传输到控制电路板以控制机器鼠的运动。
图4-5 视觉感知系统通讯流程
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