嵌入式千兆網(wǎng)測(cè)量相機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、現(xiàn)代動(dòng)漫制作技術(shù)中的光學(xué)式運(yùn)動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，前端相機(jī)負(fù)責(zé)采集運(yùn)動(dòng)圖像，后端計(jì)算機(jī)負(fù)責(zé)根據(jù)圖像實(shí)時(shí)對(duì)標(biāo)記點(diǎn)進(jìn)行識(shí)別、跟蹤和空間坐標(biāo)的計(jì)算，需要傳輸和計(jì)算的數(shù)據(jù)量非常大。尤其對(duì)于高分辨率高幀多目標(biāo)圖像的情況，更是對(duì)圖像數(shù)據(jù)傳輸和計(jì)算結(jié)果實(shí)時(shí)性的巨大考驗(yàn)。
　　為了簡(jiǎn)化光學(xué)式運(yùn)動(dòng)跟蹤系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，結(jié)合圖像測(cè)量算法，本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種嵌入式千兆網(wǎng)測(cè)量相機(jī)。該系統(tǒng)通過(guò)圖像測(cè)量算法，在測(cè)量前端進(jìn)行第一次坐標(biāo)計(jì)算，然后通過(guò)千兆網(wǎng)將運(yùn)算結(jié)果傳輸?shù)接?jì)算

2、機(jī)上，最后進(jìn)行三維合成，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高了系統(tǒng)性能。
　　系統(tǒng)以FPGA為核心控制器，選擇了Xilinx公司的Spartan6芯片;利用嵌入式軟核MicroBlaze設(shè)計(jì)了片上系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)圖像測(cè)量算法;利用于兆網(wǎng)作為傳輸鏈路，選擇三態(tài)以太網(wǎng)MAC核(TEMAC)和88E1111高速以太網(wǎng)收發(fā)器實(shí)現(xiàn)千兆網(wǎng)傳輸，將運(yùn)動(dòng)物體的空間坐標(biāo)結(jié)果發(fā)送到上位機(jī);利用CMOS圖像傳感器實(shí)現(xiàn)圖像采集，選擇了Micron公司的MT9P031，圖像

3、分辨率為640×480，幀率最高可達(dá)123幀/秒。圖像測(cè)量算法采用一種基于直線段的連通域快速檢測(cè)算法，首先在FPGA硬件電路內(nèi)進(jìn)行濾波、二值化和提取邊緣坐標(biāo)信息，隨后片上系統(tǒng)根據(jù)邊緣坐標(biāo)信息實(shí)時(shí)計(jì)算數(shù)字圖像的多個(gè)標(biāo)志點(diǎn)的空間坐標(biāo)，最后將空間坐標(biāo)發(fā)送到上位機(jī)。上位機(jī)的程序采用C++語(yǔ)言基于MFC進(jìn)行開(kāi)發(fā)，利用WinPcap抓取網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包，實(shí)現(xiàn)上位機(jī)和下位機(jī)之間的通信，上位機(jī)作為客戶端，下位機(jī)作為服務(wù)器。上位機(jī)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)下位機(jī)的參數(shù)設(shè)置、命