基于FPGA的全方位視覺的目標(biāo)識別和并行算法的研究.pdf

1、在嵌入式系統(tǒng)中，利用魚眼鏡頭實現(xiàn)全景視覺，完成實時的目標(biāo)跟蹤的工作。我們采用FPGA+DSP+PC的硬件系統(tǒng)架構(gòu)作為識別器，使用SAA7113H芯片采集圖像，在由FPGA將采集后的圖像存入到SRAM，SRAM支持FPGA或者DSP讀寫數(shù)據(jù)和地址。在存入SRAM之前，因為使用魚眼鏡頭，采集后的圖像是畸變的，所以采用FPGA對圖像進(jìn)行矯正，運用Freeman鏈碼進(jìn)行目標(biāo)識別，尤其是對直線的識別，在目標(biāo)識別之前還有圖像邊緣識別和二值化等工作都

2、在FPGA中完成，這些工作都需要大量的計算，高效的FPGA和Altera公司提供的IP可以加快運算速度，因此在FPGA上實現(xiàn)目標(biāo)識別大大縮短了算法所消耗的時間，具有實時性好的優(yōu)點。DSP主要是控制作用，是FPGA和PC之間的通信紐帶，它通過發(fā)出命令控制FPGA的各項工作，通過USB接口將數(shù)據(jù)和地址信息傳送到。PC機中，以達(dá)到三者更好的通信。
　　 Systolic陣列結(jié)構(gòu)提供了很好的并行運算模式，在硬件環(huán)境FPGA中，實現(xiàn)泰勒公

3、式。Systolic通常參與多數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)復(fù)雜運算，工業(yè)設(shè)計，和工業(yè)優(yōu)化等問題，而FPGA作為陣列式邏輯結(jié)構(gòu)，和Systolic陣列結(jié)構(gòu)有相似之處，因此可以解決泰勒公式這樣的復(fù)雜運算。雖然泰勒公式中有加法，乘法這樣的運算，但是利用了Systolic陣列可以輕松的實現(xiàn)其并行性，同時保持了FPGA的高性能的特點。我們采用CycloneⅡ的功能結(jié)構(gòu)，同時應(yīng)用Altera公司提供的IP核，實現(xiàn)各種運算和存儲單元分配等問題.最終可以實現(xiàn)泰勒公式，這

4、樣可以在沒有現(xiàn)成IP核的情況下，實現(xiàn)復(fù)雜的數(shù)學(xué)運算，為以后的冪指數(shù)運算打下基礎(chǔ)。
　　 本課題來源于國家科技部國際科技合作項目：移動機器人和自引導(dǎo)車的全方位視覺導(dǎo)航技術(shù)，以及天津自然基金重點項目：基于全景視覺的嵌入式移動安全監(jiān)控組件。本文深入研究了在全方位視覺情況下，對目標(biāo)識別，基于DSP+FPGA系統(tǒng)下實現(xiàn)目標(biāo)識別有較好的實時性。本文對于并行算法進(jìn)行研究，在FPGA上實現(xiàn)了，泰勒公式，有較好的并行性，提供了系統(tǒng)的性能。這對于以