高幀高清CMOS工業(yè)攝像機(jī)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、碩士學(xué)位論文高幀高清CMOS工業(yè)攝像機(jī)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)DesignandImplementationofHighframerateandHighresolutionratioCMOSCamera學(xué)號(hào)：——2l蝕9004大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要高幀頻、高分辨率圖像在生產(chǎn)生活、科學(xué)研究以及國防軍事等多種領(lǐng)域有著越來越多的需求。相較于一些國家，我國的研究相對(duì)滯后，進(jìn)行高幀高清工

2、業(yè)攝像機(jī)的研制具有很大的學(xué)術(shù)價(jià)值和使用價(jià)值?；贔PGA、DDR2內(nèi)存芯片和USB30技術(shù)，本文提出了一種高幀高清工業(yè)攝像機(jī)設(shè)計(jì)方案，從高性能傳感器應(yīng)用、海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)确矫嫱瓿闪讼到y(tǒng)設(shè)計(jì)。攝像機(jī)由圖像采集、圖像存儲(chǔ)、圖像傳輸、圖像顯示四個(gè)模塊組成，前三部分構(gòu)成了攝像機(jī)的下位機(jī)，圖像顯示模塊構(gòu)成了上位機(jī)。下位機(jī)硬件設(shè)計(jì)采用了模塊化設(shè)計(jì)思想。圖像采集模塊選用Altera公司的CycloneIII系列FPGA作為主控器，選用Cm

3、osis公司的高性能CMOS圖像傳感器作為核心感光元件；圖像存儲(chǔ)模塊選用Micron公司的DDR2芯片構(gòu)建存儲(chǔ)陣列；圖像傳輸模塊選用Cypress公司的USB30芯片構(gòu)建傳輸通道。系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)主要包括了下位機(jī)FPGA邏輯設(shè)計(jì)及上位機(jī)程序設(shè)計(jì)。FPGA邏輯設(shè)計(jì)采用VerilogHDL語言實(shí)現(xiàn)了各硬件模塊的驅(qū)動(dòng)時(shí)序以及模塊間的握手控制，完成整個(gè)卜位機(jī)數(shù)據(jù)流的正確傳遞；在FPGA內(nèi)部開辟兩塊雙口RAM，對(duì)其乒乓讀寫操作，解決了傳感器高速流水式

4、串行數(shù)據(jù)接收的難題；采用SlaveFIFO模式完成了對(duì)USB30通道的控制。上位機(jī)程序基于MFC圖形界面庫及CypressAPI設(shè)計(jì)，采用C語言編程，使用了多線程、內(nèi)存映射技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了圖像顯示、存儲(chǔ)、回放、保存等功能。高幀高清工業(yè)攝像機(jī)涉及到復(fù)雜的軟硬件設(shè)計(jì)及調(diào)試工作，所需知識(shí)龐雜，本文最后部分給出了常見硬件電路排錯(cuò)、軟件系統(tǒng)調(diào)試以及軟硬件聯(lián)調(diào)的方法。測(cè)試結(jié)果表明，系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)分辨率20482048、幀率180fps或者分辨率20481