基于FPGA的內(nèi)河紅外圖像采集系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、隨著我國(guó)內(nèi)河航運(yùn)業(yè)的不斷發(fā)展，水上交通事故發(fā)生的幾率也同樣增加。特別是在能見度比較低的狀況下，船舶相撞事故更容易發(fā)生。因此，采取有效措施防止船舶碰撞是航運(yùn)安全所面臨的一個(gè)重要問(wèn)題。避免船舶碰撞的一個(gè)核心問(wèn)題是如何準(zhǔn)確地獲取其他船舶的位置信息。紅外成像設(shè)備以其抗干擾能力強(qiáng)、氣候環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、晝夜連續(xù)被動(dòng)探測(cè)等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于圖像采集系統(tǒng)中。本課題的主要任務(wù)是設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的內(nèi)河紅外圖像采集系統(tǒng)，通過(guò)在船舶上安裝紅外熱像儀，采集紅外視

2、頻數(shù)據(jù)，為操船人員提供前視圖像信息，同時(shí)將預(yù)處理后的圖像數(shù)據(jù)傳給后續(xù)圖像處理單元進(jìn)行船舶目標(biāo)檢測(cè)，以輔助船員正確地進(jìn)行決策和操作，減少水上交通事故的發(fā)生，保障生命和財(cái)產(chǎn)安全并最終確保內(nèi)河航運(yùn)安全。
　　 本文首先分析了目前主要的視頻圖像采集系統(tǒng)方案，通過(guò)對(duì)核心處理器芯片的比較設(shè)計(jì)了以FPGA作為核心處理器的紅外圖像采集系統(tǒng)。利用FPGA實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)控制和低層信號(hào)預(yù)處理工作。在視頻解碼模塊中采用Philips SAA7113H進(jìn)行視

3、頻解碼，以SDRAM作為輸入輸出數(shù)據(jù)的緩存，利用FPGA芯片內(nèi)部的RAM資源，采用流水線機(jī)制進(jìn)行中值濾波和天數(shù)線檢測(cè)等預(yù)處理，再將預(yù)處理之后的數(shù)據(jù)送到DSP中供后續(xù)圖像處理。最后通過(guò)VGA顯示紅外圖像。
　　 本文主要研究了紅外圖像采集系統(tǒng)的硬件實(shí)現(xiàn)，并研究了通過(guò)硬件描述語(yǔ)言VerilogHDL在FPGA中控制實(shí)現(xiàn)紅外圖像實(shí)時(shí)采集的方法。通過(guò)分析紅外圖像的特點(diǎn)，選擇了中值濾波進(jìn)行圖像增強(qiáng)，并編程實(shí)現(xiàn)了快速中值濾波算法。內(nèi)河紅外圖